On Binlerce Amperlik Kısa-Devre Akımı-Tek Bir Reaktör Bunu Durdurabilir mi? —Seri Akım Sınırlamanın Temel Prensibi.

Kısa devre durumunda akım milisaniyeler içinde onbinlerce ampere kadar çıkabilir. Bu sayı ne anlama geliyor? Bu, normal bir transformatörün anında yanacağı, devre kesicinin devreye girecek zamanı bile kalmayabileceği ve otobüsteki her şeyin çökmenin eşiğinde olacağı anlamına gelir. Canavarı genellikle durduran şey sessiz seri reaktördür. Bunu nasıl yapıyor?
Temel Prensip: Endüktans aslında akım üzerinde bir "fren"dir.
Kısa devre meydana geldiğinde, akım keskin bir şekilde yükselir ve reaktörün endüktif reaktansı anında "yükselir" ve büyük bir voltaj düşüşü ΔV=I × XL üretir. Bu voltaj düşüşü, kısa devredeki voltajın çoğunu doğrudan emer ve devre kesiciden ve aşağı yöndeki ekipmandan akan tepe akımını etkili bir şekilde engeller. Aynı zamanda, voltaj düşüşü esas olarak reaktör boyunca meydana geldiğinden, bara üzerinde kalan voltaj nispeten yüksek bir seviyede tutularak, arızasız hat üzerindeki kullanıcı ekipmanının istikrarlı bir şekilde çalışmasına olanak sağlanır-.
Kısacası: Kısa-devre akımları reaktörler tarafından "ortadan kaldırılmaz" ancak "taşınır".
Bölünmüş reaktör: Normal koşullar altında görünmez, kısa-devre verildiğinde görünür.
Sıradan seri reaktörlerin utanç verici bir özelliği de normal çalıştıklarında reaktif güç tüketmeleri ve voltaj düşüşleri oluşturmalarıdır. Bölünmüş reaktörler çok daha akıllıdır. Güç kaynağına bağlı bir orta musluğu ve kabaca aynı yüke bağlı iki kolu vardır. Normal çalışmada, her iki koldaki akım zıt yönlerde akar ve karşılıklı endüktans, eşdeğer reaksiyonun tek-kollu reaktörün boyutunun yalnızca yarısı kadar olmasına neden olur, bu da düşük voltaj düşüşü, düşük kayıp ve neredeyse-görünmezlikle sonuçlanır. Tek kollu kısa-devre, tek kollu akım dalgalanması, karşılıklı endüktans doyuma ulaştığında, reaktörün eşdeğer reaktansı, akış sınırlama etkisini en üst düzeye çıkarmak için hemen tek kolun değerine atlar.
Bu "normalde-sorunsuz ancak acil durum-dostu" özelliği, enerji santrali yardımcı güç sistemlerinde ve 10-35kV trafo merkezlerinde split reaktörlerin yaygın şekilde kullanılmasına yol açtı.
Gerçek-dünya başarısı: 500kV'luk bir sistem 40kA'ya dayandı.
Bunun sadece teori olduğunu düşünmeyin. Brezilya'daki Tucurui hidroelektrik santralinde, 500kV'luk sistem, faz I ve II'nin otobüs hatlarını sınırlı-akışlı reaktöre bağlayarak kısa-devre akımını 40kA'nın altına başarılı bir şekilde sınırladı. Brezilya'nın Brezilya'daki Fumas projesinde, 345kV sistem, MOGI trafo merkezi besleyicisine sistemin kısa- devre akımını stabilize eden iki sınırlı-akış reaktörü kurdu. New York 345kV sisteminde, MS1 / 52 ve 71/72 hatlarındaki dört sınırlı{11}}akışlı reaktör, devre kesicinin kesme kapasitesi dahilinde kısa devre akımlarını kontrol eder. Bunlar yalnızca laboratuvar rakamları değil, ultra-yüksek basınç seviyelerinin gerçek-dünya örnekleridir.
500kV yerel trafo merkezinde, Shanghai Shijing trafo merkezinde kurulu seri akım-sınırlama reaktörü, 2400A nominal akıma ve 50kA'den düşük kısa devre akımını başarıyla kontrol eden 14 omega aa nominal empedansa sahiptir.
Maliyeti de açık: Bu bedava bir öğle yemeği değil.
Seri reaktörler kontrolsüz bir akım sınırlama cihazıdır ve herhangi bir ek kontrol mekanizmasına gerek yoktur. En büyük avantajları basit kullanım, güvenlik, güvenilirlik, uygun bakım, uzun ömürdür. Ancak maliyetler de gerçektir: Sistemle birlikte dizildiğinde reaktif ve aktif güç kaybını arttırır ve ağır yükler altında voltaj düşüşlerine neden olabilirler. Tek bir ünite üretmenin maliyeti 10 milyon dolara yakın. Kısa devre akımı çok yüksek olduğunda reaktör tek başına bunu tamamen bastıramayabilir; ızgara katmanlama ve bölümleme ve veri yolu bölümlendirmesinin bir kombinasyonu ile birleştirilmelidir.
Peki tek bir reaktör,-onbinlerce amperlik kısa devre akımlarına dayanabilir mi? Evet ama o yalnız bir kahraman değil; tam tersine, elektrik şebekesinin mevcut-sınırlama sistemindeki en güçlü, en sessiz bariyerdir.