14
Capitolul 9 BOBINE DE REACTANŢĂ ŞI BOBINE DE STINGERE 9.1. Bobine de reactanţă 9.1.1. Generalităţi Bobinele de reactanţă care se montează în instalaţiile de distribuţie servesc, în primul rând, la limitarea curenţilor de scurtcircuit. Pe lângă aceasta, ele asigură menţinerea tensiunii la barele centralei sau staţiei de transformare în caz de scurtcircuit în reţea, astfel încât în caz de scurtcircuit pe o derivaţie oarecare, tensiunea la bare şi deci şi la celelalte derivaţii care pleacă de la bare, să nu coboare excesiv şi să rămână la un nivel care să asigure funcţionarea mai departe, fără întreruperea consumatorilor. Limitarea valorii curenţilor de scurtcircuit prin instalarea bobinelor de reactanţă la barele colectoare ale centralelor electrice, în staţiile de transformare, precum şi pe liniile care pleacă de la aceste bare, Fig.9.1, cu toate că complică şi scumpeşte instalaţiile, realizează condiţii mai bune pentru funcţionarea elementelor mai sensibile la avarii (cablurile-sub aspectul stabilităţii termice, întrerupătoarele-sub aspectul puterii de rupere), permiţând alegerea unor echipamente pentru valori mai mici ale curenţilor de scurtcircuit. Bobinele de reactanţă pot fi de bare şi de linie. Bobinele de reactanţă de bare se conectează între secţiile de bare sau la secţiile de bare, Fig.9.1a,b,c, şi limitează curentul de scurtcircuit al întregii instalaţii, iar bobinele de reactanţă de linie se conectează în serie pe linie (în celule de plecare) şi limitează curentul de scurtcircuit pe linie (linii) şi menţin nivelul de tensiune necesar în amonte, Fig.9.1d,e,f,g,h. Bobinele de reactanţă de bare când se montează între secţiile de bare (pe cupla longitudinală), Fig.9.1a, se mai numesc bobine de reactanţă de secţie şi limitează curenţii de scurtcircuit din reţea (scurtcircuit în K1), de pe barele colectoare (K2) şi în circuitul generatorului (K3). În regim normal de funcţionare, dacă consumul pe secţii este echilibrat, circulaţia de puteri între secţii este redusă şi astfel pierderile în bobinele de reactanţă sunt mici.

Echipamente Electrice

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Echipamente Electrice Iasi Gh. Asachi.

Citation preview

  • Capitolul 9

    BOBINE DE REACTAN I BOBINE DE STINGERE

    9.1. Bobine de reactan

    9.1.1. Generaliti

    Bobinele de reactan care se monteaz n instalaiile de distribuieservesc, n primul rnd, la limitarea curenilor de scurtcircuit. Pe lng aceasta,ele asigur meninerea tensiunii la barele centralei sau staiei de transformare ncaz de scurtcircuit n reea, astfel nct n caz de scurtcircuit pe o derivaieoarecare, tensiunea la bare i deci i la celelalte derivaii care pleac de la bare,s nu coboare excesiv i s rmn la un nivel care s asigure funcionarea maideparte, fr ntreruperea consumatorilor.

    Limitarea valorii curenilor de scurtcircuit prin instalarea bobinelor dereactan la barele colectoare ale centralelor electrice, n staiile de transformare,precum i pe liniile care pleac de la aceste bare, Fig.9.1, cu toate c complic iscumpete instalaiile, realizeaz condiii mai bune pentru funcionareaelementelor mai sensibile la avarii (cablurile-sub aspectul stabilitii termice,ntreruptoarele-sub aspectul puterii de rupere), permind alegerea unorechipamente pentru valori mai mici ale curenilor de scurtcircuit.

    Bobinele de reactan pot fi de bare i de linie. Bobinele de reactan debare se conecteaz ntre seciile de bare sau la seciile de bare, Fig.9.1a,b,c, ilimiteaz curentul de scurtcircuit al ntregii instalaii, iar bobinele de reactande linie se conecteaz n serie pe linie (n celule de plecare) i limiteaz curentulde scurtcircuit pe linie (linii) i menin nivelul de tensiune necesar n amonte,Fig.9.1d,e,f,g,h. Bobinele de reactan de bare cnd se monteaz ntre seciile debare (pe cupla longitudinal), Fig.9.1a, se mai numesc bobine de reactan desecie i limiteaz curenii de scurtcircuit din reea (scurtcircuit n K1), de pebarele colectoare (K2) i n circuitul generatorului (K3).n regim normal de funcionare, dac consumul pe secii este echilibrat,circulaia de puteri ntre secii este redus i astfel pierderile n bobinele dereactan sunt mici.

