Reaktörler, hava-çekirdekli reaktörler, demir-çekirdekli reaktörler, kuru-tip reaktörler ve yağa-daldırılmış reaktörler dahil olmak üzere, her biri belirli çalışma koşulları ve uygulamalar için tasarlanmış çeşitli türlerde mevcuttur.

Yapısal olarak bir reaktör esas olarak sargılardan ve yalıtım malzemelerinden oluşur. Sargılar genellikle bakır veya alüminyum iletkenlerden yapılırken yalıtım sistemi yüksek-voltaj koşulları altında güvenilir çalışmayı sağlar.

Modern güç sistemlerinde reaktörler, güç iletimi sırasında kapasitif reaktif gücü sınırlamak, reaktif güç dengesini korumak, harmonikleri bastırmak ve hat kapasitansının neden olduğu-kendi kendine uyarılan aşırı voltajı önlemek için yaygın olarak kullanılır. Elektrik şebekesinin güvenli, istikrarlı ve verimli çalışmasını sağlamada hayati bir rol oynarlar.

Reaktör Nedir?

Basit Tanım

Reaktör, bir devrede endüktif empedans sağlayan elektrikli bir cihazdır.

Profesyonel Tanım

Reaktör, esas olarak akımı kontrol etmek, arıza akımını sınırlamak, harmonikleri filtrelemek ve güç sistemlerinde reaktif gücü telafi etmek için kullanılan, endüktif özelliklere sahip statik bir elektromanyetik cihazdır.

Reaktörler Neden Kullanılır?

Modern güç sistemleri, endüstriyel redresörler, yüksek-güç frekans dönüştürücüleri, AC/DC dönüştürücüler ve diğer güç elektroniği ekipmanları gibi yarı iletken bileşenler içeren doğrusal olmayan elektrikli ekipmanları yaygın olarak kullanır.

Ayrıca elektrik ark ocakları, transformatörler ve jeneratörler gibi elektrik arkları ve ferromanyetik malzemeler içeren ekipmanlar da büyük miktarda harmonik akım üretir.

Bu harmonikler güç kalitesini ve sistem kararlılığını ciddi şekilde etkileyerek aşağıdaki gibi sorunlara yol açabilir:

• Ekipmanın aşırı ısınması
• Kapasitör hasarı
• Artan güç kayıpları
• Gerilim bozulması
• Kompanzasyon sistemlerinin başarısızlığı

Harmonik içeriği nispeten düşük olduğunda harmonik bastırıcılar yeterli olabilir. Ancak harmonik seviyeleri yükseldiğinde, harmonik akımları etkili bir şekilde bastırmak ve elektrikli ekipmanı korumak için seri reaktörlere ihtiyaç duyulur.

Reaktörlerin Sınıflandırılması

1. Yapıya Göre Sınıflandırma

Faz Numarasına Göre

Tek-fazlı reaktör

Üç-fazlı reaktör

Soğutma Yöntemiyle

Kuru{0}tip reaktör

Petrole-batırılmış reaktör

Çekirdek Yapıya Göre

Hava-çekirdekli reaktör

Demir-çekirdek reaktörü

Kurulum Konumuna Göre

Kapalı reaktör

Açık reaktör

Uygulamaya Göre Sınıflandırma

Seri Reaktör

Kapasitör anahtarlama işlemleri sırasında ani akımı sınırlamak için kapasitör devrelerine takılır. Ayrıca belirli harmonikleri bastırmak için kapasitör banklarıyla birlikte çalışır.

Şönt Reaktör

Genellikle EHV iletim sistemlerinde trafo üçüncül sargılarına bağlanır. Kapasitif şarj akımını telafi eder, voltaj artışını ve anahtarlama aşırı voltajını sınırlar, yalıtım gereksinimlerini azaltır ve iletim güvenilirliğini artırır.

Mevcut-Sınırlayıcı Reaktör

Elektrikli ekipman ve anahtarlama donanımı için kısa-devre akımını güvenli bir seviyeye sınırlamak için kullanılır.

Filtre Reaktörü

Belirli harmonik frekanslar için düşük-empedanslı bir yol sağlayan, harmonik filtreleme devreleri oluşturmak üzere kapasitör kümeleriyle seri olarak bağlanır.

