Синхронный компенсатор

Синхронный генератор *, устройство которого показано на 2.2, а, состоит из неподвижного статора 1, в котором уложена обмотка 2, и вращающегося ротора 3, представляющего собой электромагнит.

Если синхронный генератор подключен к электрической системе большой мощности U = const, то его эквивалентную схему замещения можно представить в виде параллельного соединения двух источников тока: источника активной составляющей тока генератора, зависящей от вращающего момента первичного двигателя, Л,(Л/В ), и источника реактивной составляющей тока генератора, зависящей от момента вращения первичного двигателя и тока возбуждения, / (/в, Л/в ).

Активная мощность Р = 3?//а синхронного генератора, подключенного к системе большой мощности ?/= const, регулируется мощностью первичного двигателя /*мех = со Л(в . При увеличении мощности первичного двигателя, т. е. вращающего момента первичного двигателя М (паровой или гидравлической турбины), увеличивается активная составляющая тока генератора Ja(W ), одновременно с этим увеличивается и угол в , что понижает запас устойчивости я/2 - в \ генератора. Для того чтобы синхронный генератор не терял запаса устойчивости при увеличении активной мощности, необходимо увеличивать ток возбуждения. Промышленные синхронные генераторы электрической энергии снабжены специальной регулирующей аппаратурой, при помощи которой при изменении активной мощности генератора обеспечивается требуемый запас устойчивости.

Синхронный генератор

Рассмотрим теперь работу синхронного генератора в электроэнергетической системе. Каждый синхронный генератор связан со своим первичным двигателем. Ток и поле статора создаются под действием напряжения на зажимах машины, равного напряжению в системе. Если к валу генератора приложить момент первичного двигателя, то полюсы ротора сместятся относительно полюсов статора так, как показано на 20.6, в. При этом возникает электромагнитный момент М, направленный против вращения. Таким образом, при нагрузке генератора сохраняется равновесие моментов на его валу и поддерживается синхронное вращение ротора и поля статора (Q = Й0).

Система возбуждения содержит блок управления БЛУ, бесщеточный возбудитель — обращенный трехфазный синхронный генератор ВВС, вращающийся диодный преобразователь ПБВ, тиристорный ключ Г/С выпрямитель ЛВС, питающий обмотку возбуждения генератора ВВС, трансформаторы Tpl и Тр2.

Дизель-электростанция ЭС-250 имеет синхронный генератор ГСС 104-4 с электромашинным возбудителем и автоматическим регулятором напряжения УБК-1. На щите электростанции смонтированы электроизмерительные приборы, общий автоматический выключатель в цепи статора генератора и реле напряжения с катушками, включенными между нулевым проводом и массой. Эти реле, воздействуя своими контактами на катушку промежуточного реле, обеспечивают защитное отключение возбуждения генератора при пробоях изоляции электрооборудования аналогично схемам роторных экскаваторов. Цепь катушки промежуточного реле получает питание от аккумуляторной батареи дизеля.

7.2. Бесконтактный синхронный генератор с системой гармонического компаундирования................................................ 185

Аварийная шина 6 снабжает переменным током наиболее важные потребители 7 и получает электроэнергию от ВСУ . Синхронный генератор 2 ВСУ приводится во вращение турбоагрегатом или воздушной турбиной 8. Вторичная система постоянного тока 10 получает питание от трансформаторно-выпрямительных блоков (ТВБ) 9 и аккумуляторной батареи 11.

Бесконтактный синхронный генератор с вращающимися выпрямителями предложен в 1955 году профессором А.И.Бертиновым и представляет собой систему, состоящую из трех электрических машин, 1.2 [4].

Основной синхронный генератор I представляет собой синхронную машину с вращающимся явнополюсным индуктором 5, обмотка возбуждения 6 которого питается постоянным током через вращающийся выпрямитель 8 от многофазной обмотки переменного тока 10 возбудителя обращенной конструкции П. Индуктор генератора, выпрямители и обмотка переменного тока возбудителя размещены на одном валу. Питание неподвижной обмотки возбуждения возбудителя 9 осуществляется через регулятор напряжения 3 и выпрямитель 7 от обмотки переменного тока 1 подвозбудителя Ш, постоянные магниты 2 которого расположены на роторе. Обмотка переменного тока 4 синхронного генератора I рассчитана на номинальное напряжение и частоту.

Синхронный компенсатор представляет собой машину, предназначенную для повышения коэффициента мощности электротехнических установок (см. § 3.8 и 11.10).

Свойство перевозбужденного синхронного двигателя потреблять кроме активной составляющей тока и активной мощности емкостную составляющую тока и емкостную мощность, используют для повышения (компенсации) коэффициента мощности других потребителей, создающих активно-индуктивную нагрузку системы. Используя указанное свойство синхронных двигателей, оказалось возможным создавать синхронные машины, называемые синхронными компенсаторами. Синхронный компенсатор представляет собой по существу синхронный двигатель, рассчитанный на работу с перевозбуждением без механической нагрузки и предназначенный специально для улучшения коэффициента мощности. Если не учитывать относительно небольших потерь мощности в синхронном компенсаторе, можно считать, что им потребляются из сети трехфазного тока чисто емкостный ток и емкостная мощность. Векторная диаграмма синхронного компенсатора при гаком допущении приведена на 11.13.

Идея повышения cos ф заключается в следующем. Общий ток индуктивного потребителя рассматривают состоящим из активной и реактивной составляющих. Активная мощность потребителя при данном напряжении определяется активной составляющей тока: Р = ?//а, поэтому при заданном значении активной мощности активная составляющая тока должна оставаться неизменной. Снизить ток потребителя в этом случае можно только за счет уменьшения реактивного тока индуктивного потребителя. Последнее можно осуществить только путем параллельного подключения к нагрузке какого-либо приемника с емкостным током. Таким приемником может быть или синхронный компенсатор, или батарея специальных конденсаторов.

j Синхронный компенсатор представляет собой синхронную машину, работающую как двигатель — вхолостую, т. е. без нагрузки. Применяют их при требуемой мощности компенсатора в несколько тысяч квар.

Задача 13.6. Для повышения коэффициента мощности от coscpj = 0,76 до со5ф2 = 0,95 установлен синхронный компенсатор.

Решение. Для повышения созф синхронный компенсатор подключают к потребителю параллельно.

Какой мощности синхронный компенсатор необходим, чтобы созфг = 0,95. Мощность потерь компенсатора равна 5% от его реактивной мощности.

В соответствии с полученным расчетным значением QK выбирают по каталогу ближайший по мощности синхронный компенсатор серии КС типа КС-15 000-6 с номинальной мощностью 5„ом= 15000 кВ-А.

двигатель, синхронный компенсатор), как зависит частота э.д.с. генератора от скорости вращения якоря, как обеспечивается получение э.д.с. синусоидальной формы, каково влияние реакции якоря на работу машины, какие виды потерь имеют место в синхронном генераторе, о каких свойствах и качествах генератора можно судить по его характеристикам — холостого хода, внешней и регулировочной, влияет ли величина воздушного зазора между статором и ротором машины на форму этих характеристик (каких именно и как).

7. Что такое синхронный компенсатор?

7. Синхронный электродвигатель может работать в ка честве машинного компенсатора.