  • ECHIPAMENTE ELECTRICE vol. II152

    Dac bobinele de reactan de bare se monteaz n serie cu transformatoarele deputere, Fig.9.1b,c, se limiteaz curenii de scurtcircuit n reea (K1) i pe bare(K2). Bobinele de reactan de linie, Fig.9.1d,e,f,g,h, limiteaz numai cureniide scurtcircuit de pe linie (linii) i nu limiteaz curenii de scurtcircuit de pebare i din circuitul generatorului.

    9.1.2. Funcionarea bobinelor de reactan

    Considerm o bobin de reactan BR pe o plecare de pe barele uneistaii, Fig.9.2, i prezentm efectelor introducerii acesteia asupra cderilor detensiune n diferite regimuri de funcionare.

    n regim normal de funcionare este necesar ca pe bobina de reactan sexiste o cdere de tensiune de valori mici, curba 1, astfel nct, n aval de bobinaBR, valorile tensiunii s se ncadreze ntre limitele tensiunii de serviciu, Us. ncazul unui scurtcircuit K, pe lng limitarea intensitii curentului descurtcircuit la valori impuse de stabilitatea termic a liniei electrice n cablu(LEC) i de capacitatea de rupere nominal la scurtcircuit a ntreruptorului I,bobina trebuie s asigure o astfel de cdere de tensiune pe reactana proprie,nct, tensiunea rezidual pe bare, Ur, s se ncadreze ntre anumite limite, curba2, pentru a nu perturba funcionarea celorlalte plecri n linie de pe aceleaibare.

    ~ ~~ ~

    a b c d

    e f g h

    K1

    K2

    K3

    BRK1

    K2BR

    K1

    K2

    K3

    BR

    K1

    K2

    K1

    K2

    K2

    K1

    Fig.9.1Scheme de conectare a bobinelor de reactan

  • 9. Bobine de reactan i bobine de stingere 153

    Variaia prezumat a tensiunii (n lipsa bobinei de reactan BR) lascurtcircuit este dat de curba 3.

    Pentru ndeplinirea acestor funcii, bobinele de reactan se construiescfr miez feromagnetic, ncadrndu-se astfel n categoria elementelor liniare decircuit.

    Principalii parametri ai unei bobine de reactan sunt tensiuneanominal, Un, intensitatea In a curentului nominal, reactana nominal Xn ireactana n valori relative, X*.

    Reactana nominal este dat de relaia:

    X Ln n= , (9.1)unde este pulsaia corespunztoare tensiunii industriale, iar Ln inductana pefaz a bobinei.

    Reactana n mrimi relative se definete prin relaia:

    X X IUn

    n

    n* .= 3 100 (9.2)

    Urmrindu-se determinarea expresiei pierderii relative de tensiune, U*,pe o bobin de reactan, n Fig.9.3a este reprezentat schema electricechivalent unui regim oarecare de funcionare, cruia i se poate ataa diagramafazorial dat n Fig.9.3b. Pierderea relativ de tensiune pe bobina de reactan,U*, se definete prin relaia:

    ~IG BR

    LEC

    UUs

    Ur

    U'r

    U1

    U2

    x

    1

    23

    K

    Fig.9.2Cderile de tensiune pe o plecare prevzut cu bobin de reactan

  • ECHIPAMENTE ELECTRICE vol. II154

    U U UU*

    .= 1 22

    100 (9.3)

    Corespunztor diagramei fazoriale din Fig.9.3b, pierderea relativ de tensiunese scrie sub forma:

    .1001sin21 222

    2*

    ++=n

    nn

    UIX

    UIX

    U (9.4)n regim nominal de funcionare, pentru I In= , U Un2 3= , innd seama de(9.2), expresia (9.4) devine de forma:

    .1001100

    sin100

    21 22**

    *

    ++= XXU (9.5)

    Relaia (9.5) evideniaz faptul c pierderea relativ de tensiune pe obobin de reactan depinde numai de reactana n valori relative a bobinei i deargumentul al impedanei de sarcin Zs, Fig.9.3a.