Bölünmüş Reaktör

Arıza akımını sınırlamak için güç sistemlerine takılır. Normal çalışma sırasında düşük empedans ve arıza koşullarında yüksek empedans sunar.

Statik Reaktif Kompanzasyon Reaktörü

Tristör-kontrollü dinamik reaktif güç kompanzasyon sistemlerinde kullanılır.

Reaktörün Başlatılması

Başlatma akımını azaltmak amacıyla büyük AC motorların-düşürülmüş voltajla çalıştırılması için uygulanır.

Düzeltme Reaktörü

Dalgalanma akımını azaltmak ve DC çıkışını stabilize etmek için HVDC iletim sistemlerinde ve DC sürücü ekipmanlarında yaygın olarak kullanılır.

Gerilim Seviyesine Göre Sınıflandırma

Yüksek-Gerilim Reaktörleri

6kV, 10kV, 20kV, 35kV ve üzeri gerilim seviyelerine uygundur.

Yaygın türler şunları içerir:

• Yüksek-voltajlı seri reaktörler
• Mevcut-sınırlayıcı reaktörler
• Filtre reaktörleri
• Şönt reaktörler
• Reaktörlerin başlatılması
• Yumuşatma reaktörleri
• Dengeleme reaktörleri

Alçak-Gerilim Reaktörleri

380V, 400V, 450V, 480V, 600V ve 690V dereceli sistemler için tasarlanmıştır.

Yaygın uygulamalar şunları içerir:

• Kondansatör serisi reaktörler
• Harmonik filtre reaktörleri
• Frekans dönüştürücü giriş/çıkış reaktörleri
• Yumuşatma reaktörleri

Reaktörlerin Ana Fonksiyonları

Seri Reaktörlerin Fonksiyonları

1. Ani Akımın Sınırlandırılması

Seri reaktörler, kapasitör bankasına enerji verilmesi sırasında anahtarlama dalgalanma akımını azaltır, kapasitörleri ve anahtarlama cihazlarını korur.

2. Harmoniklerin Bastırılması

Güç sistemindeki yüksek-düzey harmonikleri baskılar ve harmonik artışını önler, böylece kapasitörleri korur ve güç kalitesini artırır.

Mevcut-Sınırlayıcı Reaktörlerin İşlevleri

Akım-sınırlayıcı reaktörler esas olarak güç sistemlerindeki kısa-devre akımını kısıtlamak için kullanılır.

Bir arıza meydana geldiğinde, reaktör, arıza akımını izin verilen bir aralıkta sınırlamak için endüktif reaktansını kullanır ve devre kesicilerin ve anahtarlama donanımının arıza akımını güvenli bir şekilde kesmesine olanak tanır.

Mevcut-sınırlayıcı reaktörlerin çoğu, mükemmel doğrusal reaktans özellikleri ve istikrarlı performansı nedeniyle hava-çekirdek yapısını benimser.

Filtre Reaktörlerinin Uygulamaları

Filtre reaktörleri, belirli harmonik frekansları filtrelemek için seri rezonans devreleri oluşturmak üzere kapasitör bankalarına seri olarak bağlanır.

Temel frekansta filtre kolu kapasitif davranır ve aynı anda reaktif güç kompanzasyonu sağlayabilir.

Tipik bir AC filtre kolu aşağıdakilerden oluşur:

• AC filtre kapasitörü
• AC filtre reaktörü
• Farklı harmonik filtreleme gereksinimlerini karşılamak için filtre reaktörünün endüktansı genellikle şu şekilde ayarlanabilir:
• Dokunma değiştiriciler
• Ayarlanabilir sarım aralığı
• Çoklu sarma yapıları

Çözüm

Reaktörler modern elektrik güç sistemlerinin vazgeçilmez bileşenleridir. Harmonik bastırma, reaktif güç kompanzasyonu, voltaj stabilizasyonu ve kısa-devre akımı sınırlaması için yaygın olarak kullanılırlar.

Güç elektroniği, yenilenebilir enerji sistemleri ve endüstriyel otomasyonun hızla gelişmesiyle birlikte reaktörler, güç kalitesinin iyileştirilmesi, ekipman korumasının arttırılması ve modern güç şebekelerinin güvenilir şekilde çalışmasının sağlanması açısından giderek daha önemli hale geldi.