Ölgetauchter Shunt-Reaktor

Ein in Öl getauchter Shunt-Reaktor wird parallel zu einer Übertragungsleitung oder Sammelschiene geschaltet, um einen Teil der kapazitiven Blindleistung zu absorbieren, die von langen Freileitungen und Hochspannungskabelsystemen erzeugt wird.

Es wird hauptsächlich verwendet, wenn die Leitungskapazität bei geringer Last oder ohne Last erheblich wird. Durch die Bereitstellung einer festen induktiven Reaktanz hilft die Drossel dabei, den Spannungsanstieg zu kontrollieren und den Blindleistungsfluss innerhalb des Übertragungssystems zu steuern.

Der Reaktor kann als einphasige oder dreiphasige Einheit geliefert werden, wobei die elektrische Leistung, der Isolationsgrad, die Kühlanordnung und die mechanische Konstruktion auf das Projekt zugeschnitten sind.

Zu den typischen Anwendungen gehören 220-kV- und 500-kV-Übertragungssysteme, große Übertragungsprojekte für erneuerbare Energien, Umspannwerke und Stromübertragungsnetze über große Entfernungen.

Warum Shunt-Reaktoren auf langen Leitungen eingesetzt werden

Die Kapazität einer langen Übertragungsleitung erzeugt Ladestrom, selbst wenn die übertragene Last relativ gering ist. Mit zunehmender Leitungslänge und zunehmendem Spannungsniveau wird der Effekt der Blindleistungsaufladung immer bedeutender.

Bei Schwachlast- oder Leerlaufbetrieb kann eine übermäßige kapazitive Blindleistung zum Spannungsanstieg entlang der Leitung beitragen.

Eine Paralleldrossel liefert einen induktiven Strom parallel zum System. Dies kompensiert einen Teil der kapazitiven Blindleistung und trägt dazu bei, die Systemspannung im erforderlichen Betriebsbereich zu halten.

Die Grundfunktion kann daher ausgedrückt werden als:

Leitungskapazität → Laden der Blindleistung → Spannungsanstieg → Absorption der Nebenschlussdrossel → verbesserte Blindleistungsbilanz

Die tatsächliche Reaktorkapazität und der Installationsort sollten durch Systemstudien und nicht nur anhand des Spannungsniveaus bestimmt werden.

Konstruktionsdetails

Magnetkern mit segmentierter Lücke

Der Kern besteht aus Elektroblechlamellen mit verteilten Luftspalten. Die segmentierte Spaltanordnung wird verwendet, um die erforderliche Induktivität zu erreichen und gleichzeitig die magnetische Flussdichte und die Kernsättigungseigenschaften zu steuern.

Das Kerndesign berücksichtigt auch Verluste, Vibrationen, Temperaturanstiege und die erforderliche Induktivitätstoleranz.

Hochspannungswicklung

Die Wicklung besteht aus Kupferleitern mit einem Isolationssystem, das entsprechend der Nennspannung und den dielektrischen Anforderungen ausgewählt wird.

Wicklungsgeometrie, Leiterquerschnitt, Isolationsanordnung und mechanische Unterstützung werden entsprechend dem Nennstrom, den Kurzzeitbedingungen und den geltenden Prüfanforderungen bestimmt.

Ölgefüllte Isolierung und Kühlung

Der Aktivteil ist in einem ölgefüllten Stahltank eingebaut. Isolieröl sorgt für dielektrische Isolierung und überträgt die Wärme vom Kern und der Wicklung auf die Kühlflächen.

Die Kühlanordnung wird entsprechend der Reaktorleistung und den Installationsbedingungen ausgewählt.

Tank- und Schutzzubehör

Je nach Leistung und Projektspezifikation kann der Reaktor ausgestattet werden mit:

· HV-Buchsen

· Konservator oder Ölkonservierungssystem

· Druckentlastungsgerät

· Buchholz-Staffel

· Ölstandsanzeige

· Öltemperaturanzeige

· Temperatursensoren

· Ablass- und Ölprobenventil

· Erdungsklemmen

· Hebe- und Transportvorrichtungen

Die tatsächliche Zubehörkonfiguration sollte der genehmigten technischen Spezifikation entsprechen.

Technische Spezifikationen

Hinweis: Nebenschlussdrosseln sind systemspezifische Geräte. Die erforderliche Mvar-Bewertung, Reaktanz, Verluste, Isolationsniveau, Kurzschlussfestigkeit, Kühlmethode und Installationsanordnung sollten anhand des elektrischen Entwurfs bestätigt werden.

