Регулирование реактивной мощности синхронной машины, включенной в сеть
Регулирование реактивной мощности в энергосистемах имеет такое же важное значение, как и регулирование активной мощности. Реактивная мощность необходима для создания магнитных полей во многих электротехнических устройствах, работающих в энергосистеме. Регулирование реактивной мощности позволяет повысить перегрузочную способность этих устройств, поддерживать постоянство напряжения в сети, снизить ее перетоки по линиям и тем самым обеспечить устойчивую и экономичную работу энергосистемы.
Вернемся вновь к режиму холостого хода синхронной машины (рис. 5.34, а).
В этом режиме по обмотке возбуждения протекает ток 
, соответствующий по характеристике холостого хода напряжению сети 
. Увеличим ток возбуждения 
, тогда модуль ЭДС 
возрастет и возникнет ток
.
По отношению к напряжению синхронной машины 
ток 
будет индуктивным, а по отношению к напряжению сети 
- емкостным (рис. 5.34, б), поэтому синхронная машина вырабатывает и отдает в сеть реактивную мощность
.
При уменьшении тока возбуждения (
) модуль ЭДС 
снижается и фаза тока 
меняется на противоположную (рис. 5.34, в). В этом случае ток 
по отношению к напряжению синхронной машины 
является емкостным, а по отношению к напряжению сети 
- индуктивным. Следовательно, сеть является источником реактивной мощности, и синхронная машина ее потребляет.
Таким образом, изменение тока возбуждения синхронной машины обуславливает изменение в обмотке якоря реактивного тока и, следовательно, происходит регулирование реактивной мощности.
Синхронная машина, загруженная только реактивным током и не несущая активной нагрузки, называется синхронным компенсатором.
Регулирование реактивной мощности возможно при работе синхронной машины в режимах генератора и двигателя. Согласно векторным диаграммам (рис. 5.35), в генераторном режиме при увеличении тока возбуждения (рис. 5.35, а) синхронная машина отдает в сеть реактивную мощность, а при уменьшении тока возбуждения (рис. 5.35, б) потребляет из сети реактивную мощность.
Аналогичные явления имеют место и в двигательном режиме (рис. 5.36).
При увеличении тока возбуждения (рис. 5.36, а) синхронный двигатель отдает в сеть реактивную мощность, а при уменьшении (рис. 5.36, б) - потребляет реактивную мощность.
Активная мощность при этом как в двигательном, так и в генераторном режимах, не меняется.
Возможность плавного регулирования реактивной мощности в широких пределах является важным преимуществом синхронных машин перед асинхронными.