    Potrivit relaiei (9.5), nFig.9.4 sunt reprezentate curbeleU*(cos). n regim normal defuncionare (cos1), pierderilede tensiune pe bobina de reactannu trebuie s depeasc 1...1,5%,dac instalaia este prevzut cuelemente de compensare afactorului de putere, n cazcontrar acceptndu-se pierderide tensiune de 2...3%. n regim descurtcircuit (cos0), pierderea

    U1

    I

    U2jXn I

    U1 U2

    I

    Zs

    Xn

    a bFig.9.3

    Schema electric echivalent i diagrama fazorial corespunztoarefuncionrii unei bobine de reactan

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

    U*[%]

    cos

    X *[%]10

    7

    5

    31

    Fig.9.4Pierderea relativ de tensiune

  • 9. Bobine de reactan i bobine de stingere 155

    de tensiune devine aproximativ egal cu valoarea reactanei n mrimi relative,X*, corespunztoare bobinei.

    Bobinele de reactan cu priz median (jumelate) permit reducereapierderilor de tensiune n regim normal de funcionare, pstrnd proprietile delimitare a curenilor de scurtcircuit.

    Bobina de reactan cu priz median, Fig.9.5a, se caracterizeaz prinurmtorii parametri: tensiunea nominal, Un, curentul nominal de intensitate 2In,reactana n mrimi relative, X*, determinat prin raportarea la reactananominal a unei ramuri i coeficientul K de cuplaj magnetic ntre ramuri, avndexpresia:

    K ML L

    =1 2

    , (9.6)

    M fiind inductana mutual dintre ramuri, fiecare caracterizat prin inductanaproprie L1, respectiv L2.

    Reactana n mrimi relative, X*, se calculeaz pentru o ramur cuajutorul relaiei (9.2), n ipoteza c cealalt ramur nu este parcurs de curent.

    n Fig.9.5b este reprezentat grafic schema echivalent n stea,corespunztoare unei bobine de reactan jumelate, reactanele fiind exprimaten mrimi relative.

    n funcionare, o bobin jumelat se poate afla n unul din urmtoareleregimuri: cu o singur ramur conectat, Fig.9.6a, n regim de trecere, Fig.9.6b,n regim longitudinal, Fig.9.6c, n regim combinat, Fig.9.6d. Reactanele,exprimate n mrimi relative, X*1, X*2, X*3, corespunztoare primelor treiregimuri menionate, sunt date de relaiile:

    ( )( ) ( ) ,12,15,0, *3**212**1* XKXXIIKXXX +=== (9.7)

    nMIn I

    B C

    L1 L2* *

    2InA

    -KX*

    (1+K)X* (1+K)X*

    B C

    A

    a bFig.9.5

    Bobina de reactan cu priz median

  • ECHIPAMENTE ELECTRICE vol. II156

    unde X* reprezint reactana n mrimi relative dat de relaia (9.2), K fiindcoeficientul de cuplaj magnetic ntre ramuri, avnd expresia (9.6).Conform relaiilor (9.7), pierderea relativ de tensiune pe o bobin de reactanjumelat este cu att mai mic, n regim normal de funcionare, cu ctcoeficientul de cuplaj K are valori mai mari. Pierderea de tensiune are valoriminime cnd funcioneaz n regim de trecere, Fig.9.6b.

    Creterea valorilor coeficientului de cuplaj magnetic peste anumitelimite nu este recomandat, deoarece n regim de scurtcircuit tensiunea U2,Fig.9.6a, rezult de valori mari. n aceste condiii, coeficientul de cuplajmagnetic are valorile uzuale K=0,3...0,5 nct, pentru tensiunea obinut prininducie la captul liber a bobinei, n cazul unui scurtcircuit la cellalt capt,rezult valori care nu depesc 1,5Un, Un fiind tensiunea nominal a bobinei. nregim de scurtcircuit este avantajos ca cele dou semibobine s fie parcurse decureni n acelai sens, Fig.9.6d sau una din ramuri s funcioneze n gol,Fig.9.6a.

