Reattore serie con filtro a secco

Il reattore della serie con filtro a secco di Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. è progettato per la compensazione della potenza reattiva basata su condensatori e la mitigazione delle armoniche nei sistemi di alimentazione a media tensione. Installato in serie con un banco di condensatori, il reattore aiuta a limitare la corrente di spunto di commutazione dei condensatori, a controllare l'amplificazione armonica e a stabilire le caratteristiche di impedenza richieste di un circuito di filtro sintonizzato o desintonizzato.

Il reattore della serie con filtro a secco utilizza un sistema di isolamento di tipo a secco con un nucleo di ferro laminato e traferri distribuiti. La sua induttanza è fissata in base al progetto elettrico specificato. Rispetto a un reattore in serie a bagno d'olio, la configurazione di tipo a secco elimina l'olio isolante e può essere presa in considerazione per sottostazioni interne, apparecchiature di compensazione compatte e installazioni in cui i requisiti di gestione dell'olio e protezione antincendio devono essere ridotti al minimo.

Il valore nominale finale del reattore, l'induttanza e la percentuale del reattore devono essere determinati dal banco di condensatori, dalla tensione del sistema, dalla frequenza e dalle condizioni armoniche dell'applicazione.

Panoramica del prodotto

I banchi di condensatori installati per la compensazione della potenza reattiva possono interagire con l'impedenza del sistema di alimentazione. In determinate condizioni operative, questa interazione può amplificare le armoniche esistenti o produrre una corrente transitoria eccessiva quando i condensatori vengono commutati.

Un reattore in serie è collegato in serie al banco di condensatori per modificare l'impedenza del ramo di compensazione.

A seconda della percentuale del reattore selezionata e della progettazione del sistema, può eseguire diverse funzioni:

· Limita la corrente di spunto di commutazione del condensatore

· Ridurre il rischio di amplificazione armonica

· Cambia le caratteristiche di risonanza della combinazione condensatore-sistema

· Forma un ramo del filtro sintonizzato quando progettato per una frequenza armonica specifica

· Ridurre lo stress imposto alle unità condensatore e alle apparecchiature di commutazione associate

· Provide the required inductive reactance for the compensation circuit

Pertanto la scelta di una reattanza di filtro non avviene indipendentemente dalla batteria di condensatori. I parametri del reattore e del condensatore dovrebbero essere valutati come parte dello stesso sistema di compensazione.

Principio di funzionamento

Il reattore è collegato in serie al banco di condensatori. La sua reattanza induttiva modifica l'impedenza del ramo del condensatore e influenza la frequenza di risonanza del circuito.

Per un filtro sintonizzato, l'induttanza e la capacità vengono selezionate per fornire la risposta richiesta attorno a una frequenza armonica target. Per un banco di condensatori desintonizzati, il reattore viene normalmente selezionato per allontanare il punto di risonanza del sistema dalle frequenze armoniche dominanti piuttosto che per creare un filtro nettamente sintonizzato.

La percentuale appropriata del reattore dipende dall'applicazione. I valori di progettazione comuni possono includere percentuali diverse come 5%, 6%, 7% o altri valori specifici del progetto, ma il valore corretto dovrebbe essere determinato dallo studio del sistema piuttosto che selezionato come specifica universale.

Il reattore limita inoltre la velocità e l'entità della corrente durante l'eccitazione del condensatore. Ciò riduce lo stress elettrico su unità condensatori, contattori o dispositivi di commutazione e aiuta a migliorare le condizioni operative del ramo di compensazione.

Costruzione principale

1. Nucleo in ferro laminato con traferri distribuiti

Il nucleo è assemblato da lamierini di acciaio elettrico con traferri distribuiti. La struttura del traferro fornisce la riluttanza magnetica richiesta e aiuta a mantenere l'induttanza progettata al di sotto della corrente operativa specificata.

Il bloccaggio del nucleo e il rinforzo meccanico sono progettati per controllare le vibrazioni e mantenere la stabilità strutturale durante il normale funzionamento e condizioni di cortocircuito specificate.

2. Avvolgimento in rame

L'avvolgimento utilizza conduttori in rame selezionati in base alla corrente nominale e ai requisiti termici del reattore.

Per la costruzione a secco l'avvolgimento può essere isolato mediante un sistema di resina epossidica colata sotto vuoto. La disposizione finale dell'avvolgimento dipende dalla classe di tensione, dalla corrente, dal servizio termico e dai requisiti di isolamento del progetto.

