Reattore shunt immerso nell'olio

Un reattore shunt immerso nell'olio è collegato in parallelo con una linea di trasmissione o una sbarra collettrice per assorbire parte della potenza reattiva capacitiva generata da lunghe linee aeree e sistemi di cavi ad alta tensione.

Viene utilizzato principalmente quando la capacità di linea diventa significativa in condizioni di carico leggero o senza carico. Fornendo una reattanza induttiva fissa, il reattore aiuta a controllare l'aumento di tensione e a gestire il flusso di potenza reattiva all'interno del sistema di trasmissione.

Il reattore può essere fornito come unità monofase o trifase, con la classificazione elettrica, il livello di isolamento, la disposizione di raffreddamento e la costruzione meccanica progettati per il progetto.

Le applicazioni tipiche includono sistemi di trasmissione a 220 kV e 500 kV, grandi progetti di trasmissione di energia rinnovabile, sottostazioni e reti di trasmissione di energia a lunga distanza.

Perché i reattori shunt vengono utilizzati su linee lunghe

La capacità di una lunga linea di trasmissione produce corrente di carica anche quando il carico trasmesso è relativamente basso. All’aumentare della lunghezza della linea e del livello di tensione, l’effetto della carica della potenza reattiva diventa più significativo.

Durante il funzionamento a carico leggero o senza carico, un'eccessiva potenza reattiva capacitiva può contribuire all'aumento di tensione lungo la linea.

Un reattore shunt fornisce una corrente induttiva in parallelo al sistema. Ciò compensa parte della potenza reattiva capacitiva e aiuta a mantenere la tensione del sistema entro l'intervallo operativo richiesto.

La funzione base può quindi essere espressa come:

Capacità di linea → carica della potenza reattiva → aumento della tensione → assorbimento del reattore shunt → miglioramento del bilancio della potenza reattiva

La capacità effettiva del reattore e il punto di installazione dovrebbero essere determinati attraverso studi di sistema piuttosto che solo dal livello di tensione.

Dettagli costruttivi

Nucleo magnetico con gap segmentato

Il nucleo è assemblato da lamierini di acciaio elettrico con traferri distribuiti. La disposizione del gap segmentato viene utilizzata per ottenere l'induttanza richiesta controllando al tempo stesso la densità del flusso magnetico e le caratteristiche di saturazione del nucleo.

La progettazione del nucleo considera anche le perdite, le vibrazioni, l'aumento della temperatura e la tolleranza dell'induttanza richiesta.

Avvolgimento ad alta tensione

L'avvolgimento utilizza conduttori in rame con sistema di isolamento scelto in base alla tensione nominale e alle esigenze dielettriche.

La geometria dell'avvolgimento, la sezione trasversale del conduttore, la disposizione dell'isolamento e il supporto meccanico sono determinati in base alla corrente nominale, alle condizioni di breve durata e ai requisiti di prova applicabili.

Isolamento e raffreddamento riempiti d'olio

La parte attiva è installata in un serbatoio di acciaio riempito d'olio. L'olio isolante fornisce isolamento dielettrico e trasferisce il calore dal nucleo e dall'avvolgimento alle superfici di raffreddamento.

La disposizione di raffreddamento viene selezionata in base alla potenza del reattore e alle condizioni di installazione.

Accessori per serbatoi e protezioni

A seconda del rating e delle specifiche del progetto, il reattore può essere equipaggiato con:

· Boccole AT

· Conservatore o sistema di conservazione dell'olio

· Dispositivo di limitazione della pressione

· Relè Buchholz

· Indicatore del livello dell'olio

· Indicatore della temperatura dell'olio

· Sensori di temperatura

· Valvola di scarico e prelievo olio

· Morsetti di terra

· Accessori per il sollevamento e il trasporto

La configurazione effettiva degli accessori deve seguire le specifiche tecniche approvate.