    9.1.3. Variante constructive de bobine de reactan

    Bobinele de reactan se realizeaz obinuit n dou varianteconstructive diferite, n funcie de locul de amplasare (n interior sau nexterior).

    Pentru tensiuni nominale pn la 35 kV, bobinele de reactanfuncioneaz n instalaii de interior i se construiesc de tip uscat, nfurrilefiind rigidizate n cadre de beton. Bobinele cu tensiuni nominale mai mari de 35kV sunt de exterior i funcioneaz n cuve cu ulei mineral.

    Condiiile principale pe care trebuie s le ndeplineasc bobinele dereactan sunt:

    -stabilitatea termic i electrodinamic, la aciunea curenilor descurtcircuit, s fie ridicat;

    U U UI I I

    IU1

    U2 I1I2

    U1 U1 U1U2 U2 U2I1 I1I2

    I2

    a b c dFig.9.6

    Regimuri de funcionare a bobinei jumelate

  • 9. Bobine de reactan i bobine de stingere 157

    -cderile de tensiune n regim normalde funcionare s nu depeasc (1...3)% dintensiunea nominal;

    -pierderile de putere n bobin s fiecuprinse ntre (0,2...0,5)% din puterea carecircul prin bobin;

    -s prezinte o izolaie corespunztoarentre spire i fa de pmnt astfel nctsupratensiunile s nu produc strpungeri saupuneri la pmnt a elementelor bobinei.

    Se construiesc bobine de reactan detipul BR, cu rigidizarea nfurrilor n cadre debeton, avnd tensiunile nominale de 7,2 kV 12i 17,5 kV, intensitatea curentului nominalcuprins ntre 75 i 2x2000 A, pentru reactanerelative de 3%...7%, 10%, 2x8%, 2x10%.

    n Fig.9.7 se prezint o seciune printr-obobin de reactan tip BR cu rigidizareanfurrilor n cadre de beton. nfurarea 1 aacesteia se execut din conductoare flexibilemultifilare, izolate cu hrtie i estur din

    bumbac, ntre spire lsndu-se spaii libere pentru ventilaie natural.nfurarea bobinelor avnd cureni nominali de intensitate mare se realizeazcu mai multe conductoare n paralel. La aceste variante constructive se executtranspunerea conductoarelor, Fig.9.8, evitndu-se astfel curenii de circulaientre spirele bobinelor conectate n paralel.

    Rigidizarea nfurrilor se obine cu ajutorul cadrelor de beton 2,Fig.9.7, care se sprijin pe izolatoarele suport 3.

    Acestea asigur n funcie de modul dedispunere a bobinelor monofazate,izolaia dintre faze sau dintre faze ipmnt.

    Corespunztor celor trei faze,bobinele monofazate pot fi dispuse pevertical, respectiv pe orizontal.

    Bobinele de reactan curigidizare n cadre de beton se obin printehnologii relativ costisitoare deprelucrare i uscare, construcia rezultndcu dimensiuni de gabarit i greuti mari.

    3

    12

    Fig.9.7Bobin de reactan n cadre de

    beton

    Axa bobinei

    Fig.9.8Transpunerea conductoarelor bobinei

    de reactan

  • ECHIPAMENTE ELECTRICE vol. II158

    O reducere considerabil a greutii i gabaritului precum i o scdere aconsumului de cupru se obin prin nlocuirea rigidizrii n beton cu rigidizarean rini. Astfel, s-au realizat bobine de reactan de tip modul pentru tensiuneanominal de 10 kV, avnd nfurrile executate din folie de cupru rulatmpreun cu o izolaie de hrtie lcuit sau din estur de sticl i turnate nrini sintetice. Consolidarea mecanic a ntregii construcii se face prin turnaren rin, dup ce n prealabil att la exteriorul ct i la interiorul bobinei seruleaz mai multe starturi de pnz de sticl.