3. Isolamento in resina colata

Il sistema di isolamento a secco fornisce l'isolamento elettrico tra gli avvolgimenti e i componenti strutturali messi a terra.

La fusione sotto vuoto può ridurre i vuoti all'interno del sistema di isolamento e fornire una struttura meccanica rigida. La configurazione dell'isolamento viene determinata in base al livello di isolamento richiesto e alle condizioni ambientali.

4. Supporto meccanico e controllo delle vibrazioni

Il gruppo del reattore incorpora supporti isolanti, componenti di bloccaggio ed elementi di controllo delle vibrazioni.

Questi componenti sono progettati per mantenere la stabilità dell'avvolgimento e del nucleo durante il normale funzionamento e condizioni transitorie o di cortocircuito specificate.

5. Monitoraggio e raffreddamento della temperatura

Possono essere forniti sensori di temperatura per monitorare la temperatura operativa del reattore.

A seconda della corrente nominale e della progettazione termica, il reattore può utilizzare il raffreddamento ad aria naturale o il raffreddamento ad aria forzata. Ove richiesto è possibile incorporare funzioni di allarme e di controllo della ventola.

Specifiche tecniche

La tabella seguente fornisce i principali parametri che dovrebbero essere confermati in fase di chiarimento tecnico. I valori esatti dipendono dal banco di condensatori e dal design del sistema di alimentazione.

Nota tecnica: la percentuale del reattore, l'induttanza, la corrente nominale e la frequenza di sintonizzazione target non devono essere trattate come specifiche intercambiabili. Devono essere calcolati insieme al banco di condensatori e all'impedenza del sistema.

Percentuale del reattore e selezione del filtro

La percentuale del reattore è un parametro importante quando si configura un ramo di filtro a batteria di condensatori.

Rappresenta la relazione tra la reattanza induttiva del reattore e la reattanza capacitiva del condensatore alla frequenza fondamentale. Differenti percentuali di reattore producono differenti caratteristiche di risonanza.

Per questo motivo, il reattore non dovrebbe essere selezionato semplicemente perché viene comunemente utilizzata una percentuale particolare.

La selezione normalmente considera:

· Tensione del sistema

· Frequenza fondamentale

· Tensione e capacità del banco di condensatori

· Potenza reattiva richiesta

· Spettro armonico esistente

· Ordini armonici dominanti

· Capacità di cortocircuito della rete

· Impedenza del trasformatore

· Caratteristiche di cavi e linee

· Frequenza di commutazione prevista del condensatore

· Prestazioni del filtro richieste

· Norme applicabili e specifiche del cliente

Per progetti che comportano una distorsione armonica significativa, è necessario completare uno studio armonico o una valutazione della qualità dell'energia prima di finalizzare i parametri del reattore.

Reattore filtrante vs. reattore depotenziato

I termini reattore filtrante e reattore depotenziato descrivono obiettivi di progettazione diversi e non devono essere utilizzati in modo intercambiabile.

La configurazione finale dovrebbe essere selezionata in base allo spettro armonico effettivo e al progetto del sistema di compensazione.

Caratteristiche chiave del progetto

Costruzione a secco, senza olio

Il reattore non contiene olio isolante. Ciò elimina il riempimento dell'olio, l'ispezione delle perdite d'olio e la sostituzione dell'olio durante la manutenzione ordinaria.

La configurazione può essere presa in considerazione per sottostazioni interne e installazioni compatte di compensazione dei condensatori in cui si preferisce un design oil-free.

Induttanza fissa

Il reattore fornisce un'induttanza predeterminata anziché una reattanza regolabile in modo continuo. I suoi parametri elettrici vengono selezionati durante la fase di progettazione in base alla compensazione richiesta e alla funzione di controllo armonico.

Limitazione della corrente di commutazione dei condensatori

Quando una batteria di condensatori viene alimentata, possono verificarsi correnti transitorie. Il reattore in serie aumenta l'impedenza del circuito e aiuta a limitare l'entità e la velocità della corrente di commutazione.

L'effettivo effetto di limitazione dipende dalla configurazione del banco di condensatori, dal metodo di commutazione e dall'impedenza del sistema.

Controllo armonico e risonanza

Un reattore in serie opportunamente selezionato modifica l'impedenza e le caratteristiche di risonanza del ramo di compensazione. A seconda del modello, può essere utilizzato per il filtraggio o la desintonizzazione.

Il reattore stesso non dovrebbe essere descritto come un sistema che elimina tutte le armoniche. Le sue prestazioni dipendono dalla configurazione completa del sistema condensatore-reattore.

