Реактор серии фильтров сухого типа

Серийный реактор с фильтром сухого типа от компании Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. предназначен для компенсации реактивной мощности на основе конденсаторов и подавления гармоник в энергосистемах среднего напряжения. Установленный последовательно с батареей конденсаторов, реактор помогает ограничить пусковой ток переключения конденсатора, контролировать усиление гармоник и установить необходимые характеристики импеданса настроенной или расстроенной схемы фильтра.

В реакторах серии фильтров сухого типа используется система изоляции сухого типа с ламинированным железным сердечником и распределенными воздушными зазорами. Его индуктивность фиксируется в соответствии с заданной электрической схемой. По сравнению с масляным последовательным реактором, конфигурация сухого типа исключает необходимость использования изолирующего масла и может рассматриваться для внутренних подстанций, компактного компенсационного оборудования и установок, где требования к обращению с маслом и противопожарной защите должны быть сведены к минимуму.

Окончательная номинальная мощность реактора, индуктивность и процентное содержание реактора должны определяться на основе конденсаторной батареи, напряжения системы, частоты и гармонических условий применения.

Обзор продукта

Батареи конденсаторов, установленные для компенсации реактивной мощности, могут взаимодействовать с сопротивлением энергосистемы. В определенных условиях эксплуатации это взаимодействие может усиливать существующие гармоники или создавать чрезмерный переходный ток при переключении конденсаторов.

Последовательный реактор подключается последовательно с батареей конденсаторов для изменения импеданса компенсационной ветви.

В зависимости от выбранного процента реактора и конструкции системы он может выполнять несколько функций:

· Ограничить пусковой ток переключения конденсатора

· Уменьшить риск гармонического усиления

· Сдвиг резонансных характеристик комбинации конденсатор-система

· Формирование настроенной ветви фильтра, разработанной для определенной частоты гармоник.

· Снизить нагрузку на конденсаторные установки и связанное с ними коммутационное оборудование.

· Обеспечить необходимое индуктивное сопротивление для цепи компенсации.

Поэтому дроссель фильтра не выбирается независимо от батареи конденсаторов. Параметры реактора и конденсатора следует оценивать как часть одной и той же системы компенсации.

Принцип работы

Реактор включен последовательно с батареей конденсаторов. Его индуктивное сопротивление изменяет сопротивление конденсаторной ветви и влияет на резонансную частоту цепи.

Для настроенного фильтра индуктивность и емкость выбираются так, чтобы обеспечить требуемый отклик в районе целевой частоты гармоники. Для расстроенной конденсаторной батареи реактор обычно выбирается так, чтобы отодвинуть резонансную точку системы от доминирующих гармонических частот, а не создавать резко настроенный фильтр.

Соответствующий процент реактора зависит от применения. Общие расчетные значения могут включать разные процентные значения, такие как 5%, 6%, 7% или другие значения, специфичные для проекта, но правильное значение должно быть определено на основе исследования системы, а не выбрано в качестве универсальной спецификации.

Реактор также ограничивает скорость и величину тока во время включения конденсатора. Это снижает электрическую нагрузку на конденсаторные блоки, контакторы или коммутационные устройства и способствует улучшению условий работы компенсационной ветви.

Основное строительство

1. Многослойный железный сердечник с распределенными воздушными зазорами.

Сердечник собран из пластин электротехнической стали с распределенными воздушными промежутками. Конструкция с воздушным зазором обеспечивает необходимое магнитное сопротивление и помогает поддерживать расчетную индуктивность при заданном рабочем токе.

Зажим сердечника и механическое усиление предназначены для контроля вибрации и поддержания устойчивости конструкции при нормальной работе и определенных условиях короткого замыкания.

2. Медная обмотка.

В обмотке используются медные проводники, выбранные в соответствии с номинальным током и тепловыми требованиями реактора.

В конструкции сухого типа обмотку можно изолировать с помощью системы эпоксидной смолы, отлитой в вакууме. Окончательное расположение обмотки зависит от класса напряжения, тока, теплового режима и требований проекта к изоляции.

