Lò phản ứng có nhiều loại khác nhau, bao gồm lò phản ứng lõi-không khí, lò phản ứng lõi sắt-, lò phản ứng loại-khô và lò phản ứng ngâm trong dầu-, mỗi lò phản ứng được thiết kế cho các ứng dụng và điều kiện vận hành cụ thể.

Về mặt cấu trúc, lò phản ứng chủ yếu bao gồm các cuộn dây và vật liệu cách điện. Các cuộn dây thường được làm bằng dây dẫn bằng đồng hoặc nhôm, trong khi hệ thống cách điện đảm bảo hoạt động đáng tin cậy trong điều kiện-điện áp cao.

Trong các hệ thống điện hiện đại, lò phản ứng được sử dụng rộng rãi để hạn chế công suất phản kháng điện dung trong quá trình truyền tải điện, duy trì cân bằng công suất phản kháng, triệt tiêu sóng hài và ngăn chặn-quá điện áp tự kích thích do điện dung đường dây gây ra. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo lưới điện vận hành an toàn, ổn định và hiệu quả.

Lò phản ứng là gì?

Định nghĩa đơn giản

Lò phản ứng là một thiết bị điện cung cấp trở kháng cảm ứng trong mạch.

Định nghĩa chuyên nghiệp

Lò phản ứng là một thiết bị điện từ tĩnh có đặc tính cảm ứng, chủ yếu được sử dụng để điều khiển dòng điện, hạn chế dòng điện sự cố, lọc sóng hài và bù công suất phản kháng trong hệ thống điện.

Tại sao lò phản ứng được sử dụng?

Hệ thống điện hiện đại sử dụng rộng rãi thiết bị điện phi tuyến có chứa các thành phần bán dẫn, chẳng hạn như bộ chỉnh lưu công nghiệp, bộ chuyển đổi tần số công suất cao, bộ chuyển đổi AC/DC và các thiết bị điện tử công suất khác.

Ngoài ra, các thiết bị liên quan đến hồ quang điện và vật liệu sắt từ, chẳng hạn như lò hồ quang điện, máy biến thế và máy phát điện, cũng tạo ra một lượng lớn dòng điện hài.

Những sóng hài này có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng điện năng và độ ổn định của hệ thống, dẫn đến các vấn đề như:

• Thiết bị quá nóng
• Hư hỏng tụ điện
• Tổn thất điện năng tăng
• Biến dạng điện áp
• Thất bại của hệ thống bồi thường

Khi hàm lượng sóng hài tương đối thấp, bộ triệt sóng hài có thể đủ dùng. Tuy nhiên, khi mức độ hài trở nên cao, cần có các cuộn kháng nối tiếp để triệt tiêu dòng điện hài một cách hiệu quả và bảo vệ thiết bị điện.

Phân loại lò phản ứng

1. Phân loại theo cấu trúc

Theo số pha

Lò phản ứng một pha

Lò phản ứng ba pha

Bằng phương pháp làm mát

lò phản ứng loại-khô

Lò phản ứng ngâm trong dầu-

Theo cấu trúc cốt lõi

Lò phản ứng lõi-không khí

Lò phản ứng lõi sắt-

Theo vị trí lắp đặt

Lò phản ứng trong nhà

Lò phản ứng ngoài trời

Phân loại theo ứng dụng

Lò phản ứng loạt

Được lắp đặt trong các mạch tụ điện để hạn chế dòng điện khởi động trong quá trình vận hành chuyển mạch tụ điện. Nó cũng hoạt động cùng với các dàn tụ điện để triệt tiêu các sóng hài cụ thể.

Lò phản ứng Shunt

Thường được kết nối với cuộn dây thứ ba của máy biến áp trong hệ thống truyền tải EHV. Nó bù cho dòng sạc điện dung, hạn chế tăng điện áp và quá điện áp chuyển mạch, giảm yêu cầu cách điện và cải thiện độ tin cậy truyền tải.

Lò phản ứng giới hạn-hiện tại

Dùng để hạn chế dòng điện ngắn mạch-đến mức an toàn cho thiết bị điện và thiết bị đóng cắt.

Lò phản ứng lọc

Được mắc nối tiếp với các dãy tụ điện để tạo thành các mạch lọc sóng hài, cung cấp đường dẫn trở kháng-thấp cho các tần số sóng hài cụ thể.

