Millised on raud{0}}südamiku ja õhu-südamiku kõrge- kõrgepingeseeria reaktorite jõudluse erinevused?

Südamiku ja õhusüdamiku kõrgepinge seeriareaktori jõudluse erinevust näitavad peamiselt nende induktiivsuse omadused, kadu, soojuse hajumine, rakendusstsenaariumid, struktuur ja maksumus. Konkreetne analüüs on järgmine:
1. Induktiivsuse karakteristikud
* **Raud-südamiku reaktorid:** raudsüdamik suurendab tsentraliseeritud magnetvälja kaudu märkimisväärselt induktiivsust, pakkudes sama võimsuse korral suuremat induktiivsust ja sobib madala-sageduslike rakenduste jaoks (nt reaktiivvõimsuse kompenseerimine toitesüsteemides). Magnetküllastusega rauasüdamik tekib aga kergesti ja liiga suure voolu korral langeb induktiivsuse väärtus järsult, mille tulemuseks on halb lineaarsus.
**Tüüpiline rakendus:** 6kV–35kV toitesüsteemid, mida kasutatakse järjestikku kondensaatorpankadega, et piirata-lühisvoolu ja summutada harmoonilisi (nt kolmas ja viies harmooniline).
* **Õhk-tuumareaktorid:** südamiku-vaba konstruktsioon annab väiksema, kuid stabiilse induktiivsuse väärtuse, mis ei muutu oluliselt voolu kõikumiste korral ja millel on hea lineaarsus. Magnetväli on ühtlaselt jaotunud, küllastusprobleemideta ja sobib kõrge sagedusega või suure voolu tingimustega (nt filtreerimine ja harmooniliste leevendamine).
**Tüüpilised rakendused:** Orbitaaltransport, metallurgia, naftakeemia jne nõuavad pidevat tööd ja kõrget harmooniliste summutust.
2. Kadu ja efektiivsus
Raudsüdamiku reaktorid: kaod on peamiselt tingitud hüstereesist ja pöörisvoolukadudest raudsüdamik, mille tulemuseks on suure hulga soojuse teke ja mis nõuab tõhusaid soojuse hajutamise meetmeid (nt silikoonkummist amortiseerivad padjad ja epoksüvaigu kapsel). Pikaajaline-kasutus võib põhjustada kuumutushäireid, eriti suvel või suure koormuse korral.
Juhtumiuuring: pärast seda, kui metrooalajaam võttis kasutusele raudsüdamiku reaktori, ületas kolmanda harmoonilise moonutuse määr normi. Üleminek 12% reaktiivkiirusele vähendas harmoonilist võimendust, kuid soojuse teke on endiselt murettekitav.
Õhk-südamiku reaktorid: raudsüdamiku kadusid puuduvad, ainult juhtme takistuse kadu (vasekod). Madal kuumus, kõrge efektiivsus. Õhkjahutust (nt kohustuslik õhkjahutuskonstruktsioon) saab kasutada pidevalt 24 tundi ilma soojuse akumuleerumise ohuta.
Juhtumiuuring: pikas-kaabli survekatses kaalus üks õhu-südamiku reaktori osa vaid 24 kg ja talus 22 kV kõrgepinget, hajutades hirmu termilise purunemise ees kõrgel temperatuuril.
3. Soojuse hajumise jõudlus
Raud-südamikureaktorid: loodud tuginema välisele soojuse hajutamise konstruktsioonile (nt ise-jahutus, õli-jahutus), kuid südamiku kadumine põhjustab temperatuuride tõusu ja nõuab töötemperatuuride ranget jälgimist.
Tehnilised parameetrid: pooli keskmine temperatuur tõusis alla 75K või sellega võrdne ja pidev ülekoormusvõime voolutugevusest 1,35-kordne või sellega võrdne.
Õhk-Südamikreaktorid: õhkjahutus on tõhus, soojust võtab õhk ära ja sisemist soojust ei akumuleeru. Kompaktne struktuur, sobib kasutamiseks välitingimustes või kitsastes kohtades.
Tehnilised parameetrid: pikk klaaskiudkimp, mis on kaetud epoksüvaigu immutusega, spiraaliga kõvenemisel on hea terviklikkus ja lühiskindlus.
4. Rakenduse stsenaariumid
Raud{0}}tuumareaktorid:
Tugevused: Väike suurus, kerge kaal (35 kg ~ 100 kg), lihtne kaasas kanda ja odav.
Piirangud: sobib väikese võimsusega olukordadesse (nt jadaresonantsreaktorid alla 1000 kVA); suure võimsusega rakendused nõuavad mitut seeriat, mis suurendab kulusid ja keerukust.
Tüüpilised stsenaariumid: linna elektrivõrgu alajaamad, maa-alused alajaamad ja muud kõrgete tulekaitsenõuete ja piiratud ruumiga kohad.
Tühjad{0}}südamiku reaktorid:
Eelised: suur nimivooluvõimsus, hea töökindlus, sobib suure voolu ülekandeks ja sagedasteks lülitusrakendusteks.
Piirang: suurem suurus (sama induktiivsuse väärtuse saavutamiseks vajate suuremat suurust), kuid siiski juhitav kaal (24 kg sektsiooni kohta).
Tüüpiline stsenaarium: raudteetransiit, metallurgia, naftakeemia ja muud valdkonnad, mis nõuavad pikaajalist-tööd ja kõrget harmoonilist summutamist.
V. Struktuur ja kulud
Raudsüdamiku reaktor:
Struktuur on keerukas, raudsüdamik nõuab räniteraslehtede virnastamist ja õhuvahet (täidetud isoleermaterjalidega, näiteks epoksüklaasplaatidega) ning tootmisnõuded on kõrged. Kulusid mõjutavad peamiselt raudsüdamiku materjalid, näiteks suunatavad räniteraslehed.
Juhtumiuuring: 110 kV alajaamas kasutatakse 6% reaktiivse raud-südamikuga reaktoreid, mis on odavamad kui tühja südamikuga reaktorid, kuid vajavad regulaarset harmoonilise jälgimist.
Tühjad{0}}südamiku reaktorid:
Konstruktsioon on lihtne, sealhulgas mähis- ja tugiisolatsioon; südamikuta disain vähendab materjalikulusid. Tootmisprotsess on aga väga nõudlik (nt mitmekihiline paralleelmähis ja epoksüvaigu valamine) ning kogumaksumus võib olla suurem kui raudsüdamiku reaktoril.
Juhtumiuuring: pärast õhku{0}}südamiku reaktori kasutuselevõttu metrooprojektis, kuigi algne maksumus oli kõrgem, on pikaajaline töötõhusus- kõrgem ja hoolduskulud madalamad.