Синхронные компенсаторы

Из анализа работы синхронного генератора следует, что увеличить выработку реактивной мощности можно только за счет снижения выработки активной мощности. Этот принцип реализован в синхронном компенсаторе (СК).

Синхронный компенсатор – это синхронный двигатель, который работает в режиме холостого хода, то есть практически без активной нагрузки на валу. Таким образом, СК загружен только реактивным током.

Схема замещения СК приведена на рис. 17.1.

a) Рисунок 17.1 – Схема замещения СК

E q

xd

U с

I ск

Напряжение сети в точке подключения СК равно сумме обратной ЭДС E_q и падения напря-жения в сопротивлении x_d:

U _c = E _q + j .

Значение и знак реактивной мощности СК зависят от соотношения между ЭДС E_q и наряжением сети U _c. Поскольку Р_ск = 0, то

Величина ЭДС E_q определяется величиной тока возбуждения. Росту тока возбуждения соответсвует увеличение ЭДС E_q.

Как и синхронный двигатель, СК может работать в двух режимах: перевозбуждения и недовозбуждения. При перевозбуждении ЭДС СК больше напряжения в точке его подключения

E_q > U _c.

Синхронный компенсатор генерирует в сеть реактивную мощность Ток СК опережает напряжение на 90^○. Векторная диаграмма режима перевозбуждения СК приведена на рис. 13.2 а.

Уменьшая ток возбуждения, можно получить режим недовозбуждения. В этом режиме ЭДС СК меньше напряжения в точке его подключения E_q > U _c и ток СК отстает от напряжения на 90^○. Векторная диаграмма режима недовозбуждения СК приведена на рис. 13.2 б. В этом режиме СК потребляет реактивную мощность, получая ее из сети.

+j

+

E q

(1) Uс

j

I ск

+j

+

E q

(2) Uс

j

I ск

а)

б)

Рисунок 13.2 – Векторные диаграммы СК: а) – в режиме перевозбуждения; б) – в режиме недовозбуждения.

Номинальная мощность СК указывается для режима перевозбуждения. В режиме недовозбуждения

Это связано, во-первых, с нагревом в лобовых частях СК – в режиме недовозбуждения потоки складываются (рис. 17.2 б). Во- вторых, из-за нарушения устойчивой работы СК нельзя значительно снижать ток возбуждения.

Достоинства СК:

· возможность увеличения генерируемой мощности при снижении напряжения в сети за счет регулирования тока возбуждения;

· возможность плавного и автоматического регулирования реактивной мощности.