Стартовая >> Книги >> Оборудование >> Электрические машины

Синхронные компенсаторы - Электрические машины

Оглавление
Электрические машины
Основные электромагнитные схемы электрических машин
Устройство многофазных обмоток
Магнитное поле и МДС многофазных обмоток
Электродвижущие силы, индуктируемые в обмотке
Асинхронные машины
Явления в асинхронной машине при неподвижном роторе
Явления в асинхронной машине при вращающемся роторе
Уравнения, схема замещения и векторная диаграмма
Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя
Механическая характеристика асинхронной машины
Статическая устойчивость асинхронной машины
Экспериментальное исследование асинхронных двигателей
Рабочие характеристики асинхронного двигателя
Двигатели с улучшенными пусковыми свойствами
Пуск асинхронных двигателей
Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей
Несимметричные режимы работы асинхронных двигателей
Однофазные асинхронные двигатели
Генераторный режим асинхронной машины
Трансформаторный режим асинхронной машины
Синхронные машины
Магнитное поле синхронной машины при холостом ходе
Расчет магнитной цепи синхронной машины при хх
Магнитное поле синхронной машины при нагрузке
Приведение МДС обмотки статора к МДС возбуждения
Уравнения напряжений и векторные диаграммы
Уравнения векторные диаграммы с учетом насыщения
Работа на автономную нагрузку
Параллельная работа синхронных машин
Включение генератора в сеть
Регулирование активной мощности синхронной машины
Регулирование реактивной мощности синхронной машины
Угловая характеристика синхронной машины
Статическая устойчивость синхронной машины
U-образные характеристики
Синхронные двигатели
Синхронные компенсаторы
Несимметричные режимы синхронных генераторов
Внезапное трехфазное кз синхронного генератора
Качания и динамическая устойчивость синхронной машины
Машины постоянного тока
ЭДС обмотки якоря и электромагнитный момент
Магнитное поле машины постоянного тока при нагрузке
Коммутация
Генераторы постоянного тока
Характеристики генераторов с самовозбуждением
Параллельная работа генераторов постоянного тока
Двигатели постоянного тока
Характеристики двигателя постоянного тока
Регулирование частоты вращения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Синхронные компенсаторы

Синхронные компенсаторы являются генераторами и потребителями реактивной мощности. Они включаются в систему вблизи мощных узлов нагрузки (рис. 5.50).
Синхронные компенсаторы позволяют разгружать линии электропередачи от реактивных токов, повышая их использование и поддерживая заданный уровень напряжения в системе. Последнее имеет важное значение не только в отношении качества электроэнергии у потребителей, но и с точки зрения повышения устойчивости работы энергосистемы.
Затраты, связанные с установкой и эксплуатацией синхронных компенсаторов окупаются, если их мощность составляет  полной мощности линии электропередачи.
Конструктивно синхронные компенсаторы выполняются так же, как синхронные двигатели. Отличие состоит лишь в том, что они не имеют выходного конца вала. Мощность синхронных компенсаторов  при напряжении . Частота вращения , исполнение - горизонтальное с явнополюсным ротором.
Включение синхронных компенсаторов в сеть производится методом асинхронного пуска, подобно синхронным двигателям. Рабочий процесс синхронного компенсатора описывается U-образной характеристикой  (рис. 5.51). Эта характеристика ничем не отличается от соответствующей характеристики синхронного двигателя при .


Важным свойством синхронного компенсатора является его способность к стабилизации напряжения сети. При уменьшении напряжения сети (рис. 5.52, а) реактивная мощность, отдаваемая компенсатором в сеть, увеличивается, а при увеличении напряжения (рис. 5.52, б) компенсатор переходит в режим потребления реактивной мощности. Благодаря такой реакции компенсатора происходит стабилизация реактивного тока в линии электропередачи и, следовательно, стабилизация напряжения.
При автоматическом регулировании возбуждения стабилизирующие свойства синхронного компенсатора улучшаются.
Наиболее тяжелым в тепловом отношении режимом работы компенсатора является режим перевозбуждения. В этом режиме при номинальном (допустимом по условию нагрева обмотки возбуждения) токе возбуждения ток якоря достигает наибольшего значения,
.
По мере уменьшения тока возбуждения ток якоря сначала снижается почти до нуля при  (рис. 5.51), а затем вновь возрастает, принимая при  значение


.
Отношение токов
.
Следовательно, синхронные компенсаторы могут потреблять реактивную мощность  в  раза меньшую, чем выдаваемуя в сеть мощность  в режиме перевозбуждения.
Для увеличения мощности  необходимо выполнять компенсаторы с малым , что связано с увеличением стоимости машины. Другой путь увеличения мощности  - это использование режимов отрицательного возбуждения (пунктирная линия на рис. 5.51). Однако при реализации этого режима возникают трудности обеспечения устойчивой работы синхронного компенсатора.
При отрицательном возбуждении, согласно уравнению угловой характеристики

,
знак первого слагаемого становится положительным (, ), а знак второго не меняется, поэтому величина максимальной мощности , а следовательно, и вращающего момента  существенно снижаются (рис. 5.53). Предельным по условию устойчивости является режим, при котором максимальная мощность  снижается до величины механических потерь в компенсаторе .
Из рис. 5.53 видно, что допустимая величина отрицательного тока возбуждения будет тем больше, чем больше реактивный момент, зависящий от отношения . Применение отрицательного возбуждения позволяет увеличить потребляемую реактивную мощность на 40-50% по сравнению с режимом при .



 
« Электрические аппараты и оборудование выше 1000В
электрические сети