    Bobinele de reactan avnd tensiuni nominale mai mari de 35 kVfuncioneaz n cuve cu ulei, deoarece aceste echipamente se amplaseaz deobicei n instalaii exterioare. Datorit calitilor electroizolante ale uleiului,distanele de izolaie pot fi micorate, acceptndu-se n acelai timp cretereadensitii de curent prin conductorul de bobinaj, nct ntreaga construcierezult cu dimensiuni de gabarit reduse.Elementele constructive principale ale unei bobine de reactan funcionnd nulei sunt date n Fig.9.9, unde 1 reprezint cuva metalic, 2-nfurarea bobinei,3-ecranul feromagnetic, 4-izolatoarele de trecere, 5-fluxul magnetic dedispersie, ce se nchide prin pereii cuvei.

    Utilizarea oelului pentru confecionarea cuvei impune limitareafluxului magnetic de dispersie ce se nchide prin pereii acesteia, care altfel arconduce la nclzirea excesiv a ntregii construcii. O soluie tehnic aplicat nacest sens const n montarea n cuv la exteriorul bobinei a ecranului cilindric

    3, realizat din cupru sau aluminiu, carefuncionnd ca o nfurare n scurtcircuit,conduce la micorarea fluxului magnetic totalprodus de bobin. n calculul acesteia estenecesar s fie considerat influena ecranului,deoarece prezena lui conduce la obinereaunor valori mai mici pentru reactana bobinei.O alt posibilitate de limitare a fluxuluimagnetic ce se nchide prin pereii cuveiconst n untarea magnetic a acestora cuajutorul unor pachete de tole, amplasate din locn loc n interiorul cuvei, pe suprafaa acesteia.Fixarea mecanic a pachetelor de toleferomagnetice trebuie s reziste n bunecondiii aciunii forelor electrodinamice deatracie produse de bobin, atunci cnd aceastaeste parcurs de cureni de scurtcircuit.

    4

    5

    1

    2

    3

    5

    Fig.9.9Bobin de reactan n ulei

  • 9. Bobine de reactan i bobine de stingere 159

    9.2. Bobine de stingere

    9.2.1. Funcionarea bobinelor de stingere

    Bobinele de stingere sunt echipamente utilizate pentru tratarea neutruluin reelele electrice, avnd rolul de a compensa capacitatea echivalent a liniilor,n cazul punerilor accidentale la pmnt, facilitnd astfel stingerea arculuielectric la locul defectului.

    n instalaiile electrice care au neutrul legat direct la pmnt, atingereaconductoarelor fazelor cu pmntul reprezint scurtcircuite.

    Fenomenele care nsoesc punerile la pmnt n instalaii cu neutrulizolat, cum ar fi producerea supratensiunilor prin stingerea i reaprindereaarcului electric de punere la pmnt, suprancrcarea monofazat a instalaieietc. se pot ameliora prin tratarea neutrului cu o bobin de reactan numit, nacest caz, bobin de stingere. Aceasta const n conectarea, ntre neutrulinstalaiei i pmnt, a unei bobine de stingere, avnd inductana proprie L,Fig.9.10a.

    n cazul unei puneri monofazate la pmnt, admind ipotezasimplificatoare c impedana prin care aceasta se produce este nul, tensiunilefazelor sntoase fa de pmnt, U c1, U c2, devin egale cu tensiunile de linie,iar tensiunea neutrului fa de pmnt devine U 0. Diagrama fazorialcorespunztoare acestui regim de funcionare este dat n Fig.9.10b.

    n aceste condiii, la locul de defect circul un curent de intensitate I kdat de relaia:

    I I I Ik L c c= + +1 2 , (9.8)

    K

    U1

    U2

    U3

    L

    IL

    C3 C2 C1

    Uc2

    Ic1Ic2I k

    Uc1

    U2

    U3

    U1

    Uc2 Uc1

    I L I C

    Ic2

    Ic1

    U0

    a bFig.9.10

    Conectarea bobinei de stingere

  • ECHIPAMENTE ELECTRICE vol. II160

    unde, I L este intensitatea curentului prin bobina de stingere, iar I c1, I c2intensitile curenilor capacitivi ai reelei.

    Potrivit Fig.9.10, se poate scrie:

    I UL

    I I U CL c c= = =0 1 2 03 , , (9.9)

    unde s-a notat U0=U1=U2=U3, C1=C2=C3.innd seama de relaiile (9.9) i de diagrama fazorial dat n

    Fig.9.10b, expresia (9.8) a intensitii curentului la locul de defect se poate scriesub forma:

    ,310

    += Cj

    LjUI k (9.10)

    de unde rezult c, dac este satisfcut relaia:

    LC

    = 13 2 , (9.11)

    intensitatea Ik a curentului de defect se anuleaz, iar arcul electric la locul dedefect se stinge de la sine.

