Czy reaktory zużywają duże ilości energii elektrycznej podczas pracy?

Z punktu widzenia cech elementów elektrycznych i zasad działania reaktory wykazują wyjątkowo niskie zużycie energii w normalnych warunkach pracy i nie należą do kategorii urządzeń o wysokim zużyciu energii. Dzienne zużycie energii operacyjnej można pominąć i nie spowoduje ono istotnego wzrostu kosztów zużycia energii w systemie, co jest jedną z głównych zalet powszechnego stosowania reaktorów w systemach elektroenergetycznych. Jako elementy czysto indukcyjne służące do magazynowania energii, w przeciwieństwie do rezystancyjnego sprzętu rozpraszającego moc, reaktory przechowują i uwalniają energię pola magnetycznego, zamiast zużywać energię elektryczną do wykonania pracy. W normalnych warunkach prądu przemiennego większość energii elektrycznej wymienia się wzajemnie między reaktorami a sieciami elektroenergetycznymi, nie przekształcając jej w straty cieplne.
Normalne zużycie energii przez reaktory wynika wyłącznie z dwóch podstawowych kategorii strat: strat miedzi w uzwojeniach i strat żelaza w rdzeniu żelaznym. Strata miedzi odnosi się do niewielkiej straty ciepła generowanej przez rezystancję drutu, gdy prąd przepływa przez uzwojenia miedziane; wielkość straty jest proporcjonalna do kwadratu prądu obciążenia. Straty żelaza obejmują straty histerezy i straty prądu wirowego wytwarzane przez rdzenie żelazne wystawione na działanie zmiennego pola magnetycznego, określone przez materiał i techniki przetwarzania blach ze stali krzemowo-żelaznej z rdzeniem żelaznym. Obecnie w reaktorach stosowanych w systemach elektroenergetycznych zastosowano uzwojenia z miedzi beztlenowej o wysokiej czystości i blachy ze stali krzemowej o niskich stratach i wysokiej przewodności magnetycznej, charakteryzujące się wyrafinowanym wykonaniem, co znacznie ogranicza straty podstawowe.
Według pomiarów praktycznych warunków pracy, całkowite normalne straty eksploatacyjne konwencjonalnych reaktorów suchych i reaktorów olejowych stanowią jedynie 0,3–1% całkowitej mocy operacyjnej odpowiednich systemów elektroenergetycznych. Reaktor o mocy znamionowej 1000 kVA w normalnej pracy zużywa zaledwie 3–10 kilowatogodzin na godzinę. W porównaniu z całkowitą wydajnością zasilania systemu, jego udział w zużyciu energii jest minimalny. Kiedy reaktory działają w warunkach bez obciążenia, prąd jest minimalny, a zużycie energii jeszcze bardziej spada. Maksymalna normalna strata występuje wyłącznie przy obciążeniu znamionowym, bez nieprawidłowych zjawisk związanych z wysokim zużyciem energii.
Gwałtowny wzrost zużycia energii przez reaktor ma miejsce wyłącznie w przypadku awarii lub nietypowych warunków pracy, a tak wysoki pobór mocy wskazuje raczej na anomalie sprzętu niż na normalne działanie. Pierwszym nieprawidłowym stanem jest praca w trybie przeciążenia. Nadmierne napięcie sieci lub prąd obciążenia doprowadzają żelazne rdzenie do nasycenia magnetycznego, co gwałtownie zwiększa utratę histerezy i utratę prądu wirowego, powodując poważne nagrzewanie się sprzętu i zwielokrotnione zużycie energii. Drugim warunkiem jest starzenie się i awarie sprzętu. Starzejąca się izolacja uzwojeń, niewielkie zwarcia międzyzwojowe oraz zardzewiałe lub poluzowane blachy ze stali krzemowo-żelaznej z rdzeniem żelaznym zwiększają rezystancję i upływ pola magnetycznego oraz powodują nietypowe straty. Trzecim warunkiem są niedopasowane warunki pracy. Niewymiarowe reaktory pracujące w sposób ciągły przy pełnym obciążeniu lub przy przeciążeniu pozostają w krytycznym stanie nasycenia przy stale wysokim zużyciu energii.
Tymczasem stan pracy może bezpośrednio odzwierciedlać, czy zużycie energii jest normalne. Normalnie działające reaktory charakteryzują się jedynie niewielkim wzrostem temperatury, przy stabilnej temperaturze płaszcza i braku przegrzania. Gwałtowny wzrost temperatury, gorące powierzchnie, drastycznie wzmożony hałas i nieprawidłowa temperatura obudowy zazwyczaj sygnalizują nieprawidłowe zużycie energii. Podczas eksploatacji i konserwacji, o ile zostanie wdrożony odpowiedni dobór typu i codzienne przeglądy, aby uniknąć przeciążenia, starzenia się i wadliwej pracy, zużycie energii reaktora utrzymuje się na niezwykle niskim poziomie i nie będzie miało oczywistego wpływu na zużycie energii przez system elektroenergetyczny i koszty jej wykorzystania. Podsumowując, reaktory są urządzeniami pomocniczymi o niskim zużyciu energii i wysokiej sprawności i nie ma powodów do obaw dotyczących zużycia energii podczas normalnej pracy.