Monitoraggio della temperatura

Il monitoraggio della temperatura può essere incorporato nel reattore. Per i progetti a corrente più elevata, è possibile fornire funzioni di raffreddamento ad aria forzata e di controllo della ventola, ove richiesto dal calcolo termico.

Applicazioni tipiche

Il reattore in serie con filtro a secco può essere specificato per sistemi di compensazione basati su condensatori in applicazioni quali:

· Sistemi di distribuzione a 10 kV e 35 kV

· Sottostazioni interne e stazioni di commutazione

· Stabilimenti industriali e parchi industriali

· Sistemi energetici minerari e industriali pesanti

· Sistemi di compensazione della potenza reattiva con banchi di condensatori

· Impianti di mitigazione armonica

· Progetti di miglioramento della qualità dell'energia

· Sistemi con frequenti commutazioni dei condensatori

· Attrezzatura compatta per la compensazione interna

La potenza nominale appropriata del reattore dovrebbe essere determinata dalle caratteristiche elettriche del sistema di compensazione completo.

Informazioni sulla selezione per gli acquirenti

Per un preventivo di progetto, sono utili le seguenti informazioni:

1. Tensione nominale del sistema

2.  Frequenza del sistema

3.  Potenza reattiva richiesta in kvar o Mvar

4. Tensione nominale del banco di condensatori

5.  Capacità del banco di condensatori

6.  Percentuale del reattore o induttanza richiesta, se già specificata

7.  Ordine armonico target, per applicazioni di filtri sintonizzati

8.  Spettro armonico misurato o calcolato

9.  Capacità di cortocircuito o impedenza di cortocircuito

10.  Posizione di installazione

11.  Temperatura ambiente e altitudine

12.  Installazione interna o esterna

13.  Standard IEC, GB o specifici del progetto applicabili

14.  Test di routine, di tipo o speciali richiesti

Se la percentuale o l'induttanza del reattore non è stata ancora determinata, è possibile fornire i parametri del banco di condensatori e le informazioni di sistema disponibili per la revisione tecnica.

Capacità di produzione e test

Il reattore della serie con filtro a secco è prodotto da Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd., fondata nel 1999 a Jiangshan, Zhejiang, Cina.

Yulan produce trasformatori e reattori fino alla classe 110 kV. L'azienda occupa circa 35.000 m², compreso un laboratorio di produzione di 15.000 m², e conta più di 75 dipendenti, tra cui personale tecnico e ingegneristico.

Le strutture di produzione e collaudo includono:

· Attrezzature di sollevamento da 80 tonnellate

· Sistema di essiccazione sotto vuoto in fase di vapore di cherosene da 400 kW per prodotti di classe 110 kV

· Apparecchiature per prove a impulso da 1200 kV

· Apparecchiature per prove di tensione di tenuta a frequenza industriale da 400 kV

· Apparecchiature per test a induzione da 300 kV

· Attrezzatura per l'avvolgimento verticale controllata da computer

· Linee di taglio anime e troncatura

· Attrezzature per l'avvolgimento di fogli

· Attrezzature per pressatura idraulica

· Altre apparecchiature per la produzione e il collaudo di trasformatori e reattori

Le strutture di produzione e test disponibili consentono di allineare la configurazione del reattore e il programma di test con i requisiti tecnici dei singoli progetti.

Gestione e test della qualità

Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. gestisce i seguenti sistemi di gestione:

·  Sistema di gestione della qualità ISO 9001:2015

·  Sistema di gestione ambientale ISO 14001

·  Sistema di gestione della salute e sicurezza sul lavoro ISO 45001:2018

Per i progetti di reattori, i requisiti di test applicabili sono determinati dalla progettazione del prodotto, dalla norma applicabile e dalle specifiche del cliente.

Ove richiesto, la documentazione tecnica può includere rapporti di prova pertinenti e registrazioni di ispezioni in fabbrica.

Per i progetti di esportazione, i requisiti IEC applicabili, i requisiti del mercato di destinazione e le specifiche del cliente dovrebbero essere confermati durante la fase di chiarimento tecnico.

Reattori della serie di tipo a secco e a bagno d'olio

La scelta tra la costruzione a secco e quella a bagno d'olio dipende dalla tensione nominale, dalla corrente, dalla capacità, dall'ambiente di installazione, dai requisiti termici e dalle specifiche del progetto.

