Reactor - Reactor (English spelling)

Japanese: リアクトル - りあくとる（英語表記）reactor

A device designed to introduce reactance into an electric or electronic circuit. It specifically refers to an electrical choke coil. It is also called an inductor. Structurally, it is made by winding electric wire into a coil, and can be broadly divided into those with an iron core and those with an air core. Even those with an iron core often have an air gap in the core. The reactance of an air-core reactor is constant regardless of the current flowing through it. For those with an iron core, the reactance decreases as the current increases due to core saturation. The reactance of an iron core with an air gap is somewhere in between.

A reactor introduces reactance, so it functions as impedance to suppress the flow of current, and has features such as the current having a 90 degree phase difference with respect to the voltage, and is used to its full potential. However, its name changes slightly depending on how it is used.

[Masami Okamura]

Current Limiting Reactor

A reactor is used to suppress short-circuit current when a short-circuit fault occurs in a power system. In this case, even a reactance that is barely affected by the current that flows constantly can have a significant effect in suppressing the short-circuit current. For this reason, even if the capacity of a power system increases and the short-circuit current exceeds the interrupting current of a circuit breaker, using a reactor makes it unnecessary to replace the circuit breaker.

Resistors and capacitors can also be used to suppress short circuit current, but resistors incur large losses due to the constant current flowing through them, and capacitors are large and may actually increase the short circuit current if the values are selected incorrectly, so the use of reactors, which can easily solve these problems, is very meaningful.

[Masami Okamura]

Shunt Reactor

A reactor used to adjust voltage. Unlike current-limiting reactors, shunt reactors are connected in parallel with the load. In other words, they can be considered a type of load. When a shunt reactor is switched on, reactance is added and a current with a 90-degree phase lag flows, causing the bus voltage to drop. Conversely, if a reactor that was previously on is shut off, the bus voltage rises. As shunt reactors have the ability to adjust voltage, they are used as voltage regulators. However, increasing the capacity of the reactor also increases the voltage fluctuation range, so the reactor is divided into several parts for use. Note that power capacitors have the opposite effect to shunt reactors, so the two are often combined to make a voltage regulator.

[Masami Okamura]

Neutral Reactor

A reactor is connected between the neutral point of a star-connected transformer and the earth. There are two main purposes for using neutral reactors. One is to prevent the generation of abnormally high voltages when a ground fault occurs in the power system, and to assist the operation of protective relays that detect ground faults. When used for this purpose, they are adopted in systems that use a lot of power cables, in other words, when the power system has a large capacitance to the earth.

Another purpose of the neutral reactor is to reduce the fault current flowing at the fault point to zero when a single-line earth fault occurs in the power system. If the fault current is zero, the ground fault often disappears naturally, and even if it does not disappear, the fault current is zero, so there are advantages to continuing the power transmission. A neutral reactor for this purpose is also called a Petersen coil or an arc suppression reactor. In order to reduce the fault current to zero when a single-line earth fault occurs, the value L of the neutral reactor can be determined as follows: L = 1/(3ω ² C ), where C is the capacitance to earth of each phase, and ω is the angular frequency (frequency multiplied by 2π).

[Masami Okamura]

[Reference] | Reactance

Reactor structure
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Reactor structure

Current limiting reactor connection
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Current limiting reactor connection

Shunt reactor connection
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Shunt reactor connection

Neutral reactor connection
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Neutral reactor connection

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

電気または電子回路にリアクタンスを導入することを目的とした装置。とくに電気用のチョークコイルのことをいう。インダクターinductorともよばれる。構造的には電線をコイル状に巻いたもので、鉄心をもつものと、空心とに大別できる。また鉄心をもつものでも、鉄心に空隙(くうげき)をつくる場合が多い。空心リアクトルは、リアクタンスが流れる電流に関係なく一定である。鉄心をもつものは、鉄心飽和のために電流が大きくなるほど、リアクタンスが小さくなる。空隙付き鉄心の場合のリアクタンスはその中間である。

　リアクトルはリアクタンスを導入するので、電流の流れを抑制するインピーダンスとしての機能と、電流が電圧に対して90度の位相差をもつなどの特徴があり、この特徴を生かして使われる。しかし、使い方により名称は若干変化する。

［岡村正巳］

限流リアクトル

電力系統に短絡故障が発生したとき、短絡電流を抑制するために使うリアクトル。この場合、常時流れる電流ではほとんど影響を受けない程度のリアクタンスでも、短絡電流の抑制効果はかなり高い。このため、電力系統が大容量化して、短絡電流が遮断器の遮断電流を上回るような場合でも、リアクトルを用いることで、遮断器を取り替える必要はなくなる。

　なお、短絡電流の抑制には、抵抗やコンデンサーによっても目的を達することができる。しかし、抵抗は常時流れる電流による損失が大きく、コンデンサーは大型となったり、数値の選択を誤るとかえって短絡電流を増やすこともあり、それらの問題を簡単に解決できるリアクトルの使用には大きな意味がある。

［岡村正巳］

分路リアクトル

電圧を調整する目的で使われるリアクトル。分路リアクトルは限流リアクトルと異なり、負荷と並列に接続される。つまり負荷の一種とみなしてもよい。したがって、分路リアクトルのスイッチを入れると、リアクタンスが加わったことになり、90度位相の遅れた電流が流れるため、母線の電圧が低下する。逆に、いままで投入されていたリアクトルを遮断すれば、母線電圧は上昇する。このように分路リアクトルは電圧を調整する機能があるので、電圧調整器として使用される。ただし、リアクトルの容量を大きくすると、電圧の変動幅も大きくなるので、リアクトルをいくつかに分割して使用する。なお、電力用コンデンサーは分路リアクトルと逆の効果があるので、両者を組み合わせて電圧調整器とする場合が多い。

［岡村正巳］

中性点リアクトル

星形結線変圧器の中性点と大地との間に接続するリアクトル。中性点リアクトルを使用する目的は二つに大別できる。一つは、電力系統に地絡事故が発生したとき、異常高電圧の発生を防止したり、地絡事故を検出する保護リレー（継電器）の動作を助ける目的で使われる。このような目的で使われる場合は、電力ケーブルを多く使用した系統、いいかえると電力系統の対地静電容量が大きい場合に採用される。

　中性点リアクトルのもう一つの目的は、電力系統に一線地絡故障が生じたとき、事故点に流れる事故電流をゼロにすることにある。事故電流がゼロであれば、地絡事故が自然消滅する場合が多いことと、たとえ消滅しなくても、事故電流がゼロであるから、そのまま送電を継続できるなどの利点がある。このような目的の中性点リアクトルは、ペテルゼンコイルPetersen coilあるいは消弧リアクトルともいわれる。一線地絡のとき、事故電流をゼロにするためには、中性点リアクトルの値Lは、L＝1/(3ω²C)のように定めればよい。ただし、Cは各相の対地静電容量、ωは角周波数（周波数に2πを乗じた値）である。

［岡村正巳］

[参照項目] | リアクタンス

リアクトルの構造

限流リアクトルの接続

分路リアクトルの接続

中性点リアクトルの接続

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について　情報 | 凡例

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