रिएक्टरों के कार्य और वर्गीकरण

रिएक्टर को प्रेरक भी कहा जाता है। जब कोई कंडक्टर ऊर्जावान होता है, तो वह अपने द्वारा घेरी गई एक निश्चित जगह के भीतर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। इसलिए, सभी धारावाही विद्युत चालक सामान्य प्रेरक गुण प्रदर्शित करते हैं। हालाँकि, एक लंबे सीधे ऊर्जावान कंडक्टर में कम प्रेरकत्व होता है और एक कमजोर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। व्यवहार में, रिएक्टर तारों को एक सोलनॉइड में घुमाकर बनाए जाते हैं, जिसे एयर कोर रिएक्टर के रूप में जाना जाता है; कभी-कभी इंडक्शन बढ़ाने के लिए सोलनॉइड में एक आयरन कोर डाला जाता है, जिससे एक आयरन कोर रिएक्टर बनता है।

 

रिएक्टरों के कार्य

1.पावर ग्रिड क्षमता के विस्तार के साथ, सिस्टम की रेटेड शॉर्ट सर्किट क्षमता तेजी से बढ़ती है। उदाहरण के लिए, 500kV सबस्टेशन के 35kV कम वोल्टेज वाले हिस्से पर, तीन चरण सममित शॉर्ट सर्किट करंट का अधिकतम प्रभावी मान 50kA तक पहुंचता है। ट्रांसमिशन लाइनों में शॉर्ट सर्किट करंट को सीमित करने और बिजली उपकरणों की सुरक्षा के लिए, रिएक्टर स्थापित किए जाने चाहिए। रिएक्टर शॉर्ट सर्किट करंट को कम करते हैं और शॉर्ट सर्किट के दौरान सिस्टम वोल्टेज को स्थिर रखते हैं।

2. कैपेसिटर सर्किट में डंपिंग रिएक्टर (सीरीज रिएक्टर) स्थापित करने से कैपेसिटर सर्किट सक्रिय होने पर इनरश करंट दब जाता है। यह विभिन्न हार्मोनिक्स को फ़िल्टर करने के लिए कैपेसिटर बैंक के साथ एक हार्मोनिक सर्किट भी बनाता है।

⑴उदाहरण के लिए, 500kV सबस्टेशन पर 35kV प्रतिक्रियाशील पावर मुआवजा डिवाइस के कैपेसिटर सर्किट में, कैपेसिटर स्विचिंग इनरश करंट को सीमित करने और सिस्टम हार्मोनिक्स को दबाने के लिए डंपिंग रिएक्टरों की आवश्यकता होती है। तीसरे हार्मोनिक्स को दबाने के लिए, एक 35kV रेटेड वोल्टेज, 26.2mH रेटेड इंडक्टेंस, 350A रेटेड वर्तमान शुष्क {{8}प्रकार की हवा {{9}कोर सिंगल {{10} चरण आउटडोर डंपिंग रिएक्टर का उपयोग किया जाता है, जो 2.52Mvar कैपेसिटर के साथ एक तीसरा हार्मोनिक अनुनाद (फ़िल्टर) सर्किट बनाता है।

⑵इसी तरह, 5वें और उच्चतर हार्मोनिक्स को दबाने के लिए, एक 35kV, 9.2mH, 382A एकल -चरण आउटडोर डंपिंग रिएक्टर 2.52Mvar कैपेसिटर के साथ 5वें और उच्चतर हार्मोनिक्स के लिए एक गुंजयमान सर्किट बनाता है। ध्यान दें कि डंपिंग रिएक्टरों का उपयोग और तकनीकी विनिर्देश राष्ट्रीय मानक जीबी 10229-88 रिएक्टर और अंतर्राष्ट्रीय मानक आईईसी 289-88 में निर्दिष्ट हैं।

 

प्रतिक्रियाशील विद्युत क्षतिपूर्ति उपकरणों में रिएक्टरों की भूमिका

500kV बिजली प्रणालियों, विद्युतीकृत रेलवे और बड़े लौह और इस्पात अड्डों के विकास के लिए किसकी स्थापना की आवश्यकता है?स्टेटिक वार कम्पेसाटर (एसवीसी) प्रमुख हब सबस्टेशनों में।