    Condiia de acord (9.11) este ndeplinit pentru o anumit valoare acapacitii C, deci pentru o structur dat a reelei. Pstrarea acordului atuncicnd structura reelei se modific este posibil prin modificarea valorilorinductanei L a bobinei de stingere.

    Pentru evitarea rezonanei de tensiuni, dimensionarea bobinelor destingere se face astfel nct regimul de funcionare s rezulte inductiv,intensitatea IL a curentului prin bobin fiind mai mare cu 5...15% dectintensitatea curentului capacitiv IC.

    Operaia de reglare, efectuat n vederea compensrii curentuluicapacitiv total de intensitate IC, se numete acordarea bobinei. n legtur cuaceasta se definesc gradul de acord, k i de dezacord exprimate prin relaiile:

    k II

    kLC

    = = , . 1 (9.12)Avantajele tratrii neutrului prin bobin de stingere sunt:-stingerea rapid a arcului electric de punere la pmnt i prevenirea

    deteriorrii izolaiei i a conductoarelor prin efect termic;

  • 9. Bobine de reactan i bobine de stingere 161

    -reducerea curentului la locul de punere la pmnt la cteva procentedin valoarea curentului capacitiv al reelei;

    -tensiuni mai reduse de atingere i de pas la locul defectului;-continuitatea n alimentarea consumatorilor att la defecte monofazate

    pasagere, ct i la defecte persistente;-influene nensemnate asupra liniilor de telecomunicaii.Drept dezavantaje ale funcionrii cu neutrul legat la pmnt prin

    bobin de stingere, se consemneaz:-supracureni i supratensiuni de ferorezonan de 3Uf (Uf, tensiunea de

    faz a reelei);-tensiuni mari pe fazele sntoase n cazul punerii la pmnt;-transformarea unui defect monofazat n defect polifazat n peste 50%

    din cazuri n timp de cteva minute;-costul crescut al izolaiei corespunztor tensiunilor mari care apar n

    reele;-n cazul reelelor n cabluri cu izolaie din polietilen sau PVC,

    existena unor cureni reziduali mari din cauza pierderilor active mari n acesteizolaii;

    -dificulti n asigurarea unui acord permanent al bobinei de stingere;-greuti n identificarea locului defectului.

    9.2.2. Tipuri constructive

    n regim normal de funcionare al reelei, o bobin de stingere estesupus unor tensiuni de valori relativ reduse, provenind din eventualafuncionare nesimetric a instalaiei.n cazul unei puneri nete la pmnt, acesteia i se aplic tensiunea de faz ainstalaiei, care se consider astfel drept tensiune nominal pentru bobina destingere.

    Din punct de vedere constructiv, o bobin de stingere este asemntoareunui transformator monofazat, principalele pri constructive fiind miezulferomagnetic, nfurrile, elementele de reglare a inductanei i cuva din oel ncare bobina funcioneaz scufundat n ulei de transformator.

    Reglarea inductanei bobinelor de stingere se poate efectua n moddiscontinuu, prin modificarea numrului de spire sau continuu, fie prinintermediul unui ntrefier reglabil, fie utiliznd premagnetizarea n curentcontinuu.

    Miezul feromagnetic al bobinelor de stingere se execut din tabl detransformator laminat la rece n cmp magnetic, avnd grosimea de 0,35...0,4mm, tolele fiind izolate cu oxizi ceramici.

  • ECHIPAMENTE ELECTRICE vol. II162

    Bobinele cu reglaj discontinuu au miezul feromagnetic prevzut cuntrefier de valoare fix, prezena acestuia fiind necesar pentru liniarizareacaracteristicii volt-amper a bobinei i pentru realizarea acesteia la datelenominale prescrise.

