18.2. Индуктивное сопротивление реактора

В каждой фазе трехфазного реакто­ра индуктируется не только ЭДС само­индукции, вызванная током в этой фазе, но также и ЭДС взаимоиндукции, вы­званная токами в двух соседних фазах. Активные сопротивления R и индуктив­ность L одинаковы во всех трех фазах. Однако взаимные индуктивности М_AB, М_BC и М_СА обычно неодинаковы вслед­ствие несимметричного расположения фаз. Падения напряжения в фазах реак-

тора могут быть определены из сле­дующих выражений:

Если допустить для упрощения ана­лиза, что фазы расположены симметрич­но, что-, является исключением из обще­го правила, то М_AB = М_BC = М_СА = М и выражения (18.1) принимают следую­щий простой вид:

Разность L — М = L' можно рассмат­ривать как эквивалентную индуктив­ность одной фазы. Очевидно, при не­симметричном расположении фаз экви­валентные индуктивности и, следова­тельно, падения напряжения несколько отличны.

Заводы-изготовители указывают в качестве основной характеристики ре­актора его номинальное индуктивное сопротивление Ом, завися-

щее от числа витков и относительных размеров катушек, а также от их взаим­ного положения и расстояний. В соот­ветствии со сказанным выше L' пред­ставляет собой эквивалентную индук­тивность катушки трехфазного реактора:

или в долях номинального фазного напряжения сети

Активным сопротивлением реактора обычно пренебрегают вследствие его небольшого значения.

Катушки сдвоенного реактора обла­дают индуктивностью L и взаимной индуктивностью М (в пределах фазы). Последняя составляет приблизительно 0,4 — 0,6 индуктивности L. Отношение k =М/L, называют коэффициентом связи, который всегда меньше едини­цы. Заводы-изготовители указывают

номинальное индуктивное сопротивле­ние сдвоенных реакторовОм, и коэффициент связи (L' — эквива­лентная индуктивность катушки, т. е. с учетом взаимной индуктивности фаз; знак штрих в дальнейшем опущен).

Падения напряжения в катушках сдвоенного реактора зависят от значе­ний токов в ветвях и их направления. Если токи I₁ и I₂ в ветвях направлены противоположно, падения напряжения могут быть определены из следующих выражений:

В практике эксплуатации стремятся к равномерной нагрузке ветвей в целях уменьшения падений напряжения. Такой режим (рис. 18.3,а) называют сквоз-н ы м. Принимая во внимание, что ин­дуктивность L' незначительно отличается от L падения напряжения в ветвях ока­зываются равными:

или в долях номинального напряжения сети

Из приведенных выражений следует, что в сквозном режиме падение напря­жения в катушках сдвоенного реактора меньше падения напряжения в одинар­ном реакторе с тем же сопротивлением и тем же номинальным током. Чем больше коэффициент связи, тем меньше падение напряжения. При k = 0,5 паде­ние напряжения составляет только поло­вину падения в одинарном реакторе. В этом заключается основное преиму­щество сдвоенных реакторов.

Если токи в ветвях сдвоенного ре­актора равны и направлены согласно (такой режим называют продоль­ным, рис. 18.3,6), падение напряжения в реакторе

или в долях номинального фазного напряжения сети

Сопротивление реактора в рассмат­риваемом режиме относительно велико. При коэффициенте связи k = 0,5 падение напряжения ΔU=3X_НОМI.

Если нагружена только одна катушка сдвоенного реактора (такой режим на­зывают одноцепным, рис. 18.3,в), падение напряжения в нем равно паде­нию напряжения в одинарном реакторе с тем же номинальным сопротивлением и определяется выражениями (18.4), (18.5). В смежной катушке, в которой тока нет, индуктируется ЭДС

Пока ток невелик, Е_м мало заметно. Однако при КЗ в ветви 1 напряжение у зажима 2 может превысить номиналь­ное напряжение сети:

где U_0к — напряжение у среднего зажи­ма при КЗ.

В долях номинального фазного на­пряжения сети

Так, при Х_ном = 0,4 Ом, эквивалент­ном сопротивлении системы Х_с = = 0,05 Ом, k = 0,5 и U_ном = 10 кВ имеем при трехфазном коротком замыкании

Во избежание чрезмерного повыше­ния напряжения на зажимах сдвоенных реакторов при КЗ коэффициент связи выбирают не выше 0,6. Следует также принять во внимание, что с увеличени­ем коэффициента связи увеличиваются силы взаимодействия между катушками реактора при КЗ.

Выражения (18.3), (18.5) и (18.7) соот­ветствуют схеме'замещения сдвоенного реактора, приведенной на рис. 18.4.