Verbrauchen Reaktoren während des Betriebs große Mengen elektrischer Energie?

Im Hinblick auf die Eigenschaften und Funktionsprinzipien der elektrischen Komponenten weisen Reaktoren unter normalen Betriebsbedingungen einen äußerst geringen Stromverbrauch auf und fallen nicht in die Kategorie der Geräte mit hohem Energieverbrauch. Der tägliche Betriebsenergieverbrauch kann vernachlässigt werden und führt nicht zu einem wesentlichen Anstieg der Systemstromverbrauchskosten, was einer der Hauptvorteile der weit verbreiteten Einführung von Reaktoren in Energiesystemen ist. Da es sich bei Reaktoren um rein induktive Energiespeicherkomponenten handelt, die im Gegensatz zu widerstandsbehafteten Leistungsverlustgeräten nicht funktionieren, speichern und geben Reaktoren Magnetfeldenergie ab, anstatt elektrische Energie für die Arbeitsleistung zu verbrauchen. Unter normalen Wechselstrombedingungen wird der größte Teil der elektrischen Energie wechselseitig zwischen Reaktoren und Stromnetzen ausgetauscht, ohne in Wärmeverluste umgewandelt zu werden.
Der normale Energieverbrauch von Reaktoren ergibt sich ausschließlich aus zwei grundlegenden Verlustkategorien: Wicklungskupferverlust und Eisenkernverlust. Unter Kupferverlust versteht man einen geringen Wärmeverlust, der durch den Drahtwiderstand entsteht, wenn Strom durch Kupferwicklungen fließt. Die Verlustgröße ist proportional zum Quadrat des Laststroms. Zu den Eisenverlusten zählen Hystereseverluste und Wirbelstromverluste, die durch Eisenkerne entstehen, die magnetischen Wechselfeldern ausgesetzt sind, und die durch das Material und die Verarbeitungstechniken von Eisenkern-Siliziumstahlblechen bestimmt werden. Derzeit werden in Energiesystemen eingesetzte Reaktoren mit hochreinen, sauerstofffreien Kupferwicklungen und verlustarmen Siliziumstahlblechen mit hoher magnetischer Leitfähigkeit und ausgefeilter Verarbeitung ausgestattet, die die Grundverluste erheblich reduzieren.
Nach praktischen Messungen der Betriebsbedingungen beträgt der gesamte normale Betriebsverlust herkömmlicher Trockenreaktoren und Ölreaktoren nur 0,3–1 % der gesamten Betriebsleistung entsprechender Energiesysteme. Ein Reaktor mit einer Nennleistung von 1000 kVA verbraucht im Normalbetrieb lediglich 3-10 Kilowattstunden pro Stunde. Verglichen mit der gesamten Stromversorgungskapazität des Systems ist sein Energieverbrauchsanteil minimal. Wenn Reaktoren im Leerlauf betrieben werden, ist der Strom minimal und der Energieverbrauch sinkt weiter. Der maximale normale Verlust tritt ausschließlich im Nennlastbetrieb auf, ohne dass es zu unzulässigen Phänomenen mit hohem Energieverbrauch kommt.
Starke Anstiege des Reaktorenergieverbrauchs treten nur bei Fehlern oder anormalen Betriebsbedingungen auf, und ein solch hoher Stromverbrauch weist eher auf Geräteanomalien als auf einen normalen Betrieb hin. Der erste abnormale Zustand ist der Überlastbetrieb. Eine zu hohe Netzspannung oder ein zu hoher Laststrom führen dazu, dass Eisenkerne in die magnetische Sättigung geraten, was den Hystereseverlust und den Wirbelstromverlust stark verstärkt, was zu einer starken Erwärmung der Anlage und einem vervielfachten Energieverbrauch führt. Die zweite Bedingung ist Alterung und Fehler der Ausrüstung. Eine gealterte Wicklungsisolierung, leichte Kurzschlüsse zwischen den Windungen und verrostete oder lockere Eisenkern-Siliziumstahlbleche erhöhen den Widerstand und die magnetische Streuung und lösen ungewöhnliche Verluste aus. Die dritte Bedingung sind unangemessene Arbeitsbedingungen. Unterdimensionierte Reaktoren bleiben bei ständigem Voll- oder Überlastbetrieb in einem kritischen Sättigungszustand mit anhaltend hohem Energieverbrauch.
Unterdessen kann der Betriebsstatus direkt widerspiegeln, ob der Energieverbrauch normal ist. Im Normalbetrieb kommt es bei Reaktoren nur zu einem geringen Temperaturanstieg, bei stabiler Manteltemperatur und ohne Überhitzung. Ein schneller Temperaturanstieg, brühend heiße Oberflächen, drastisch verstärkter Lärm und eine anormale Schranktemperatur weisen im Allgemeinen auf einen anormalen Energieverbrauch hin. Während des Betriebs und der Wartung bleibt der Energieverbrauch des Reaktors auf einem extrem niedrigen Niveau und hat keine offensichtlichen Auswirkungen auf den Energieverbrauch des Stromversorgungssystems und die Stromnutzungskosten, solange eine ordnungsgemäße Typauswahl und tägliche Inspektionen durchgeführt werden, um Überlastung, Alterung und fehlerhaften Betrieb zu vermeiden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es sich bei Reaktoren um Hilfsenergiegeräte mit geringem Energieverbrauch und hohem Wirkungsgrad handelt und es keinen Grund zur Sorge hinsichtlich des Stromverbrauchs im Normalbetrieb gibt.