Einphasige und dreiphasige Konfigurationen

Die endgültige Anordnung hängt von der Systemspannung, der erforderlichen Blindkompensation, Transportbeschränkungen, der Umspannwerksanordnung, dem Schutzschema und den Projektstandards ab.

Wo der Reaktor normalerweise installiert ist

In Öl getauchte Shunt-Reaktoren werden üblicherweise für Folgendes in Betracht gezogen:

· 220-kV- und 500-kV-Umspannwerke

· Hochspannungsfernübertragungsleitungen

· Große Übertragungsprojekte für erneuerbare Energien

· Wind- und Photovoltaik-Stromübertragungssysteme

· Große Evakuierungssysteme zur Stromerzeugung

· Hochspannungskabelübertragungssysteme

· Netzwerke mit erheblichem Spannungsanstieg bei geringer Last

· Sammelschienen, die eine feste induktive Blindkompensation erfordern

Für Offshore- oder andere anspruchsvolle Umgebungen erfordern das Gerätegehäuse, die Isolationskoordination, der Korrosionsschutz, das Kühlsystem und die Installationsbedingungen eine zusätzliche technische Überprüfung.

So wählen Sie den erforderlichen Reaktor aus

Eine Nebenschlussdrossel sollte anhand der Betriebsstudie des Netzwerks ausgewählt werden, anstatt die Drossel einfach nur an die Systemspannung anzupassen.

Wichtige Eingaben sind:

Systemspannung und -frequenz
Definieren Sie die grundlegenden elektrischen und isolierenden Anforderungen.

Erforderliche Blindkompensation
Der erforderliche Mvar-Wert bestimmt, wie viel kapazitive Blindleistung der Reaktor aufnehmen soll.

Installationsort
Die Wirkung einer Drossel hängt davon ab, ob sie an eine Sammelschiene, ein Leitungsende, einen Transformator-Tertiärbereich oder einen anderen festgelegten Punkt angeschlossen ist.

Betriebszustand mit geringer Belastung
Der erwartete Mindestlastzustand ist wichtig für die Beurteilung des Spannungsanstiegs und des erforderlichen Kompensationsniveaus.

Übertragungsleitungsparameter
Leitungslänge, Leiteranordnung, Kabelquerschnitte und Systemkonfiguration beeinflussen die Ladekapazität.

Kurzschlussbedingungen
Bei der Konstruktion sollten mechanische und thermische Widerstandsanforderungen berücksichtigt werden.

Harmonische Umgebung
Wenn erhebliche Oberschwingungsströme vorhanden sind, sollte die Reaktorkonstruktion auf zusätzliche Verluste, Erwärmung und Wellenformeffekte überprüft werden.

Ölgefüllte vs. Trocken-Shunt-Reaktoren

Die Wahl sollte auf Spannung, Mvar-Bewertung, Installationsumgebung, Brandschutzanforderungen, Wartungsvereinbarungen und Projektspezifikationen basieren.

Fertigungs- und Testkapazitäten

Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. wurde 1999 gegründet und stellt Transformatoren und Reaktoren für Versorgungs-, Industrie- und Energieanwendungen her.

Yulan verfügt über Fertigungskapazitäten bis zur 110-kV-Klasse mit etwa 35.000 m² Standortfläche und 15.000 m² Werkstattfläche.

Zu den Produktions- und Testressourcen gehören:

· 80-Tonnen-Hebezeug

· 400 kW Kerosin-Dampfphasen-Vakuumtrocknungssystem

· 1200-kV-Impulsprüfgerät

· 400-kV-Netzfrequenz-Spannungsprüftransformator

· 300-kV-Induktionstestgeneratorsatz

· Computergesteuerte Vertikalwickelanlage

· Ausrüstung zum Kernschneiden und Querschneiden

· Hydraulische Pressausrüstung

· Folienwickelausrüstung

Yulan betreibt die Managementsysteme ISO 9001:2015, ISO 14001 und ISO 45001:2018.

Für einen bestimmten Shunt-Reaktor werden der werkseitige Testumfang und die Dokumentation gemäß der genehmigten technischen Spezifikation und den geltenden Normen festgelegt.