Lò phản ứng phân chia

Được lắp đặt trong hệ thống điện để hạn chế dòng điện sự cố. Nó có trở kháng thấp trong quá trình hoạt động bình thường và trở kháng cao trong điều kiện lỗi.

Lò phản ứng bù phản ứng tĩnh

Được sử dụng trong các hệ thống bù công suất phản kháng động được điều khiển bằng-thyristor.

Lò phản ứng khởi động

Áp dụng cho việc giảm-điện áp khởi động của động cơ AC lớn nhằm giảm dòng điện khởi động.

Lò phản ứng làm mịn

Được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền tải HVDC và thiết bị truyền động DC để giảm dòng điện gợn và ổn định đầu ra DC.

Phân loại theo cấp điện áp

Lò phản ứng điện áp cao-

Thích hợp cho các cấp điện áp 6kV, 10kV, 20kV, 35kV trở lên.

Các loại phổ biến bao gồm:

• Lò phản ứng nối tiếp điện áp cao-
• Lò phản ứng giới hạn-hiện tại
• Lò phản ứng lọc
• Lò phản ứng Shunt
• Lò phản ứng khởi động
• Lò phản ứng làm mịn
• Cân bằng lò phản ứng

Lò phản ứng điện áp thấp{0}}

Được thiết kế cho các hệ thống có điện áp định mức 380V, 400V, 450V, 480V, 600V và 690V.

Các ứng dụng phổ biến bao gồm:

• Lò phản ứng loạt tụ điện
• Lò phản ứng lọc hài hòa
• Cuộn kháng đầu vào/đầu ra của bộ chuyển đổi tần số
• Lò phản ứng làm mịn

Chức năng chính của lò phản ứng

Chức năng của loạt lò phản ứng

1. Hạn chế dòng điện khởi động

Các cuộn kháng nối tiếp làm giảm dòng xung chuyển mạch trong quá trình đóng điện dãy tụ điện, bảo vệ tụ điện và các thiết bị chuyển mạch.

2. Triệt tiêu sóng hài

Chúng triệt tiêu các sóng hài bậc cao trong hệ thống điện và ngăn chặn sự khuếch đại sóng hài, nhờ đó bảo vệ tụ điện và cải thiện chất lượng điện năng.

Chức năng của Lò phản ứng giới hạn{0}}hiện tại

Lò phản ứng hạn chế dòng điện-chủ yếu được sử dụng để hạn chế dòng điện ngắn mạch-trong hệ thống điện.

Khi xảy ra lỗi, lò phản ứng sử dụng điện kháng cảm ứng của nó để hạn chế dòng điện sự cố trong phạm vi cho phép, cho phép cầu dao và thiết bị đóng cắt ngắt dòng điện sự cố một cách an toàn.

Hầu hết các lò phản ứng-hạn chế hiện tại đều sử dụng cấu trúc lõi không khí-vì đặc tính phản ứng tuyến tính tuyệt vời và hiệu suất ổn định.

Ứng dụng của lò phản ứng lọc

Cuộn kháng bộ lọc được mắc nối tiếp với các dãy tụ điện để tạo thành các mạch cộng hưởng nối tiếp để lọc các tần số hài xác định.

Ở tần số cơ bản, nhánh bộ lọc hoạt động theo điện dung và có thể đồng thời cung cấp khả năng bù công suất phản kháng.

Một nhánh bộ lọc AC điển hình bao gồm:

• Tụ lọc AC
• Lò phản ứng lọc AC
• Để đáp ứng các yêu cầu lọc sóng hài khác nhau, độ tự cảm của lò phản ứng lọc thường được điều chỉnh thông qua:
• Bộ thay đổi vòi
• Khoảng cách cuộn dây có thể điều chỉnh
• Nhiều cấu trúc quanh co

Phần kết luận

Lò phản ứng là thành phần không thể thiếu trong hệ thống điện hiện đại. Chúng được sử dụng rộng rãi để triệt tiêu sóng hài, bù công suất phản kháng, ổn định điện áp và hạn chế dòng điện ngắn mạch.

Với sự phát triển nhanh chóng của điện tử công suất, hệ thống năng lượng tái tạo và tự động hóa công nghiệp, các lò phản ứng ngày càng trở nên quan trọng trong việc cải thiện chất lượng điện năng, tăng cường bảo vệ thiết bị và đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của lưới điện hiện đại.