Перевозбужденная синхронная

где С/фо, /о, фо — фазное напряжение, ток и угол сдвига между ними в предшествующем режиме (для синхронных генераторов, двигателей и перевозбужденных синхронных компенсаторов берется знак « + », для асинхронных двигателей — знак «—»).

Последнее свойство двигателей является весьма ценным и широко используется в настоящее время в промышленности. Так как асинхронные двигатели, являющиеся весьма распространенными приемниками электрической энергии, работают с отстающим cos ф, то при установке параллельно с ними перевозбужденных синхронных двигателей можно компенсировать отстающую составляющуютока /asintpa, вызываемую работой асинхронных двигателей, опережающей составляющей /csintpc, получаемой при работе синхронных двигателей.

Последнее свойство двигателей является весьма ценным и широко используется в настоящее время в промышленности. Так как асинхронные двигатели, являющиеся весьма распространенными приемниками электрической энергии, работают с отстающим coscp, то при установке параллельно с ними перевозбужденных синхронных двигателей можно компенсировать отстающую составляющуютока/й8Шфа, вызываемую работой асинхронных двигателей, опережающей составляющей /С5тфс, получаемой при работе синхронных двигателей.

Компенсация отстающей реактивной составляющей тока в мощных приемных устройствах электроэнергетических систем с помощью приключаемых параллельно этим устройствам конденсаторов или перевозбужденных синхронных двигателей, по сути дела, также представляет собой мероприятие, при котором достигается резонанс. Но в этом случае явление резкого уменьшения общего тока по сравнению с токами в отдельных ветвях, характерное для резонанса в контурах с малыми потерями энергии, не имеет места, так как эквивалентная активная проводимость таких устройств велика по сравнелию с их эквивалентной индуктивной проводимостью.

При увеличении тока возбуждения (перевозбуждение машины) Е0>ис ( 6.32, б), и в машине ток изменит направление на обратное. Этот ток будет отставать от напряжения машины U по фазе на 90° и опережать напряжение сети С/с на 90°. Следовательно, перевозбужденная машина, включенная в сеть, подобно конденсатору, вызывает в сети опережающий ток. Сдвиг фаз между током и напряжением машины на 90° говорит о том, что и в перевозбужденном состоянии машина работает на холостом ходу. В сети обычно преобладает индуктивная нагрузка, поэтому подключение в сеть перевозбужденных синхронных машин уменьшает (компенсирует) сдвиг фаз между током и напряжением. Синхронные машины, включаемые в сеть с этой целью, называются синхронными компенсаторами. Собственное потребление мощности компенсаторами невелико: не превышает 2—3 % их номинальной мощности. В отличие от синхронных машин другого назначения компенсаторы делают облегченными, так как они не несут механической нагрузки, и с более толстой обмоткой возбуждения.

Синхронным компенсатором называется синхронный двигатель, работающий в режиме холостого хода при изменяющемся токе возбуждения /в. В перевозбужденных синхронных двигателях ток 1г опережает напряжение сети ?7С, т. е. является по отношению к этому напряжению емкостным, а в недовозбужденных — индуктивным "($ 3§-7). Таким образом, синхронные компенсаторы являются генераторами реактивной мощности.

конденсаторных батарей, располагаемых в местах потребления реактивной мощности (индуктивного характера), от перевозбужденных синхронных двигателей или синхронных компенсаторов, которые, как правило, располагаются вблизи мест потребления реактивной мощности. В этом случае следует находить центр или центры потребления реактивной мощности. Неправильный выбор места установки синхронных компенсаторов вызывает перемещение потоков реактивной мощности по элементам системы электроснабжения промышленного предприятия и вызывает значительные потери электроэнергии. На основании изложенного рекомендуется иметь два генплана: один с картограммой активных и второй с картограммой реактивных нагрузок.

Отметим, что питание активных нагрузок может быть обеспечено как от собственных электростанций промышленного предприятия, так и от подстанций энергосистемы. Питание реактивных нагрузок осуществляют от конденсаторных батарей, располагаемых в местах потребления реактивной мощности (индуктивного характера), от синхронных компенсаторов и от перевозбужденных синхронных двигателей, которые, как правило, располагают вблизи мест потребления реактивной мощности. В этом случае находят центры потребления реактивной мощности. Неправильный выбор мест установки источников реактивной мощности вызывает необоснованные перетоки реактивной мощности по элементам систем электроснабжения промышленных предприятий и служит причиной возникновения дополнительных потерь электроэнергии. Картограмма активных нагрузок необходима для выбора рационального места расположения питающих подстанций (ГПП или ГРП), помогает определить рациональное размещение компенсирующих устройств в конкретной системе электроснабжения промышленного предприятия.

