Потребляют ли реакторы большое количество электроэнергии во время работы?

С точки зрения свойств электрических компонентов и принципов работы реакторы демонстрируют чрезвычайно низкое энергопотребление при нормальных условиях работы и не попадают в категорию оборудования с высоким энергопотреблением. Ежедневным эксплуатационным потреблением энергии можно пренебречь, и это не приведет к существенному увеличению затрат на энергопотребление системы, что является одним из основных преимуществ широкого внедрения реакторов в энергосистемах. Являясь чисто индуктивными компонентами для накопления энергии, в отличие от резистивного оборудования, рассеивающего мощность, реакторы накапливают и выделяют энергию магнитного поля вместо того, чтобы потреблять электрическую энергию для выполнения работы. В обычных условиях переменного тока большая часть электроэнергии обменивается между реакторами и электросетями без преобразования в тепловые потери.
Нормальное потребление энергии реакторами обусловлено исключительно двумя основными категориями потерь: потерями в меди обмотки и потерями в железе сердечника. Потери в меди относятся к незначительным тепловым потерям, возникающим из-за сопротивления проводов при прохождении тока через медные обмотки; Величина потерь пропорциональна квадрату тока нагрузки. Потери в железе включают потери на гистерезис и потери на вихревые токи, возникающие в железных сердечниках, подвергающихся воздействию переменных магнитных полей, определяемые материалом и методами обработки листов кремниевой стали с железным сердечником. В настоящее время в реакторах, используемых в энергосистемах, используются обмотки из бескислородной меди высокой чистоты и листы из кремниевой стали с высокой магнитной проводимостью и низкими потерями, изготовленные с использованием сложной технологии изготовления, что значительно снижает основные потери.
По данным практических измерений, суммарные нормальные эксплуатационные потери традиционных сухих и маслонаполненных реакторов составляют лишь 0,3%-1% от общей рабочей мощности соответствующих энергосистем. Реактор номинальной мощностью 1000 кВА потребляет всего 3-10 киловатт-часов в час при нормальной работе. По сравнению с общей мощностью электропитания системы ее доля энергопотребления минимальна. Когда реакторы работают в режиме холостого хода, ток минимален, а потребление энергии еще больше снижается. Максимальные нормальные потери возникают исключительно при работе с номинальной нагрузкой без каких-либо недопустимых явлений высокого энергопотребления.
Резкое увеличение энергопотребления реактора происходит только при неисправностях или нештатных условиях работы, и такое высокое энергопотребление указывает на аномалии оборудования, а не на нормальную работу. Первым ненормальным состоянием является работа с перегрузкой. Чрезмерное напряжение сети или ток нагрузки приводят к магнитному насыщению железных сердечников, что резко усиливает потери на гистерезис и потери на вихревые токи, что приводит к сильному нагреву оборудования и многократному потреблению энергии. Второе условие – старение и неисправности оборудования. Старая изоляция обмоток, небольшие межвитковые короткие замыкания и ржавые или ослабленные листы кремниевой стали с железным сердечником увеличивают сопротивление и магнитную утечку и вызывают аномальные потери. Третье условие – несоответствие условий труда. Реакторы малой мощности, работающие непрерывно с полной или перегрузкой, остаются в критическом состоянии насыщения с постоянно высоким потреблением энергии.
Между тем, рабочее состояние может напрямую отражать нормальность энергопотребления. Нормально работающие реакторы имеют лишь незначительное повышение температуры при стабильной температуре корпуса и отсутствии перегрева. Быстрое повышение температуры, обжигающе горячие поверхности, резко возросший шум и аномальная температура в шкафу обычно сигнализируют об аномальном потреблении энергии. Во время эксплуатации и технического обслуживания, при условии правильного выбора типа и ежедневных проверок во избежание перегрузок, старения и сбоев в работе, энергопотребление реактора остается на чрезвычайно низком уровне и не оказывает очевидного влияния на энергопотребление энергосистемы и затраты на ее использование. В заключение отметим, что реакторы представляют собой высокоэффективное вспомогательное энергетическое оборудование с низким энергопотреблением, и нет необходимости беспокоиться о потреблении энергии при нормальной работе.