Questo confronto è un riferimento di ingegneria generale. La selezione dell'attrezzatura finale dovrebbe essere basata sulle specifiche del progetto e sullo studio del sistema.

Documentazione tecnica

A seconda del progetto e del contratto, la documentazione di fornitura può includere:

· Specifiche tecniche del prodotto

· Disegno di disposizione generale

· Informazioni sulla targa

· Schema elettrico o schema elettrico di controllo, ove applicabile

· Rapporto di prova di routine

· Documentazione dell'ispezione in fabbrica

· Istruzioni per l'installazione e il funzionamento

· Certificato del prodotto

· Certificati di gestione della qualità pertinenti

L'esatto pacchetto di documentazione deve essere confermato durante il preventivo e la revisione del contratto.

Domande frequenti

1. Che cos'è un reattore della serie con filtro a secco?

Un reattore in serie con filtro a secco è un dispositivo induttivo collegato in serie con un banco di condensatori. Modifica l'impedenza del ramo di compensazione, aiuta a limitare la corrente di commutazione del condensatore e può essere utilizzato per il filtraggio o la dissintonizzazione delle armoniche, a seconda del progetto del sistema.

2. Qual è la differenza tra un reattore filtro e un reattore shunt?

Un reattore shunt è collegato in parallelo al sistema di alimentazione e viene utilizzato principalmente per assorbire potenza reattiva capacitiva da linee e cavi.

Un reattore in serie di filtri è collegato in serie a un banco di condensatori. Le sue funzioni principali includono la modifica dell'impedenza del ramo di compensazione, la limitazione della corrente di commutazione e il controllo delle caratteristiche armoniche o di risonanza.

3. Cosa significa la percentuale del reattore?

La percentuale del reattore descrive la relazione tra la reattanza alla frequenza fondamentale del reattore e la reattanza capacitiva del condensatore. Influenza le caratteristiche di risonanza del ramo condensatore-reattore.

La percentuale corretta dipende dal sistema e deve essere determinata durante la progettazione tecnica.

4. Un reattore può filtrare la 3a, 5a e 7a armonica contemporaneamente?

Non necessariamente. Un singolo ramo del filtro sintonizzato è normalmente progettato attorno a una frequenza specifica o a un intervallo armonico. Se è necessario affrontare più ordini armonici, potrebbero essere necessari più rami di filtro o una strategia di filtraggio diversa.

Lo spettro armonico e l'impedenza del sistema devono essere valutati prima di selezionare la configurazione del reattore.

5. Una reattanza in serie elimina le armoniche?

No. Il reattore modifica le caratteristiche di impedenza e frequenza del ramo del condensatore. La sua efficacia nella mitigazione delle armoniche dipende dalla progettazione completa del filtro, inclusi condensatore, reattore, impedenza del sistema e sorgenti armoniche esistenti.

6. Il reattore protegge i condensatori durante la commutazione?

Un reattore in serie può aiutare a limitare la corrente di spunto di commutazione del banco di condensatori e a ridurre lo stress elettrico transitorio. L'effettivo effetto di protezione dipende dalla configurazione del banco di condensatori e dalle apparecchiature di commutazione.

7. Il reattore può essere utilizzato in un sistema da 10 kV o 35 kV?

Sì, i reattori in serie di tipo secco possono essere progettati per applicazioni a media tensione come sistemi a 10 kV e 35 kV. La corrente nominale, il livello di isolamento, l'induttanza e la percentuale della reattanza devono essere determinati dallo specifico sistema di compensazione.

8. Il reattore può essere installato all'interno?

SÌ. La costruzione a secco è adatta per installazioni interne applicabili. Il progetto finale dovrebbe considerare la temperatura ambiente, la ventilazione, il livello di inquinamento, i requisiti di isolamento, gli spazi liberi e la dissipazione del calore.

9. Yulan può produrre un reattore filtrante personalizzato?

SÌ. Yulan può configurare il reattore in base alla tensione, corrente, induttanza, percentuale del reattore, condizioni di installazione, metodo di raffreddamento e standard tecnici applicabili richiesti.

10. Quali informazioni devo fornire per un preventivo?

Per una valutazione tecnica iniziale, fornire la tensione del sistema, la frequenza, la capacità del banco di condensatori, la tensione del condensatore, il Mvar o kvar richiesto, la percentuale del reattore o l'induttanza se nota, le informazioni sulle armoniche e le condizioni di installazione.

Se i parametri del reattore non sono stati ancora determinati, è possibile fornire uno schema unifilare e informazioni sul banco di condensatori per la revisione tecnica.