4.3.1. Общие сведения

Потребители электрической энергии, кроме активной мощно­сти, потребляют от генераторов системы реактивную мощность, которая затрачивается на создание магнитных полей, необходи­мых для работы асинхронных двигателей, индукционных печей, трансформаторов и других электроприемников.

На создание реактивной мощности топливо практически не расходуется. Однако передача реактивной мощности от генерато­ров к потребителям связана с дополнительными потерями (мощ­ности и напряжения) в трансформаторах и сетях. Потери напряжения приводят к сни­жению качества энергии, получаемой электроприемниками. По­этому для получения реактивной мощности экономически выгод­но устанавливать источники реактивной мощности вблизи потре­бителей. Такими источниками являются синхронные и статичес­кие компенсаторы.

4.3.2. Синхронные компенсаторы

Синхронный компенсатор (СК) — это синхронная ма­шина, работающая в двигательном режиме без нагрузки на валу при изменяющемся токе возбуждения. В перевозбужденном режи­ме ЭДС обмотки статора Е_К1 больше напряжения сети U_K (рисунок 4.14). Под действием разности напряжений U = E_Kl  U_K в статоре СК возникает ток I_К1, отстающий от вектора U₁ на 90^О. Компенсатор в этом режиме отдает реактивную мощность в сеть. В недовозбужденном режиме Е_К2 < U_K, в статоре СК возникает ток I_К2, опережа­ющий вектор U₂ на 90^O, т.е. СК будет потреблять реактивную мощность из сети.

Компенса­торы выполняются тихоходными (7501000 об/мин) с горизон­тальным валом и явнополюсным ротором.

Ре­гулирование тока возбуждения осуществляется специальными схемами АРВ. Схема АГП синхронных компенсаторов такая же, как у генера­торов.

Рисунок 4.14  Векторная диаграмма СК

Синхронный компенсатор характеризуется номинальными мощ­ностью, напряжением, током статора, частотой и номинальным током ротора. Шкала мощностей определяется по ГОСТ 60984. Номинальное напряжение синхронного компенсатора на 510 % выше номинального напряжения сети.

СК небольшой мощности имеют схе­му электромашинного независи­мого возбуждения, на более мощных машинах с во­дородным охлаждением (КСВ)

Мощные СК (10000 кВА и выше) включаются в сеть через реактор для ограничения пусковых токов и посадки напряже­ния на шинах (рисунок 4.15). Параметры реактора выбираются так, чтобы в момент пуска напряжение на шинах подстанции не падало ниже (8085 %)U_HOM, а напряжение на СК было (3065 %)U_H0M, при этом ток не превышал (22,8)I_НОМ.

Рисунок 4.15  Схема реакторного пуска синхронного компенсатора

При пуске выключатель Q1 отключен, Q2 включен. Разворот СК происходит за счет асинхронного момента. Когда частота вращения приблизится к синхронной, подается возбужде­ние и компенсатор втягивается в синхронизм. Регулируя ток воз­буждения, устанавливают мини­мальный ток статора и включа­ют выключатель Q1, шунтируя реактор и включая СК в сеть.

Синхронные генераторы мо­гут работать в режиме СК, если закрыть доступ пара (или воды) в тур­бину. В таком режиме перевозбужденный турбогенератор начинает потреблять небольшую активную мощность из сети и отда­ет реактивную мощность в сеть.

Список рекомендуемой литературы

1. Рожкова Л.Д. Электрооборудование электрических станций и подстанций: Учебник для студ. сред. проф. образования /Л.Д. Рожкова, Л.К. Карнеева, Т.В. Чиркова.  4-е изд., стер.  М.: Издательский центр "Академия", 2007.  448 с.: ил.

2. ГОСТ 11677-85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия.  Взамен ГОСТ 11677-75; введ. 19860701.  Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации.  М.: Изд-во стандартов, 1999.  38 с.

3. Правила устройства электроустановок: Все действующие разделы ПУЭ-6 и ПУЭ-7. 3-й выпуск (с изм. и доп., по состоянию на 1 января 2006 г.).  Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2006.  854 с.: ил.

4. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учеб. пособие для вузов.  М.: Энергоатомиздат, 1987.  368 с.: ил.

5. ГОСТ 14209-85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения. Допустимые нагрузки.  Взамен ГОСТ 14209-69, 14209-97.  М., 1985 (2008).

6. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов.  4-е изд., перераб. и доп.  М.: Энергоатомиздат, 1989.  608 с.: ил.

7. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей.  М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004.  304 с.

8. Быстрицкий Г.Ф. Выбор и эксплуатация силовых трансформаторов: Учеб. пособие для вузов: Учеб. пособие для сред. проф. образования /Г.Ф. Быстрицкий, Б.И. Кудрин.  М.: Издательский центр "Акадкмия", 2003.  176 с.: ил.

1  муфта соединительная

2  корпус статора

3  подшипник генератора