एसवीसी परिवर्तनों को लोड करने के लिए त्वरित प्रतिक्रिया देते हैं (सामान्य प्रतिक्रिया समय 0.02–0.04s) और सुचारू प्रतिक्रियाशील शक्ति और वोल्टेज विनियमन प्रदान करते हैं। वे ग्रिड वोल्टेज को स्थिर करते हैं, सिस्टम के प्रतिक्रियाशील पावर फैक्टर की प्रभावी ढंग से भरपाई करते हैं, वोल्टेज के उतार-चढ़ाव को दबाते हैं, तीन {{3}चरण संतुलन और नम उप-तुल्यकालिक दोलनों को बनाए रखते हैं।

ग्रिड हब पर स्थापित एसवीसी क्षणिक ओवरवॉल्टेज को भी कम करते हैं। इसलिए प्रमुख पावर ग्रिडों को सुरक्षित संचालन सुनिश्चित करने के लिए स्थानीय कैपेसिटिव रिएक्टिव पावर मुआवजे और संतुलन के लिए रिएक्टर स्थापित करने के लिए बड़े और मध्यम आकार के सबस्टेशनों की आवश्यकता होती है।

रिएक्टर प्रतिक्रियाशील बिजली क्षतिपूर्ति उपकरण के प्रमुख घटक हैं। शंट रिएक्टर अतिरिक्त कैपेसिटिव प्रतिक्रियाशील शक्ति को अवशोषित करने के लिए प्रेरक प्रतिक्रिया प्रदान करते हैं, जो कम प्रारंभिक-चरण ट्रांसमिशन और देर रात प्रकाश भार के दौरान आवश्यक है।

इन मामलों में, ट्रांसमिशन लाइन प्रतिक्रियाशील हानि कम है; कैपेसिटेंस प्रभाव के कारण, उत्पन्न प्रतिक्रियाशील शक्ति खपत की गई प्रतिक्रियाशील शक्ति से अधिक हो जाती है, जिससे अधिशेष कैपेसिटिव प्रतिक्रियाशील शक्ति निकल जाती है। शंट रिएक्टरों को प्रतिक्रियाशील संतुलन और वोल्टेज स्तर बनाए रखने के लिए इस अधिशेष को अवशोषित करना होगा; अन्यथा, ओवरवॉल्टेज सिस्टम सुरक्षा को खतरे में डालता है।

थाइरिस्टर गिनती को कम करने और एसवीसी निवेश को बचाने के लिए अधिकतम करने की प्रवृत्ति हैथाइरिस्टर स्विच्ड कैपेसिटर (टीएससी)और थाइरिस्टर नियंत्रित रिएक्टर (TCR) क्षमता।

कुछ एसवीसी टीएससी शाखा को खत्म कर देते हैं और इसके बजाय फिक्स्ड कैपेसिटर (एफसी) बैंकों का उपयोग करते हैं।

सुचारू, निरंतर प्रतिक्रियाशील शक्ति और वोल्टेज विनियमन बनाए रखने के लिए, कुल शंट रिएक्टर क्षमता में वृद्धि की जानी चाहिए।

इस प्रकार, रिएक्टर का उपयोग लगातार बढ़ रहा है। कैपेसिटर सर्किट के साथ श्रृंखला में डंपिंग रिएक्टर इनरश करंट और हार्मोनिक्स को सीमित करने के अलावा प्रतिक्रियाशील शक्ति मुआवजा भी प्रदान करते हैं।

 

फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स में रिएक्टरों का अनुप्रयोग

इनपुट रिएक्टरों का कार्य

इनपुट रिएक्टरग्रिड वोल्टेज के उतार-चढ़ाव और स्विचिंग ओवरवॉल्टेज से वर्तमान वृद्धि को सीमित करना, आपूर्ति में सुचारू वोल्टेज स्पाइक्स, और ब्रिज रेक्टिफायर में कम्यूटेशन-प्रेरित वोल्टेज दोषों को ठीक करना। वे फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स की रक्षा करते हैं, पावर फैक्टर में सुधार करते हैं, ग्रिड हस्तक्षेप को रोकते हैं और रेक्टिफायर इकाइयों से हार्मोनिक प्रदूषण को कम करते हैं।

