
- •Обслуживание синхронных компенсаторов
- •2.1. Реактивная мощность
- •2.2. Назначение и режимы работы синхронных компенсаторов
- •2.3. Регулирование напряжения и системы возбуждения
- •2.4. Система охлаждения
- •Техника безопасности при обслуживании систем водородного охлаждения
- •2.5. Водоснабжение
- •Обслуживание установок водоснабжения
- •2.6. Маслоснабжение
- •Обслуживание системы маслоснабжения
- •2.7. Пуск и остановка компенсатора
- •2.8. Осмотры и контроль за работой
Обслуживание синхронных компенсаторов
2.1. Реактивная мощность
Нагрузка электрической системы наряду с активной всегда содержит реактивную составляющую. Под нагрузкой здесь понимается мощность, необходимая потребляющей части системы в некоторый рассматриваемый момент времени. Таким образом, нагрузка -это активная и реактивная мощности, потребность в которых удовлетворяется генерирующей частью системы.
Активная.мощность представляет собой энергию, которая потребляется цепью переменного тока за единицу времени. Она выражается произведением действующих значений напряжения I/, силы тока / и фазового сдвига между этими величинами, на угол т.е. Р =U×I×cos
Умножение активной мощности на время дает электрическую энергию, которая с помощью физических эквивалентов может быть выражена в других видах энергии (тепловой, механической и др.).
Активная мощность получается в результате преобразования первичных видов энергии (например, сжигания топлива на электростанциях). Потоки активной мощности всегда направлены от генераторов электростанций в сеть.
Реактивная мощность необходима потребителям электрической энергии, которые по принципу своего действия используют энергию магнитного поля. Потребителями реактивной мощности являются асинхронные двигатели, индукционные печи, люминесцентное освещение, трансформаторы для дуговой сварки, а также отдельные звенья передачи электрической энергии — трансформаторы, реакторы, линии и др.
Формула
реактивной мощности Q=U×I×sin
по
своей структуре идентична
формуле активной мощности Р
=U×I×cos.-
Мало
того, в выражении полной
мощности S
=
оба
эти
компонента равноценны. Однако физически
Р
и
Q
существенно
различны, и сходство между ними формальное.
А
В
первом случае перемножаются величины
одного знака и синусоида мгновенных
значений мощности р
расположена
выше оси абсцисс (рис. 2.2.а), при этом
мощность является определённой
существенно положительной величиной.
Во втором случае перемножаются величины
как одного знака, так и разных знаков,
а полупериоды результирующей синусоиды
мгновенных значений мощности, имею
Рис .2.1.
Разложение полного
тока на активную и реактивную составляющие
К
оличество
магнитной энергии, периодически
запасаемой индуктивностью, связано с
характером изменения синусоидального
тока. Она то накапливается в индуктивности
до некоторого максимального значения,
то убывает до нуля. За один период
переменного тока магнитная энергия
дважды поступает от генератора в цепь
и дважды он получает ее обратно, т.е.
реактивная мощность является энергией,
которой обмениваются генератор и
потребитель. Она не имеет никакого
физического эквивалента для перевода
в другие виды энергии. Физический смысл
реактивной мощности сводится лишь к
скорости изменения энергии магнитного
поля, что необходимо, например, и при
передаче энергии из одной обмотки
трансформатора в другую, и при работе
электродвигателя с механической
нагрузкой на валу, где энергия статора
электродвигателя передается ротору
также с помощью переменного магнитного
поля.
Для получения реактивной мощности не требуется непосредственных затрат первичной энергии (топливо на электростанциях не расходуется). Однако при обмене энергией между генератором и потребителем и обратно в обмотках генератора и в сети возникают дополнительные потери активной мощности, требующие затрат первичной энергии. Так, например, потери в линии при передаче реактивной мощности в простейшей цепи однофазного синусоидального тока составят ∆Ра=( I×sin)2×R, где R -активное сопротивление линии.
Таким образом, передача реактивной мощности к месту ее потребления сопряжена с активными потерями во всех звеньях передачи, которые должны покрываться активной энергией генераторов. Поэтому возникает проблема возможного снижения этих потерь.
В теории переменных токов рассматривают два вида реактивной мощности: реактивную мощность при отстающем от напряжения векторе полного тока генератора и реактивную мощность при векторе полного тока, опережающем вектор напряжения. Считают, что эти два вида реактивной мощности противоположны по направлению (по знаку) и при их совместном рассмотрении они компенсируют ("уничтожают") друг друга, при этом сеть разгружается от реактивной мощности. В нагрузке электрических систем отстающая (индуктивная) составляющая реактивной мощности, как правило, преобладает над опережающей (емкостной) составляющей реактивной мощности. Поэтому от генераторов электростанций требуют генерирования активной мощности и реактивной отстающей мощности, именно той реактивной мощности, которая требуется нагрузке. Для этого генераторы рассчитывают на работу с коэффициентом мощности cos <1, что позволяет им выдавать в сеть значительную реактивную мощность и обеспечивать ее регулирование.
Получение реактивной мощности связано исключительно с уровнем возбуждения синхронной машины. Увеличение тока возбуждения приводит к увеличению генерирования реактивной мощности (при этом топливо дополнительно не расходуется). Снижение тока возбуждения приводит к противоположному результату.
Помимо синхронных генераторов источниками генерирования реактивной мощности в электрических системах являются емкостные их элементы -статические конденсаторы, линии электропередачи (особенно линии электропередачи высших классов напряжения), относительно перевозбужденные синхронные двигатели, синхронные компенсаторы и т.д., работающие параллельно с генераторами электростанций