При проектировенйу саотам злектроона^жешя различных предприятий решается задача определения источников питаташ реактивных натрузок.Питание реактявных на^узок осуществляется от конденсаторных батарей, еинхронннх йомпенсатороБ и перевозбужденных синхронных электродвигателей. Для построения картограшн реактивных нагрузок находят центры потребления реактивной мощности. Неправильный выбор мест установки источников реактивной мощности вызывает необоснованные перетока реактивной мощности по элэюн-

Компенсация отстающей реактивной составляющей тока в мощных приемных устройствах электроэнергетических систем с помощью подключаемых параллельно этим устройствам конденсаторов или перевозбужденных синхронных двигателей, по сути дела, также представляет собой мероприятие, при котором достигается резонанс. Но в этом случае явление резкого уменьшения общего тока по сравнению с токами в отдельных ветвях, характерное для резонанса в контурах с малыми потерями энергии, не имеет места, так как эквивалентная активная проводимость таких устройств велика по сравнению с их эквивалентной индуктивной проводимостью.

Наиболее растростаненным способом компенсации реактивной энергии в электротехнических установках промышленных предприятий является применение перевозбужденных синхронных двигателей, синхронизированных асинхронных двигателей и статических конденсаторов.

Перевозбужденная синхронная машина, работающая в режиме

— при продолжительном режиме работы 143 Недовозбужденная и перевозбужденная синхронная машина 256

— — — — устойчивость 253, 261, 265 Перевозбужденная синхронная машина 256 Перегружаемость синхронной машины статическая 252

Синхронные машины также используют в качестве синхронных компенсаторов, т. е. машин, работающих в режиме холостого хода и отдающих в сеть реактивную мощность. Синхронные компенсаторы служат для повышения коэффициента мощности (cos cp) электрических установок промышленных предприятий и стабилизации напряжения в электрических сетях, ибо перевозбужденная синхронная машина в режиме холостого хода по отношению к сети эквивалентна конденсатору. Не-довозбужденная синхронная машина, работающая вхолостую, по отношению к сети эквивалентна индуктивности. Действительно, изменяя ток возбуждения синхронной машины, можно менять реактивную мощность, отдаваемую синхронным компенсатором в сеть или потребляемую им из сети. Поэтому, изменяя реактивный ток, можно изменять потерю напряжения в сети, к которой присоединен компенсатор, т. е. производить стабилизацию напряжения сети.

Перевозбужденная синхронная машина 605

Таким образом, изменение тока возбуждения синхронной машины вызовет в ней только реактивные токи или изменение реактивного тока и реактивной мощности. При Е > V синхронная машина называется перевозбужденной, а при Е <^U — недовозбужденной. При равенстве активной мощности нулю перевозбужденная синхронная машина по отношению к сети эквивалентна емкости, а недовозбужденная ~-индуктивности.

Кривые Рс м по формуле (35-18) изображены на 35-9 и 35-12 штриховыми линиями. Как следует из этих рисунков и неравенства (35-8), режим работы синхронной машины устойчив," когда Рс-м > О и УИС.М>0. Положительный знак этих коэффициентов поэтому является одним из критериев устойчивости статического режима работы. С другой стороны, очевидно, что синхронизирующие электромагнитные силы при прочих равных условиях тем больше, чем больше Рс_„ и Мс „. Поэтому из выражений (35-18) и (35-19) можно сделать вывод, что при различных возмущениях перевозбужденная синхронная машина (Е > U) в большей степени способна сохранять устойчивый режим работы, чем недовозбужденная (Е < U). На границе зоны устойчивой работы (6 = 9кр) имеем Рс.м = 0 и Мс м — 0.

Перевозбужденная синхронная машина 706

Таким образом, изменение тока возбуждения синхронной машины вызовет в ней только реактивные токи или изменение реактивного тока и реактивной мощности. При ?> U синхронная машина называется перевозбужденной, а при ?<Ц—недовозбужденной, При равенстве активной мощности нулю перевозбужденная синхронная машина по отношению к сети эквивалентна емкости, а недовозбужденная — индуктивности.

Кривые />с.„ по формуле (35-18) изображены на 35-9 и 35-12 штриховыми линиями. Как следует из этих рисунков и неравенства (35-8), режим работы синхронной машины устойчив, когда Pz м > 0 и Л4с.м>0. Положительный знак этих коэффициентов поэтому является одним из критериев устойчивости статического режима работы. С другой стороны, очевидно, что синхронизирующие электромагнитные силы при прочих равных условиях тем больше, чем больше Рсм и Мс_„. Поэтому из выражений (35-18) и (35-19) можно сделать вывод, что при различных возмущениях перевозбужденная синхронная машина (Е > U) в большей степени способна сохранять устойчивый режим работы, чем недовозбужденная (Е
Перевозбужденная синхронная-машина 706