आउटपुट रिएक्टरों का कार्य

आउटपुट रिएक्टरमुख्य रूप से लंबी (50-200 मीटर) केबलों में वितरित कैपेसिटेंस की भरपाई करता है, आउटपुट हार्मोनिक करंट को दबाता है, आउटपुट उच्च आवृत्ति प्रतिबाधा बढ़ाता है, डीवी/डीटी को प्रभावी ढंग से सीमित करता है, उच्च आवृत्ति लीकेज करंट को कम करता है, कन्वर्टर्स की रक्षा करता है, और उपकरण शोर को कम करता है। पावर मुआवजे में कैपेसिटर हार्मोनिक वोल्टेज और करंट के प्रति संवेदनशील होते हैं, जो विफलता और ख़राब पावर फैक्टर का कारण बनते हैं, इसलिए हार्मोनिक उपचार की आवश्यकता होती है।

डीसी रिएक्टरों का कार्य

डीसी रिएक्टर एक वेरिएबल-फ़्रीक्वेंसी ड्राइव के डीसी रेक्टिफायर और इन्वर्टर सेक्शन के बीच जुड़े होते हैं। उनका मुख्य उद्देश्य डीसी करंट पर आरोपित एसी रिपल को सीमित करना, निरंतर रेक्टिफायर करंट को बनाए रखना, करंट पल्सेशन को कम करना, इन्वर्टर ऑपरेशन को स्थिर करना और कनवर्टर पावर फैक्टर में सुधार करना है।

 

रिएक्टरों के प्रकार

शंट रिएक्टर

जनरेटर फुल-लोड परीक्षण के लिए उपयोग किए जाने वाले रिएक्टर शंट रिएक्टरों के प्रोटोटाइप हैं। खंडित कोर के बीच वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र से आकर्षक बलों के कारण, कोर-प्रकार के रिएक्टर आमतौर पर समान क्षमता वाले ट्रांसफार्मर की तुलना में लगभग 10dB अधिक शोर करते हैं।

शंट रिएक्टर एसी करंट ले जाते हैं और सिस्टम कैपेसिटिव रिएक्शन की भरपाई करते हैं। वे आम तौर पर निरंतर प्रतिक्रिया वर्तमान विनियमन के लिए थाइरिस्टर के साथ श्रृंखला-जुड़े होते हैं। वे नो-लोड या लाइट-लोड स्थितियों के तहत लंबी लाइन कैपेसिटेंस प्रभाव से पावर-फ़्रीक्वेंसी ओवरवॉल्टेज को कम करते हैं, वोल्टेज और प्रतिक्रियाशील बिजली वितरण में सुधार करते हैं, लाइन लॉस को कम करते हैं, सेकेंडरी आर्क करंट को कम करते हैं, सेकेंडरी आर्क विलुप्त होने में तेजी लाते हैं, स्वचालित रीक्लोजिंग सफलता दर में सुधार करते हैं, और लंबी दूरी की बिजली ट्रांसमिशन और वितरण में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

श्रृंखला रिएक्टर

श्रृंखला रिएक्टर एसी धारा प्रवाहित करते हैं और स्थिर-अवस्था हार्मोनिक्स (5वें, 7वें, 11वें, 13वें) के लिए श्रृंखला अनुनाद बनाने के लिए क्षतिपूर्ति कैपेसिटर के साथ श्रृंखला में जुड़े होते हैं। वे आम तौर पर उच्च प्रेरकत्व वाले 5-6% रिएक्टर होते हैं।

श्रृंखला रिएक्टर विद्युत प्रणाली प्रतिक्रियाशील विद्युत क्षतिपूर्ति के लिए आवश्यक सहायक उपकरण हैं। पावर कैपेसिटर के साथ संयुक्त होने पर, वे प्रभावी ढंग से ग्रिड हार्मोनिक्स को दबाते हैं, स्विचिंग इनरश करंट और ऑपरेटिंग ओवरवॉल्टेज को सीमित करते हैं, वोल्टेज वेवफॉर्म में सुधार करते हैं, पावर फैक्टर बढ़ाते हैं, और कैपेसिटर और अन्य पावर उपकरणों के सुरक्षित संचालन को बढ़ाते हैं।