3. Изоляция из литой смолы

Система изоляции сухого типа обеспечивает электрическую изоляцию между обмоткой и заземленными элементами конструкции.

Вакуумное литье может уменьшить пустоты внутри изоляционной системы и обеспечить жесткую механическую конструкцию. Конфигурация изоляции определяется в соответствии с требуемым уровнем изоляции и условиями окружающей среды.

4. Механическая поддержка и контроль вибрации.

Реакторная сборка включает в себя изолирующие опоры, зажимные элементы и элементы виброизоляции.

Эти компоненты предназначены для поддержания стабильности обмотки и сердечника во время нормальной работы и определенных переходных режимов или условий короткого замыкания.

5. Мониторинг температуры и охлаждение

Для контроля рабочей температуры реактора могут быть предусмотрены датчики температуры.

В зависимости от номинального тока и теплового исполнения реактор может иметь естественное или принудительное воздушное охлаждение. При необходимости могут быть встроены функции сигнализации и управления вентилятором.

Технические характеристики

В следующей таблице представлены основные параметры, которые следует подтвердить во время технических разъяснений. Точные значения зависят от батареи конденсаторов и конструкции энергосистемы.

Техническое примечание: Процент реактора, индуктивность, номинальный ток и целевая частота настройки не должны рассматриваться как взаимозаменяемые характеристики. Их необходимо рассчитывать вместе с батареей конденсаторов и импедансом системы.

Процент реактора и выбор фильтра

Процент реактора является важным параметром при настройке ветви фильтра батареи конденсаторов.

Он представляет собой соотношение между индуктивным реактивным сопротивлением реактора и емкостным реактивным сопротивлением конденсатора на основной частоте. Разные проценты реактора дают разные резонансные характеристики.

По этой причине реактор не следует выбирать просто потому, что обычно используется определенный процент.

При выборе обычно учитываются:

· Напряжение системы

· Основная частота

· Напряжение и емкость конденсаторной батареи

· Требуемая реактивная мощность

· Существующий гармонический спектр

· Доминирующие гармонические порядки

· Устойчивость сети к короткому замыканию

· Сопротивление трансформатора

· Характеристики кабелей и линий

· Ожидаемая частота переключения конденсатора

· Требуемая производительность фильтра

· Применимые стандарты и спецификации клиентов

Для проектов, предполагающих значительные гармонические искажения, до окончательного определения параметров реактора следует провести исследование гармоник или оценку качества электроэнергии.

Фильтр-реактор против отстроенного реактора

Термины «фильтр-реактор» и «расстроенный реактор» описывают разные цели проектирования и не должны использоваться как взаимозаменяемые.

Окончательную конфигурацию следует выбирать в соответствии с фактическим спектром гармоник и конструкцией системы компенсации.

Ключевые характеристики конструкции

Сухой тип, безмасляная конструкция

Реактор не содержит изоляционного масла. Это исключает заправку масла, проверку утечек масла и замену масла из регулярного технического обслуживания.

Эту конфигурацию можно рассматривать для внутренних подстанций и компактных установок с конденсаторной компенсацией, где предпочтительна безмасляная конструкция.

Фиксированная индуктивность

Реактор обеспечивает заранее заданную индуктивность, а не плавно регулируемое реактивное сопротивление. Его электрические параметры выбираются на этапе проектирования на основе требуемой функции компенсации и контроля гармоник.

Ограничение тока переключения конденсатора

Когда батарея конденсаторов находится под напряжением, может возникнуть переходный ток. Последовательный реактор увеличивает сопротивление цепи и помогает ограничить величину и скорость тока переключения.

Фактический эффект ограничения зависит от конфигурации батареи конденсаторов, метода переключения и полного сопротивления системы.

Управление гармониками и резонансом

Правильно выбранный последовательный реактор меняет импедансные и резонансные характеристики компенсационной ветви. В зависимости от конструкции его можно использовать для настраиваемой фильтрации или расстройки.

Сам реактор не следует описывать как устраняющий все гармоники. Его производительность зависит от полной конфигурации системы конденсатор-реактор.