Specifiche tecniche

Nota: i reattori shunt sono apparecchiature specifiche del sistema. Il valore nominale Mvar, la reattanza, le perdite, il livello di isolamento, la resistenza al cortocircuito, il metodo di raffreddamento e la disposizione di installazione richiesti devono essere confermati dal progetto elettrico.

Configurazioni monofase e trifase

La disposizione finale dipende dalla tensione del sistema, dalla compensazione reattiva richiesta, dalle limitazioni di trasporto, dal layout della sottostazione, dallo schema di protezione e dagli standard di progetto.

Dove è tipicamente installato il reattore

I reattori shunt immersi nell'olio sono comunemente considerati per:

· Sottostazioni da 220 kV e 500 kV

· Linee di trasmissione ad alta tensione a lunga distanza

· Grandi progetti di trasmissione di energia rinnovabile

· Sistemi di trasmissione di energia eolica e fotovoltaica

· Grandi sistemi di evacuazione per la produzione di energia

· Sistemi di trasmissione via cavo ad alta tensione

· Reti con aumento significativo della tensione a carico leggero

· Sbarre collettrici che richiedono una compensazione reattiva induttiva fissa

Per gli ambienti offshore o altri ambienti impegnativi, la custodia delle apparecchiature, il coordinamento dell'isolamento, la protezione dalla corrosione, il sistema di raffreddamento e le condizioni di installazione richiedono un'ulteriore revisione tecnica.

Come selezionare il reattore richiesto

Un reattore shunt dovrebbe essere selezionato dallo studio operativo della rete anziché semplicemente adattare il reattore alla tensione del sistema.

Gli input importanti includono:

Tensione e frequenza del sistema
Definire i requisiti elettrici e di isolamento di base.

Compensazione reattiva richiesta
Il valore Mvar richiesto determina la quantità di potenza reattiva capacitiva che il reattore è destinato ad assorbire.

Posizione di installazione
L'effetto di un reattore dipende dal fatto che sia collegato a una sbarra collettrice, all'estremità della linea, al trasformatore terziario o ad un altro punto designato.

Condizioni operative con carico leggero
La condizione di carico minimo prevista è importante quando si valuta l'aumento di tensione e il livello di compensazione richiesto.

Parametri della linea di trasmissione
La lunghezza della linea, la disposizione dei conduttori, le sezioni dei cavi e la configurazione del sistema influiscono sulla capacità di carica.

Condizioni di cortocircuito
Durante la progettazione è necessario considerare i requisiti di resistenza meccanica e termica.

Ambiente armonico
Laddove sono presenti correnti armoniche significative, è necessario verificare la progettazione del reattore per perdite aggiuntive, riscaldamento ed effetti della forma d'onda.

Reattori shunt a bagno d'olio e a secco

La scelta dovrebbe basarsi sulla tensione, sulla classificazione Mvar, sull'ambiente di installazione, sui requisiti di sicurezza antincendio, sulle modalità di manutenzione e sulle specifiche del progetto.

Capacità di produzione e test

Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. è stata fondata nel 1999 e produce trasformatori e reattori per applicazioni di pubblica utilità, industriali ed energetiche.

Yulan ha capacità di produzione fino alla classe 110 kV, con circa 35.000 m² di area del sito e 15.000 m² di spazio per officine.

Le risorse di produzione e test includono:

· Attrezzature di sollevamento da 80 tonnellate

· Sistema di essiccazione sotto vuoto in fase vapore di cherosene da 400 kW

· Apparecchiature per prove a impulso da 1200 kV

· Trasformatore di prova di tensione di tenuta a frequenza industriale da 400 kV

· Gruppo elettrogeno per test a induzione da 300 kV

· Attrezzatura per l'avvolgimento verticale controllata da computer

· Attrezzature per il taglio e il taglio trasversale delle anime

· Attrezzature per pressatura idraulica

· Attrezzature per l'avvolgimento di fogli

Yulan utilizza sistemi di gestione ISO 9001:2015, ISO 14001 e ISO 45001:2018.