    Neglijnd rezistena nfurrii, tensiunea nominal poate fi aproximatcu tensiunea electromotoare indus:

    U N S Bn fe fe 2 ; (9.13)

    dac se neglijeaz cderile de tensiune magnetic pe poriunile feromagneticeale miezului, solenaia nominal, NIn, se poate calcula cu relaia:

    NI Hn k kk

    n

    ==12 1 , (9.14)

    unde: N este numrul de spire, -pulsaia corespunztoare frecveneiindustriale, Sfe-seciunea miezului feromagnetic, Bfe-inducia n miez,Hk-intensitatea cmpului magnetic n ntrefier, k-limea unui ntrefier,n-numrul de ntrefieruri cu care este prevzut miezul feromagnetic.n aceste condiii, puterea reactiv nominal, Qn, corespunztoare bobinei, sepoate aproxima cu relaia:

    Q I U f S B Hn n n fe fe k kk

    n

    == .

    1 (9.15)

    Miezul feromagnetic al bobinelor de stingere se execut fie asemntorcu cel al transformatoarelor (cu coloane i juguri), fie n manta.

    Inductana L a bobinei este dat de relaia:

    L N= 2

    , (9.16)N fiind numrul de spire, iar -reluctana total a circuitului magnetic, avnd larndul ei, expresia:

    = + , (9.17)unde cu s-a notat reluctana ntrefierului reglabil , reprezentndreluctana echivalent a miezului feromagnetic i a ntrefierurilor parazite.

  • 9. Bobine de reactan i bobine de stingere 163

    Deoarece se poate scrie:

    =

    0S , (9.18)

    pentru inductana L rezult expresia final:

    L S NS

    = +

    02

    0 , (9.19)

    unde este ntrefierul de lucru reglabil, S-suprafaa transversal a coloaneimiezului, iar 0=410-7 H/m permeabilitatea magnetic a vidului.

    Relaia (9.19) evideniaz posibilitile de reglare a inductanei,constnd n modificarea numrului N de spire, a valorii ntrefierului sau,simultan, a celor dou mrimi.n Fig.9.11 este reprezentat grafic dependena L() avnd expresia (9.19), dreptparametru considerndu-se numrul de spire N.

    Miezul i nfurrile bobinelor de stingere se amplaseaz n cuve,avnd toate accesoriile unei cuve detransformator. Schia coninnd detaliileconstructive ale unei bobine de stingere cu miezferomagnetic n manta este dat n Fig.9.12,unde notaiile au urmtoarele semnificaii: 1-miez mobil, 2-ax, 3-jug lateral, 4-schel, 5-bobinaj, 6-cuv, 7-crucior, 8-capac, 9-izolatorde nalt tensiune, 10-angrenaj, 11-ureche deridicare, 12-conservator, 13-radiator, 15-releu degaze.

    Bobinele de stingere se conecteaz nneutrul transformatoarelor sau al generatoarelorcu neutru accesibil. Schema de conexiuni estedat n Fig.9.13, unde s-a notat: N1-nfurareabobinei de stingere, N2-nfurare pentrualimentarea circuitelor de semnalizare (100 V),TC-transformator de curent, LS-lamp desemnalizare, S-separator de conectare.

    N1>N2>N3

    L

    Fig.9.11

    Dependena inductanei bobineide stingere de ntrefierul de

    lucru

  • ECHIPAMENTE ELECTRICE vol. II164

    n instalaiile cu neutrul inaccesibil, bobinele de stingere se racordeazprin intermediul unui transformator pentru crearea neutrului artificial.

    Pentru tratarea neutrului n reelele de medietensiune, n ar se fabric bobine de stingere pentruurmtoarele tensiuni nominale: 6/ 3 kV-n douvariante, pentru cureni de funcionare cu intensitateantre 10...50 A, respectiv ntre 10...120 A; 10/ 3kV-pentru cureni de 20...165 A; 20/ 3 kV-n douvariante, 10...50 A, respectiv 10...87 A; 35/ 3kV-pentru cureni de funcionare cu intensitateacuprins n intervalul 20...100 A.

    Toate aceste bobine sunt de tipul cu reglajcontinuu, avnd elementele constructive precizate nFig.9.12.

    12

    9

    108

    14

    6

    5

    3

    12

    47

    13

    11

    Fig.9.12Bobin de stingere cu miez feromagnetic n manta

    N1 N2 V

    A

    S

    TCLS

    Fig.9.13Schema de conexiuni a

    bobinei de stingere