Protectia prin bobine de reactanta a generatoarelor sincrone

Protectia prin bobine de reactanta a generatoarelor sincrone

Bobinele de reactanta sunt aparate care servesc la limitarea curentilor de scurt­circuit in circuitele electrice de mare putere si la mentinerea tensiunii la bare, in caz de avarie, la un nivel acceptabil, care sa asigure functionarea fara intrerupere a consumatorilor neafectati.

Limitarea valorii curentilor de scurtcircuit prin instalarea bobinelor de reac­tan­ta la barele colectoare ale centralelor electrice, in statiile de transformare, pre­cum si la liniile care pleaca de la aceste bare, plasate dupa cum se ilustreaza in figura 5.15. desi complica si scumpeste instalatiile, realizeaza conditii mai bune pentru functionarea elementelor celor mai sensibile echipamente la aceste avarii: cablurile (sub aspectul stabilitatii termice), intrerupatoarele (sub aspectul puterii de rupere), per­mitand alegerea unor echipamente pentru valori mai mici ale curentilor de scurt­cir­cuit.

Bobina de reactanta este o bobina fara miez de fier (pentru a avea o induc­ti­vi­­tate constanta) si la tensiuni sub 35 kV se realizeaza in aer. Rigidizarea bo­binaju­lui impotriva fortelor electrodinamice realizandu‑se prin inglobarea partia­la a aces­teia in beton sau in rasini epoxidice. Pentru tensiuni mai mari de 35 kV, bobinele de reactanta sunt de tip exterior, mediul de racire fiind uleiul mineral cuprins in in­teriorul unei cuve in care se afla si un ecran.

Parametrul principal al bobinei de reactanta este reactanta bobinei (X_r) al carei principal efect este caderea de tensiune pe bobina.

Figura 5.15. Schema electrica de conectare in retelele electrice a

bobinelor de reactanta

F₁F₅-bobine de reactante, Q₁Q₇-intrerupatoare, G₁, G₂-generatoare sincrone.

Reactanta procentuala (raportata) X_r* [%] este un indicator al posibilitatilor de limitare a curentului si este de obicei (6 8) % pentru cablurile de plecare si

12) % pentru bobinele de reactanta destinate barelor colectoare.

Pentru a evidentia efectul bobinei de reactanta in circuitul protejat in figura 5.16. s-a reprezentat caderea de tensiune pe o plecare intr-un cablu, la regimul no­mi­nal si in regimul de scurtcircuit. Se observa ca marimea caderii de tensiune pe bobina de reactanta    in regimul de scurtcircuit, asigura pe barele o tensiune U_rem de valoare aproiata cu cea nominala, iar curentul de scurtcircuitare este limitat.

Figura 5.16. Rolul bobinei de reactanta in protectia la scurtcircuit

Bobinele de reactanta in aer se executa fara miez de fier si incastrate in beton.

Pentru incastrarea cailor de curent, realizate din aluminiu sau cupru, se folo­sesc 6 10 coloane de beton. Intre spirele bobinei se lasa spatii libere pentru ac­cesul aerului de racire. Betonul bobinei este tratat pentru a nu se inrautatii rigidi­ta­tea dielectrica a izolatiei spirelor, fiind acoperit dupa uscare cu un lac nehigrosco­pic. Bobinele celor 3 faze pot fi montate atat vertical, cat si orizontal.     Dezavantajele bobinelor de reactanta incastrate in beton sunt: tehnologia com­­pli­cata de prelucrare si uscare, precum si greutatea si dimensiunile de gabarit mari.

La bobinele de reactanta in cuva metalica cu ulei trebuie luate masuri pentru limitarea fluxului magnetic prin peretii cuvei si ca urmare atat uleiul cat si cuva s-ar incalzi puternic. Din aceasta cauza in interiorul cuvei se monteaza un ecran ine­lar din cupru sau aluminiu, fixat pe peretii cuvei.

Compensarea este cu atat mai buna cu cat rezistenta electrica a ecranului este mai redusa.

Conditiile impuse prin normative bobinelor de reactanta sunt:

-supratensiunile nu trebuie sa produca strapungeri sau puneri la pamant a ele­mentelor infasurarii;

-stabilitatea termica si electrodinamica sa fie ridicata;

-caderile de tensiune in regim normal de functionare sa nu depaseasca

3) % din tensiunea nominala; I

-pierderile de putere in bobina sa fie cuprinse intre 0,5) % din puterea ce

tre­­ce prin bobina.