Мониторинг температуры

Мониторинг температуры может быть встроен в реактор. Для конструкций с более высоким током могут быть предусмотрены функции принудительного воздушного охлаждения и управления вентилятором, если этого требует тепловой расчет.

Типичные применения

Серийный реактор с фильтром сухого типа может использоваться в системах компенсации на основе конденсаторов в таких приложениях, как:

· Распределительные системы 10 кВ и 35 кВ

· Закрытые подстанции и распределительные станции

· Промышленные предприятия и индустриальные парки

· Горнодобывающая и тяжелая промышленность энергетические системы

· Системы компенсации реактивной мощности конденсаторных батарей

· Установки для подавления гармоник

· Проекты повышения качества электроэнергии

· Системы с частым переключением конденсаторов

· Компактное компенсационное оборудование для помещений

Соответствующую мощность реактора следует определять на основании электрических характеристик всей системы компенсации.

Информация о выборе для покупателей

Для расчета стоимости проекта полезна следующая информация:

1. Номинальное напряжение системы

2. Частота системы

3.  Требуемая реактивная мощность в квар или Мвар.

4. Номинальное напряжение батареи конденсаторов

5. Емкость батареи конденсаторов

6.  Требуемый процент реактора или индуктивность, если уже указано.

7.  Целевой порядок гармоник для настроенных фильтров.

8.  Измеренный или рассчитанный спектр гармоник.

9. Устойчивость к короткому замыканию или полное сопротивление короткого замыкания.

10.  Место установки

11.  Температура окружающей среды и высота над уровнем моря.

12.  Внутренняя или наружная установка.

13. Применимые стандарты IEC, GB или стандарты, специфичные для проекта.

14. Требуемые плановые, типовые или специальные испытания.

Если процентная доля реактора или индуктивность еще не определены, параметры батареи конденсаторов и доступная информация о системе могут быть предоставлены для технической проверки.

Возможности производства и тестирования

Реактор серии сухого фильтра производится компанией Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd., основанной в 1999 году в Цзяншане, Чжэцзян, Китай.

Yulan производит трансформаторы и реакторы до класса 110 кВ. Компания занимает около 35 000 м², включая производственный цех площадью 15 000 м², и насчитывает более 75 сотрудников, включая инженерно-технический персонал.

Производственные и испытательные мощности включают в себя:

· Подъемное оборудование грузоподъемностью 80 тонн

· Система вакуумной сушки паровой фазы керосина 400 кВт для изделий класса 110 кВ

· Импульсное испытательное оборудование 1200 кВ

· Оборудование для испытаний на выдерживаемое напряжение промышленной частоты 400 кВ

· Индукционное испытательное оборудование 300 кВ

· Вертикальное намоточное оборудование с компьютерным управлением.

· Линии продольной и поперечной резки

· Оборудование для намотки фольги

· Гидравлическое прессовое оборудование

· Прочее оборудование для производства и испытаний трансформаторов и реакторов

Имеющаяся производственная и испытательная база позволяет привести конфигурацию реактора и программу испытаний в соответствие с техническими требованиями отдельных проектов.

Управление качеством и тестирование

Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. использует следующие системы управления:

· Система менеджмента качества ISO 9001:2015.

· Система экологического менеджмента ISO 14001

· ISO 45001:2018 Система менеджмента охраны труда и техники безопасности.

Для проектов реакторов применимые требования к испытаниям определяются конструкцией продукта, применимым стандартом и спецификацией заказчика.

При необходимости техническая документация может включать соответствующие протоколы испытаний и протоколы заводских проверок.

Для экспортных проектов применимые требования МЭК, требования рынка назначения и спецификации заказчика должны быть подтверждены на этапе технического разъяснения.

Реакторы сухого типа и масляные серийные реакторы

Выбор между сухой и масляной конструкцией зависит от номинального напряжения, тока, мощности, условий установки, тепловых требований и спецификаций проекта.

Это сравнение представляет собой общую инженерную справку. Окончательный выбор оборудования должен основываться на спецификации проекта и исследовании системы.