Technische Dokumente für die Beschaffung

Für ein Angebot für einen Nebenschlussreaktor sollten Käufer Folgendes bereitstellen:

1. Systemspannung und maximale Systemspannung

2. Häufigkeit

3. Erforderliche Mvar-Bewertung

4. Installationspunkt

5. Länge und Konfiguration der Übertragungsleitung

6. Betriebsbedingungen bei geringer Last

7. Erforderliche Reaktanz oder Impedanz, falls angegeben

8. Nennstrom

9. Isolationsniveau

10. Kurzschlussparameter

11. Kühlanforderungen

12. Installation im Innen- oder Außenbereich

13. Umgebungstemperatur und Höhe

14. Anwendbare IEC/GB- oder lokale Normen

15. Erforderliche Werks- und Typprüfungen

Ein einzeiliges Diagramm und Systemstudiendaten sind besonders hilfreich bei der Bestimmung der erforderlichen Reaktorleistung.

Häufig gestellte Fragen

Was macht ein Shunt-Reaktor?

Eine Nebenschlussdrossel absorbiert induktive Blindleistung aus dem System, um einen Teil der kapazitiven Ladeblindleistung von Übertragungsleitungen oder Kabeln auszugleichen. Dies hilft bei der Spannungsverwaltung unter Leichtlastbedingungen.

Warum werden Shunt-Drosseln auf langen Übertragungsleitungen eingesetzt?

Lange Hochspannungsleitungen haben eine größere Ladekapazität. Unter Schwachlast- oder Leerlaufbedingungen kann dies zu einem Spannungsanstieg führen. Eine Shunt-Drossel sorgt für eine feste induktive Kompensation, um diesem Effekt entgegenzuwirken.

Ist ein Shunt-Reaktor dasselbe wie ein Reihenreaktor?

Nein. Eine Paralleldrossel ist parallel zum System geschaltet und nimmt hauptsächlich kapazitive Blindleistung auf. Eine Reihendrossel ist mit einem Stromkreis in Reihe geschaltet und erfüllt verschiedene Funktionen, wie z. B. Strombegrenzung, Filterung oder Kondensatorbankschutz.

Ist die Reaktorkapazität einstellbar?

Bei der hier beschriebenen BKS/BKD-Konfiguration handelt es sich um eine Shunt-Drossel mit fester Reaktanz. Seine normale Betriebsreaktanz wird nicht über einen Laststufenschalter angepasst.

Wie wird der erforderliche Mvar-Wert ermittelt?

Die erforderliche Nennleistung hängt von der Ladeblindleistung der Leitung, der Betriebsspannung, der Leitungslänge, dem Mindestlastzustand, dem Installationsort und dem gewünschten Spannungsregelbereich ab. Normalerweise ist eine Systemstudie erforderlich.

Kann es bei Übertragungsprojekten für erneuerbare Energien eingesetzt werden?

Ja. Shunt-Reaktoren können in Sammel- und Übertragungssystemen für erneuerbare Energien eingesetzt werden, bei denen lange Leitungen oder Kabel erhebliche kapazitive Ladeeffekte erzeugen. Der tatsächliche Bedarf sollte durch die Blindleistungs- und Spannungsstudie des Projekts bestätigt werden.

Kann Yulan einen maßgeschneiderten Shunt-Reaktor herstellen?

Der Reaktor kann entsprechend projektspezifischer Spannung, Mvar-Bewertung, Reaktanz, Isolationsniveau, Kühlung, Installation und Testanforderungen ausgelegt werden. Die endgültige Konfiguration sollte anhand der technischen Spezifikation des Kunden bestätigt werden.

Über Yulan Transformer

Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. wurde 1999 gegründet und stellt Leistungstransformatoren, Ofentransformatoren, Gleichrichtertransformatoren, Nebenschlussdrosseln, Reihenreaktoren und andere kundenspezifische elektrische Geräte her.

Die Fertigungs- und Prüfeinrichtungen des Unternehmens unterstützen elektrische Geräte bis zur 110-kV-Klasse mit spezieller Ausrüstung für Wicklung, Kernverarbeitung, Vakuumtrocknung, Hochspannungsprüfung und Montage.

Für ein Ölbad-Shunt-Reaktor-Projekt kann Yulan die Daten der Systemstudie überprüfen und eine technische Konfiguration vorbereiten, die die erforderliche Mvar-Bewertung, Reaktanz, Isolationssystem, Kühlanordnung, Zubehör und Werkstests umfasst.