ट्यून्ड रिएक्टर

ट्यून्ड रिएक्टरएसी धारा प्रवाहित करते हैं और उस हार्मोनिक को अवशोषित करने के लिए एक निर्दिष्ट nवें हार्मोनिक (आमतौर पर n=5,7,11,13,19) के लिए श्रृंखला अनुनाद बनाने के लिए कैपेसिटर के साथ श्रृंखला-जुड़े होते हैं।

आउटपुट रिएक्टर

आउटपुट रिएक्टर मोटर केबलों में कैपेसिटिव चार्जिंग करंट को सीमित करते हैं और मोटर वाइंडिंग वोल्टेज वृद्धि दर को 540V/μs के भीतर सीमित करते हैं। इनकी अनुशंसा तब की जाती है जब 4-90 किलोवाट कनवर्टर और मोटर के बीच केबल की लंबाई 50 मीटर से अधिक हो। वे कनवर्टर आउटपुट वोल्टेज की स्थिरता को भी नरम करते हैं और आईजीबीटी जैसे इन्वर्टर घटकों में गड़बड़ी को कम करते हैं।

आउटपुट रिएक्टर निर्देश: कनवर्टर-टू-मोटर दूरी बढ़ाने के लिए, उचित रूप से मोटे, उच्च-इन्सुलेशन, अधिमानतः बिना परिरक्षित केबल का उपयोग करें।

आउटपुट रिएक्टर सुविधाएँ:

1. प्रतिक्रियाशील शक्ति क्षतिपूर्ति और हार्मोनिक नियंत्रण के लिए उपयुक्त।

2. मुख्य रूप से लंबी लाइन वितरित कैपेसिटेंस की भरपाई करता है और आउटपुट हार्मोनिक करंट को दबाता है।

3.प्रभावी रूप से फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स की सुरक्षा करता है, पावर फैक्टर में सुधार करता है, ग्रिड हस्तक्षेप को रोकता है, और रेक्टिफायर इकाइयों से हार्मोनिक प्रदूषण को कम करता है।

इनपुट रिएक्टर

इनपुट रिएक्टर कनवर्टर कम्यूटेशन के दौरान ग्रिड-साइड वोल्टेज ड्रॉप को सीमित करते हैं, हार्मोनिक्स को दबाते हैं, समानांतर कनवर्टर समूहों को अलग करते हैं, और वोल्टेज चरणों या सिस्टम संचालन से वर्तमान उछाल को प्रतिबंधित करते हैं। जब ग्रिड शॉर्ट-सर्किट क्षमता और कनवर्टर क्षमता का अनुपात 33:1 से अधिक हो जाता है, तो इनपुट रिएक्टरों का सापेक्ष वोल्टेज ड्रॉप एकल-चतुर्थांश के लिए 2% और चार-चतुर्थांश ऑपरेशन के लिए 4% होता है।

जब ग्रिड शॉर्ट-सर्किट वोल्टेज 6% से अधिक हो जाता है तो इनपुट रिएक्टरों को अनुमति दी जाती है। इनपुट रिएक्टरों का व्यापक रूप से औद्योगिक/फ़ैक्टरी ऑटोमेशन सिस्टम में उपयोग किया जाता है, जो कन्वर्टर्स/स्पीड कंट्रोलर और बिजली आपूर्ति के बीच बढ़ते वोल्टेज और धाराओं को दबाने और उच्च और विकृत हार्मोनिक्स को कम करने के लिए स्थापित किए जाते हैं।

इनपुट रिएक्टर विशेषताएं:

1. प्रतिक्रियाशील शक्ति क्षतिपूर्ति और हार्मोनिक नियंत्रण के लिए उपयुक्त।

2. ग्रिड वोल्टेज के उतार-चढ़ाव और स्विचिंग ओवरवॉल्टेज से वर्तमान उछाल को सीमित करता है; तरंगरूप विकृति को दबाने के लिए हार्मोनिक्स को फ़िल्टर करता है।

3. बिजली आपूर्ति में वोल्टेज स्पाइक्स को सुचारू करता है और ब्रिज रेक्टिफायर में कम्यूटेशन-प्रेरित वोल्टेज दोषों को ठीक करता है।