Техническая документация

В зависимости от проекта и договора в комплект поставки может входить:

· Технические характеристики продукта

· Чертеж общего вида

· Информация на паспортной табличке

· Электрическая схема или схема подключения элементов управления, если применимо.

· Отчет о плановых испытаниях

· Документация заводской проверки

· Инструкции по установке и эксплуатации

· Сертификат продукции

· Соответствующие сертификаты управления качеством

Точный пакет документации должен быть подтвержден во время рассмотрения предложения и контракта.

Часто задаваемые вопросы

1. Что такое реактор серии сухого фильтра?

Последовательный реактор с фильтром сухого типа представляет собой индуктивное устройство, включенное последовательно с батареей конденсаторов. Он изменяет импеданс компенсационной ветви, помогает ограничить ток переключения конденсатора и может использоваться для фильтрации или расстройки гармоник, в зависимости от конструкции системы.

2. Чем отличается реактор-фильтр от шунтирующего реактора?

Шунтирующий реактор подключается параллельно с энергосистемой и в основном используется для поглощения емкостной реактивной мощности от линий и кабелей.

Последовательный реактор фильтра подключен последовательно с батареей конденсаторов. В его основные функции входит изменение импеданса компенсационной ветви, ограничение тока переключения и управление гармоническими или резонансными характеристиками.

3. Что означает процент реактора?

Процент реактора описывает взаимосвязь между реактивным сопротивлением основной частоты реактора и емкостным реактивным сопротивлением конденсатора. Это влияет на резонансные характеристики конденсаторно-реакторной ветви.

Правильный процент зависит от системы и должен быть определен во время инженерного проектирования.

4. Может ли один реактор одновременно фильтровать 3-ю, 5-ю и 7-ю гармоники?

Не обязательно. Одна настроенная ветвь фильтра обычно разрабатывается для определенной частоты или диапазона гармоник. Если необходимо учитывать несколько порядков гармоник, может потребоваться несколько ветвей фильтра или другая стратегия фильтрации.

Перед выбором конфигурации реактора следует оценить спектр гармоник и полное сопротивление системы.

5. Устраняет ли последовательный реактор гармоники?

Нет. Реактор меняет сопротивление и частотные характеристики конденсаторной ветви. Его эффективность в подавлении гармоник зависит от всей конструкции фильтра, включая конденсатор, реактор, полное сопротивление системы и существующие источники гармоник.

6. Защищает ли реактор конденсаторы при переключении?

Последовательный реактор может помочь ограничить пусковой ток коммутации конденсаторной батареи и снизить переходное электрическое напряжение. Фактический эффект защиты зависит от конфигурации батареи конденсаторов и коммутационного оборудования.

7. Можно ли использовать реактор в системе напряжением 10 кВ или 35 кВ?

Да, последовательные реакторы сухого типа могут быть предназначены для применения в системах среднего напряжения, например, в системах 10 кВ и 35 кВ. Номинальный ток, уровень изоляции, индуктивность и процентная доля реактора должны определяться на основе конкретной системы компенсации.

8. Можно ли установить реактор в помещении?

Да. Конструкция сухого типа подходит для установки внутри помещений. В окончательном проекте следует учитывать температуру окружающей среды, вентиляцию, уровень загрязнения, требования к изоляции, зазоры и рассеивание тепла.

9. Может ли Yulan изготовить реактор-фильтр по индивидуальному заказу?

Да. Yulan может сконфигурировать реактор в соответствии с требуемым напряжением, током, индуктивностью, процентом реактора, условиями установки, методом охлаждения и применимыми техническими стандартами.

10. Какую информацию я должен предоставить для предложения?

Для первоначальной технической оценки предоставьте напряжение системы, частоту, емкость конденсаторной батареи, напряжение конденсатора, требуемые Мвар или квар, процентное содержание реактора или индуктивность, если она известна, информацию о гармониках и условия установки.

Если параметры реактора еще не определены, на техническую экспертизу можно предоставить однолинейную схему и информацию о батарее конденсаторов.