Требования ГОСТ повторяет и действующий отраслевой стандарт ФСК (Россетей) СТО 56947007-29.180.04.165-2014. Компания КПМ продолжает свою последовательную линию на подтверждение всех свойств конструкции своих реакторов экспериментальным путём.
Почему экспериментальная проверка так важна? Разве в наше время мощных компьютеров нельзя рассчитать и предвидеть всё?
Современные сухие реакторы используются в сетях всех классов напряжения и рассчитаны на протекание через их обмотку больших токов. Реальные электромагнитные и тепловые процессы в обмотках реактора очень сложны. Для таких процессов обмотки реактора необходимо учитывать то, что реальные параметры распределены по всей обмотке реактора.
Для сравнения: для расчёта теплового режима кабельной линии (далее – КЛ) её распределённый характер не учитывается. Нагрев кабеля происходит равномерно по всей длине. Поэтому для КЛ достаточно учесть способ прокладки КЛ и взаимное расположение фаз. Весь расчёт чаще всего сводится к вычислению интеграла Джоуля или эквивалентной плотности тока — остальные расчёты очень просты.
Для реактора этого недостаточно. Нижняя часть обмотки сухого реактора будет нагревать воздух, который будет подниматься вверх и нагревать верхнюю часть. Нагрев обмотки будет неравномерным. Для корректного расчёта необходимо будет учесть направления конвективных потоков с учётом влияния расположения элементов конструкции внутри реактора. Поскольку конвективные потоки будут обтекать эти элементы, что ведёт к неравномерному охлаждению участков обмотки. Фактически, корректный расчёт требует решения сложной системы дифференциальных уравнений, которое сводится к численным методам конечных элементов.
Ещё более сложный тепловой режим будет не у одиночного однофазного реактора, а у трехфазного вертикальной конструкции. Поскольку нижние фазы будут нагревать потоками тепла верхнюю.
О сложности конструкции вертикальных реакторов нами была опубликована отдельная статья.
Ещё более сложный случай — пусковые реакторы, чей режим намного сложнее реакторов токоограничивающих. Протекание токов короткого замыкания длится от долей секунды до нескольких секунд. А тяжёлые пуски электродвигателей могут продолжаться десятки секунд, при этом их пусковые токи сопоставимы с токами КЗ. Соответственно многократно возрастает тепловой импульс, получаемый обмоткой реактора.
Проведение подобных расчётов 40-50 лет назад не представлялось возможным. Сейчас их доступность возросла, хотя стоимость специальных программных средств и мощных вычислительных машин остаётся существенной. Но даже использование специализированных программных комплексов и мощных компьютеров не даёт гарантии правильного результата. Необходимо создать корректное и достаточно подробное математическое описание конструкции электрического аппарата (реактора). Что само по себе является сложной задачей.
Проведение независимых испытаний позволяет решить две важные задачи:
- проверить математические модели и расчёты, использовавшиеся производителем при разработке аппарата. Что позволяет исключить ошибки, которые вполне возможны при выполнении сложных математических расчётов.
- Проверить работу физического оборудования при различных условиях эксплуатации и прохождения нештатных ситуаций в соответствии с отраслевыми стандартами.
Реактор КПМ прошли испытания в независимой лаборатории KEMA Labs, в ходе которых реактор испытывается в полном соответствии со стандартами в максимально приближенной к реальным условиям ситуации. Все его элементы испытывают именно те воздействия, которые существуют на реальном объекте (протоколы испытаний прилагаем).
KEMA (Keuring van Elektrotechnische Materialen te Arnhem — испытания электротехнических материалов в Арнеме).
Лаборатория была создана в Нидерландах в 1927 году. Не за горами столетний юбилей этой уважаемой лаборатории.
В настоящий момент KEMA labs входит в состав европейского концерна CESI, занимающегося испытаниями и сертификацией. В состав концерна вошли как европейские, так и американские лаборатории, выполняющие широчайший спектр испытаний электротехнического оборудования (испытания изоляции, испытания на стойкость к токам, электромагнитная совместимость, сейсмические, климатические, метрологические и др). KEMA labs располагает стендами для испытаний ультра-высоких классов напряжения (до 1200 кВ номинальное) и испытания ультра-большими токами; располагает специальными испытательными стендами для различных видов оборудования с учётом его особенностей.
На настоящий момент KEMA labs является по ряду параметров самой большой в мире и самой авторитетной в Европе независимой испытательной лабораторией.
В лаборатории KEMA laboratories Prague были произведены успешные испытания двух типопредставителей (с номинальными токами 630 А и 1600 А) реакторов, выпускаемых ООО «КПМ». Реакторы испытывались на соответствие требованиям:
- Нагрев номинальным током в соответствии с международным стандартом IEC 60076-6: 2007, п. 8.9.11 и российским ГОСТ 14794-79, п. 2.7.1 (СТО 56947007-29.180.04.165-2014, п. 4.2). Испытание проходило на вертикальных реакторах, на которые длительно подавался трехфазный ток.
- Нагрев реактора при временной перегрузке в соответствие ГОСТ 14794-79 п. 2.7.3. (СТО 56947007-29.180.04.165-2014, п. 4.4):
- Перегрузка на 20% — 60 мин.
- Перегрузка на 30% — 45 мин.
- Перегрузка на 40% — 32 мин.
- Перегрузка на 50% — 18 мин.
- Перегрузка на 60% — 5 мин. Примечание: перегрузка 60% означает, что на реактор номинальным током 1600 А подавался ток 2560 А в течение 5 минут (300 секунд).
Испытания были проведены в соответствии с методиками испытаний, установленными в соответствующих стандартах (IEC 60076-6: 2007, ГОСТ 14794-79).
Испытания полностью подтвердили расчётные характеристики реакторов.
Источник: ссылка