वर्तमान-सीमित रिएक्टर

धारा सीमित करने वाले रिएक्टर आमतौर पर वितरण लाइनों में उपयोग किए जाते हैं। फीडर शॉर्ट सर्किट करंट को सीमित करने और फीडर दोष के दौरान बसबार वोल्टेज को बनाए रखने के लिए उन्हें अक्सर एक ही बसबार से शाखा फीडरों पर श्रृंखला में स्थापित किया जाता है।

आर्क-सप्रेशन कुंडल

आर्क -सप्रेशन कॉइल्स का व्यापक रूप से 10kV-63kV अनुनाद ग्राउंडिंग सिस्टम में उपयोग किया जाता है। सबस्टेशनों में तेल-मुक्त प्रवृत्ति के कारण, 35kV से नीचे के अधिकांश आर्क {{4}सप्रेशन कॉइल्स ड्राई-कास्ट प्रकार के होते हैं।

डंपिंग रिएक्टर

(आमतौर पर सीरीज रिएक्टर कहा जाता है) कैपेसिटर स्विचिंग इनरश करंट को सीमित करने के लिए कैपेसिटर बैंकों या घने कैपेसिटर के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है। वर्तमान-सीमित रिएक्टरों के समान। फ़िल्टर रिएक्टर फ़िल्टर कैपेसिटर के साथ गुंजयमान फ़िल्टर बनाते हैं, आमतौर पर तीसरे से 17वें हार्मोनिक फ़िल्टरिंग या उच्च-क्रम उच्च-पास फ़िल्टरिंग के लिए। हार्मोनिक स्रोतों में डीसी ट्रांसमिशन कनवर्टर स्टेशन, चरण-नियंत्रित एसवीसी, मध्यम/बड़े रेक्टिफायर, विद्युतीकृत रेलवे, और सभी उच्च-शक्ति थाइरिस्टर-नियंत्रित पावर इलेक्ट्रॉनिक सर्किट शामिल हैं; ग्रिड प्रदूषण को रोकने के लिए इन्हें फ़िल्टर किया जाना चाहिए। विद्युत अधिकारी हार्मोनिक सीमाएँ निर्दिष्ट करते हैं।

चौरसाई रिएक्टर

सुधार के बाद डीसी सर्किट में उपयोग किया जाता है। रेक्टिफायर सर्किट में पल्स संख्याएं सीमित होती हैं, इसलिए आउटपुट डीसी वोल्टेज में तरंग होती है जो अक्सर हानिकारक होती है और इसे स्मूथिंग रिएक्टरों द्वारा दबाया जाना चाहिए। सभी डीसी ट्रांसमिशन कनवर्टर स्टेशन आदर्श डीसी का अनुमान लगाने के लिए स्मूथिंग रिएक्टरों से सुसज्जित हैं। वे थाइरिस्टर-आधारित डीसी इलेक्ट्रिक ड्राइव में भी आवश्यक हैं। रेक्टिफायर सर्किट में प्रमुख घटकों के रूप में, मध्यम-आवृत्ति बिजली आपूर्ति में स्मूथिंग रिएक्टर मुख्य रूप से:

1. शॉर्ट-सर्किट करंट को सीमित करें (इन्वर्टर थाइरिस्टर कम्यूटेशन के दौरान एक साथ संचालन प्रत्यक्ष शॉर्ट-सर्किट के बराबर है; कोई भी रिएक्टर प्रत्यक्ष शॉर्ट का कारण नहीं बनता है)।

2. मुख्य पावर ग्रिड को प्रभावित करने वाले मध्यम-आवृत्ति घटकों को दबाएं।

3. रेक्टिफायर आउटपुट को निरंतर रखने के लिए फिल्टर (रेक्टिफायर करंट में एसी होता है; उच्च आवृत्ति एसी को बड़े इंडक्शन को पार करने में कठिनाई होती है)। असंतत धारा शून्य-वर्तमान अवधि का कारण बनती है, इन्वर्टर ब्रिज को रोकती है और रेक्टिफायर ब्रिज को खोलती है।

4.समानांतर इन्वर्टर सर्किट में प्रतिक्रियाशील शक्ति को अवशोषित करें; इन्वर्टर इनपुट सर्किट में ऊर्जा भंडारण रिएक्टरों की आवश्यकता होती है।