Per uno specifico reattore shunt, l'ambito del test di fabbrica e la documentazione sono stabiliti in base alle specifiche tecniche approvate e agli standard applicabili.

Documenti tecnici per gli appalti

Per un preventivo per un reattore shunt, gli acquirenti devono fornire:

1. Tensione del sistema e tensione massima del sistema

2. Frequenza

3. Classificazione Mvar richiesta

4. Punto di installazione

5. Lunghezza e configurazione della linea di trasmissione

6. Condizioni operative con carico leggero

7. Reattanza o impedenza richiesta, se specificata

8. Corrente nominale

9. Livello di isolamento

10. Parametri di cortocircuito

11. Requisiti di raffreddamento

12. Installazione interna o esterna

13. Temperatura ambiente e altitudine

14. Standard IEC/GB o locali applicabili

15. Prove di fabbrica e di tipo richieste

Un diagramma unifilare e i dati dello studio del sistema sono particolarmente utili per determinare la potenza del reattore richiesta.

Domande frequenti

Cosa fa un reattore shunt?

Un reattore shunt assorbe la potenza reattiva induttiva dal sistema per compensare parte della potenza reattiva di carica capacitiva delle linee o dei cavi di trasmissione. Ciò aiuta a gestire la tensione in condizioni di carico leggero.

Perché i reattori shunt vengono utilizzati su lunghe linee di trasmissione?

Le linee lunghe ad alta tensione hanno una maggiore capacità di carica. In condizioni di carico leggero o senza carico, ciò può contribuire all'aumento di tensione. Un reattore shunt fornisce una compensazione induttiva fissa per contrastare questo effetto.

Un reattore shunt è uguale a un reattore in serie?

No. Un reattore shunt è collegato in parallelo al sistema e assorbe principalmente potenza reattiva capacitiva. Un reattore in serie è collegato in serie a un circuito e svolge diverse funzioni, come limitazione di corrente, filtraggio o protezione del banco di condensatori.

La capacità del reattore è regolabile?

La configurazione BKS/BKD qui descritta è un reattore shunt a reattanza fissa. La sua normale reattanza operativa non viene regolata tramite un commutatore sotto carico.

Come viene determinato il rating Mvar richiesto?

La potenza richiesta dipende dalla potenza reattiva di carica della linea, dalla tensione operativa, dalla lunghezza della linea, dalle condizioni di carico minimo, dal punto di installazione e dall'intervallo di controllo della tensione desiderato. Normalmente è necessario uno studio di sistema.

Può essere utilizzato con progetti di trasmissione di energia rinnovabile?

SÌ. I reattori shunt possono essere utilizzati nei sistemi di raccolta e trasmissione di energia rinnovabile in cui linee o cavi lunghi producono effetti di carica capacitivi significativi. Il fabbisogno effettivo dovrebbe essere confermato attraverso lo studio della potenza reattiva e della tensione del progetto.

Yulan può produrre un reattore shunt personalizzato?

Il reattore può essere progettato in base ai requisiti specifici di tensione, classificazione Mvar, reattanza, livello di isolamento, raffreddamento, installazione e test. La configurazione finale dovrebbe essere confermata dalle specifiche tecniche del cliente.

Informazioni sul trasformatore Yulan

Fondata nel 1999, Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. produce trasformatori di potenza, trasformatori per forni, trasformatori raddrizzatori, reattori shunt, reattori in serie e altre apparecchiature elettriche personalizzate.

Gli impianti di produzione e collaudo dell'azienda supportano apparecchiature elettriche fino alla classe 110 kV, con apparecchiature dedicate per l'avvolgimento, la lavorazione delle anime, l'essiccazione sotto vuoto, i test ad alta tensione e l'assemblaggio.

Per un progetto di reattore shunt a bagno d'olio, Yulan può esaminare i dati dello studio del sistema e preparare una configurazione tecnica che copra la valutazione Mvar richiesta, la reattanza, il sistema di isolamento, la disposizione di raffreddamento, gli accessori e i test di fabbrica.