راکتور قدرت یکی از تجهیزات شبکه های قدرت بشمار می رود که در واقع یک بوبین خود القاب هسته هوا یا مغناطیسی که کاربردهای بسیاری در سیستمهای قدرت دارد. راکتورهای قدرت هم بصورت اتصال سری و هم اتصال موازی (شنت) در شبکه قدرت مورد استفاده قرار می‌گیرند اما راکتوری که برای اتصال سری طراحی می شود با راکتوری که برای اتصال شنت در نظر گرفته می شود، از نظر ساختمان و وظیفه ای که بر عهده دارد تفاوت دارد.
از راکتور سری بطور عمده به منظور محدود کردن جریان اتصال کوتاه، تقسیم دلخواه بار در خطوط و مدارات موازی و موارد دیگر استفاده می شود. از راکتور شنت معمولاً به منظور کنترل توان راکتیو در شبکه استفاده می شود برای مثال برای جبران اثر خازنی خطوط انتقال طویل به ولتاژ زیاد راکتور شنت مناسب در هر دو انتهای خط نصب می گردد.
در این فصل منحصراً درباره راکتور سری که به منظور محدود کردن جریانهای اتصال کوتاه بکار می رود، توضیحات مقدماتی بیان خواهد شد.
8-2- راکتور‌سری‌محدود کننده جریان اتصال کوتاه (current Limitting Reactor):
جریان اتصال کوتاه در شبکه های بزرگ و بهم پیوسته در برخی نقاط شبکه
می تواند بسیار بزرگ باشد و چنانچه ضرورت داشته باشد که سطح جریان اتصال کوتاه پائین نگه داشته شود می توان از راکتور با اتصال سری در محل مورد نظر، استفاده کرد. در توسعه شبکه قدرت نیز گاهی در نقاطی از شبکه جریان اتصال کوتاه می تواند از مقادیر مجاز و تجهیزات نصب شده قبلی بیشتر شود. برای مثال بریکرهای موجود ممکن است جریان قطع کمتری نسبت به آنچه که پس از توسعه وجود خواهد داشت، داشته باشند در این موارد یا باید تجهیزات را تعویض کرد و یا سطح اتصال کوتاه را پائین نگهداشت. تعویض تجیهزات معمولاً از نظر اقتصادی هزینه بالاتری نسبت به نصب راکتور محدود کننده جریان دارد و بنابراین کاربرد راکتور بصورت سری مدنظر قرار
می گیرد.
از لحاظ نظری، راکتور محدود کننده جریان باید بگونه ای طراحی شود که اندوکتانس آن یا بعبارت دیگر راکتانس آن در حوزه جریانهای عادی سیستم تا جریانهای شدید اتصال کوتاه تغییری نکند و ثابت بماند و در واقع باید بصورت یک اندوکتانس خطی عمل نماید. وجود مواد مغناطیسی شوند می تواند سبب بروز رفتار غیرخطی در سیم پیچیها بشود که نتیجه آن ثابت نبودن اندوکتانس سیم پیچ است. از این جهت راکتورهای سری معمولاً بدون هسته مغناطیسی شونده ساخته شده اند و یا در هسته مغناطیسی آنها شکاف ایجاد می شود.
سیم بندی راکتور معمولاً بصورت دایره ای انجام می شود و باید دارای استقامت کانی برای مقاومت در برابر نیروهای ناشی از عبور جریانهای اتصال کوتاه را داشته باشد.
شکل (8-1) نمونه ای از راکتورهای سری با هسته هوا را نشان می دهد.
-3- انواع راکتورهای سری:
راکتورهای سری بر اساس ساختمان فیزیکی آنها به دو دسته کلی تقسیم می شوند:
1) راکتور با عایق یا هسته هوا در قالبهای بتونی بدون حفاظت مغناطیسی.
unsheilded Air Insulated Reactors or Dry Type Reactor or Air Core Recator
2) راکتور روغنی (با تانک روغن) با پوشش مغناطیسی و یا غیر مغناطیسی.
Cil – Immersed Recator with Magnetic or Non- Magnetic Sheild
در راکتور با هسته هوا سیم بندی بصورت دایره ای شکل پیچیده می شود و در قالبهای بتونی و روی استراکچر بتونی نصب می گردد و بهمین دلیل دارای وزن زیادی است. چون فاقد قد پوشش یا تانک فلزی است میدان مغناطیسی را کتور در فضای اطراف آن همانند یک سولونوئید امتداد دارد از این نظر باید بگونه ای نصب شود که از تجهیزات فلزی و مدارات الکتریکی و مخابراتی فاصله کافی را داشته باشد. از نظر استقامت مکانیکی و دینامیکی در برابر جریان اتصال کوتاه بسیار مقاوم است. راکتانس این راکتورها در شرایط عادی و اتصال کوتاه تقریباً ثابت است و تغییر چندانی ندارد. از معایب این راکتورها مشکل خنک سازی آن با Fan است که بازدهی خوبی ندارد شکل(8-1).
در راکتورهای روغنی سیم پیچ یا راکتور در یک تانک پر از روغن همانند یک ترانس قدرت نصب می گردد. مشکل پراکندگی میدان مغناطیسی با قرار دادن تعدادی ورقه های آهنی در اطراف سیم پیچ راکتور که ایجاد یک مسیر مغناطیسی برای خطوط قوای مغناطیسی خارج از سیم پیچ می نماید، برطرف شده است. ورقه های آهنی همانند یک قفس اطراف سیم پیچ نصب می گردند و از یکدیگر عایق می شوند بطوریکه مسیر جریانهای القائی کوچکتر باشد. وجود پوشش یا حفاظ مغناطیسی سبب می شود که رلوکتانس در مسیر میدان مغناطیسی کاهش یافته و در نتیجه راکتانس کلی راکتور در شرایط عادی کارکرد حدود 10 تا 15 درصد از راکتانس آن در شرایط اتصال کوتاه بزرگتر باشد. بهنگام وقوع اتصال کوتاه حفاظ آهنی اشباع می شود و راکتور همانند یک راکتور با هسته هوا عمل می کند. برای این راکتورها مقادیر نامی بر اساس شرایط اتصال کوتاه محاسبه و بیان می گردد. افزایش 10 تا 15 درصدی راکتانس در شرایط غیر اتصال کوتاه چندان مورد توجه قرار نمی گیرد.