I reattori consumano grandi quantità di energia elettrica durante il funzionamento?

Dal punto di vista delle caratteristiche dei componenti elettrici e dei principi di funzionamento, i reattori presentano un consumo energetico estremamente basso in condizioni di lavoro normali e non rientrano nella categoria delle apparecchiature ad alto consumo energetico. Il consumo quotidiano di energia operativa può essere ignorato e non porterà aumenti sostanziali nei costi di consumo energetico del sistema, che è uno dei vantaggi principali dietro l’adozione diffusa di reattori nei sistemi energetici. Essendo componenti puramente induttivi di accumulo dell'energia, a differenza delle apparecchiature resistive di dissipazione della potenza, i reattori immagazzinano e rilasciano energia del campo magnetico invece di consumare energia elettrica per eseguire il lavoro. In condizioni normali di corrente alternata, la maggior parte dell’energia elettrica viene scambiata reciprocamente tra i reattori e le reti elettriche senza essere convertita in perdite termiche.
Il normale consumo di energia dei reattori deriva esclusivamente da due categorie di perdite fondamentali: perdite di rame negli avvolgimenti e perdite di ferro nel nucleo di ferro. La perdita di rame si riferisce a una minore perdita termica generata dalla resistenza del filo quando la corrente passa attraverso gli avvolgimenti di rame; l'entità della perdita è proporzionale al quadrato della corrente di carico. La perdita di ferro comprende la perdita per isteresi e la perdita per correnti parassite prodotte da nuclei di ferro esposti a campi magnetici alternati, determinate dal materiale e dalle tecniche di lavorazione delle lastre di acciaio e silicio con nucleo di ferro. Attualmente, i reattori utilizzati nei sistemi energetici adottano avvolgimenti in rame privo di ossigeno di elevata purezza e fogli di acciaio al silicio ad alta conduttività magnetica e a basse perdite con lavorazione sofisticata, che riducono notevolmente le perdite di base.
Secondo le misurazioni delle condizioni pratiche di lavoro, la perdita operativa normale totale dei reattori convenzionali di tipo a secco e immersi in olio rappresenta solo lo 0,3%-1% della potenza operativa totale dei corrispondenti sistemi di alimentazione. Un reattore con una capacità nominale di 1000 kVA consuma solo 3-10 kilowattora all'ora in funzionamento normale. Rispetto alla capacità di alimentazione complessiva del sistema, la percentuale di consumo energetico è minima. Quando i reattori funzionano in condizioni di assenza di carico, la corrente è minima e il consumo di energia diminuisce ulteriormente. La massima perdita normale si verifica esclusivamente in condizioni di funzionamento a carico nominale senza fenomeni di consumo energetico elevato non validi.
I forti aumenti del consumo energetico del reattore si verificano solo in caso di guasto o di condizioni di funzionamento anomale, e un consumo energetico così elevato indica anomalie delle apparecchiature piuttosto che il normale funzionamento. La prima condizione anomala è il funzionamento in sovraccarico. Una tensione di rete o una corrente di carico eccessive portano i nuclei di ferro alla saturazione magnetica, il che amplifica notevolmente la perdita di isteresi e la perdita di correnti parassite, con conseguente grave riscaldamento delle apparecchiature e consumo energetico moltiplicato. La seconda condizione è l'invecchiamento e i guasti delle apparecchiature. L'isolamento invecchiato degli avvolgimenti, lievi cortocircuiti tra le spire e lamiere di acciaio e silicio con nucleo in ferro arrugginite o allentate aumentano la resistenza e la dispersione magnetica e provocano perdite anomale. La terza condizione riguarda le condizioni di lavoro non corrispondenti. I reattori sottodimensionati che funzionano continuamente a pieno o in sovraccarico rimangono in uno stato di saturazione critico con un consumo energetico persistentemente elevato.
Nel frattempo, lo stato operativo può riflettere direttamente se il consumo energetico è normale. I reattori normalmente funzionanti presentano solo un leggero aumento di temperatura, con temperatura del guscio stabile e senza surriscaldamento. Il rapido aumento della temperatura, le superfici bollenti, il rumore drasticamente intensificato e la temperatura anomala dell'armadio generalmente segnalano un consumo energetico anomalo. Durante il funzionamento e la manutenzione, purché vengano implementati un corretto abbinamento della selezione del tipo e ispezioni giornaliere per evitare sovraccarico, invecchiamento e funzionamento difettoso, il consumo energetico del reattore rimane a un livello estremamente basso e non eserciterà un impatto evidente sul consumo energetico del sistema di alimentazione e sui costi di utilizzo dell'energia. Per concludere, i reattori sono apparecchiature di alimentazione ausiliaria a basso consumo energetico e ad alta efficienza e non è necessario preoccuparsi del consumo energetico durante il normale funzionamento.