Являясь основными компонентами пассивной защиты и оптимизации мощности энергосистем, реакторы выполняют такие функции, как ограничение тока, фильтрация, стабилизация напряжения, компенсация реактивной мощности, подавление гармоник и балансировка напряжения. Они широко применяются в четырех основных категориях оборудования: передача и распределение электроэнергии высокого и низкого напряжения, силовое электронное преобразование, производство новой энергии и промышленный силовой привод, охватывая практически все силовое оборудование переменного и постоянного тока. Они представляют собой ключевые вспомогательные компоненты, гарантирующие стабильную работу энергетического оборудования.
Во-первых, комплектное оборудование для передачи и распределения электроэнергии высокого и низкого напряжения представляет собой наиболее фундаментальный и основной сценарий применения реакторов, в основном охватывая высоковольтные распределительные шкафы, низковольтные распределительные шкафы, блоки кольцевой сети, коробчатые подстанции и силовые трансформаторы. В системах распределения электроэнергии последовательные реакторы в основном используются вместе с батареями силовых конденсаторов. Они подавляют пусковой ток при переключении конденсаторов и предотвращают перегорание конденсаторов и распределительных устройств, вызванное перегрузкой по току. Шунтирующие реакторы используются на линиях электропередачи большой протяженности для компенсации емкостной реактивной мощности линии, ограничения перенапряжения промышленной частоты и стабилизации напряжения сети. Это позволяет избежать скачков напряжения в условиях холостого хода или небольшой нагрузки на линиях электропередачи и обеспечивает безопасную работу оборудования передачи и распределения электроэнергии.
Во-вторых, к силовому электронному преобразовательному оборудованию относятся преобразователи частоты, выпрямители, инверторы, источники бесперебойного питания ИБП, высокочастотные импульсные источники питания и другие устройства промышленного управления. Такое оборудование во время работы генерирует значительные гармонические токи и высокочастотные импульсные токи, которые легко искажают форму сигналов сети и вызывают потери в оборудовании. Это оборудование, оснащенное реакторами, может эффективно фильтровать гармоники высокого порядка, сглаживать формы сигналов тока и подавлять помехи в сети. Между тем, реакторы буферизуют скачки тока во время запуска-останова оборудования и переключения нагрузки, защищают силовые электронные модули, конденсаторы и основные компоненты IGBT, а также значительно улучшают стабильность и срок службы оборудования преобразования частоты и выпрямления. Они служат важными опорными частями промышленных электрических устройств управления.
В-третьих, для промышленного силового оборудования реакторы в основном сочетаются с трехфазными асинхронными двигателями, серводвигателями, вентиляторами, водяными насосами, воздушными компрессорами и другим мощным силовым оборудованием. При прямом запуске мощных двигателей пусковой ток в 5–8 раз превышает номинальное значение, что может легко сжечь обмотки двигателя, повредить выключатели распределительных шкафов и вызвать резкие падения напряжения в сети. После установки последовательных входных реакторов можно эффективно ограничить пусковой ток двигателя, сгладить колебания напряжения, подавить электромагнитные помехи во время работы двигателя, а также снизить выделение тепла, шум и вибрацию двигателя. Реакторы подходят для различного непрерывно работающего энергетического оборудования промышленного производства.
Наконец, реакторы служат оборудованием для получения новой энергии и хранения энергии. С развитием новой энергетики реакторы стали основными аксессуарами для фотоэлектрических инверторов, преобразователей энергии ветра, преобразователей накопления энергии и зарядных станций. Производство фотоэлектрической и ветровой энергии характеризуется прерывистостью и нестабильностью. Гармоники и колебания напряжения имеют тенденцию возникать во время процедур подключения к сети. Реакторы реализуют сетевую фильтрацию, регулирование реактивной мощности и стабилизацию сетевого тока и напряжения, обеспечивая плавную интеграцию новой энергии в общественные сети. Кроме того, реакторы, установленные на зарядных станциях постоянного тока и устройствах станций накопления энергии, сдерживают пульсацию тока во время циклов зарядки и разрядки, защищают аккумуляторные батареи и зарядные модули, а также повышают безопасность подключения к сети и качество электроэнергии нового энергетического оборудования.
Кроме того, реакторы применяются в специальном энергетическом оборудовании, таком как метрополитен, металлургическое производство стали и химический электролиз. Они решают проблемы защиты оборудования в условиях работы с сильными токами и высокими гармониками, охватывая сценарии гражданского, промышленного и нового энергетического оборудования.