Синхронных компенсаторов

Конструктивно синхронные компенсаторы выполняются так же, как синхронные генераторы. Отличие состоит в том, что они не имеют выходного конца вала. Мощность синхронных компенсаторов 10—345 MB-А при напряжении 6,6—15,75 кВ, частота вращения 750— 1000 об/мин. Наиболее распространенное исполнение — горизонтальное с явнополюсным ротором. Так как вал не передает вращающе-РО момента, вал может иметь меньший диаметр, что дает возможность уменьшить размеры подшипников. Отсутствие выходного конца вала облегчает герметизацию машины, поэтому в синхронных компенсаторах широко применяется водородное охлаждение.

Водородное охлаждение широко применяется в турбогенераторах и синхронных компенсаторах.

г) двойные замыкания на корпус (землю) в цепи ротора, вызывающие перегрев ротора, горение изоляции, а также вибрацию генератора (особенно у явнополюс-ных машин) вследствие возникающей несимметрии магнитного потока ротора. Двойному замыканию на корпус предшествует замыкание на корпус в ОДНОЙ точке. Поэтому на гидрогенераторах и крупных синхронных компенсаторах устанавливают защиту, сигнализирующую о появлении замыкания в одной точке. После появления сигнала машину останавливают для отыскания и устранения повреждения. На турбогенераторах устанавливают защиту от двойных замыканий на корпус. Дежурный персонал включает эту защиту при появлении (обнаружении) замыкания на корпус в одной точке.

бление энергии синхронными компенсаторами невелико, так как потери мощности в синхронных компенсаторах не превышают 2 — 3 % их номинальной мощности. Номинальная мощность синхронных компенсаторов определяется значением полной мощности в киловольт-амперах. По сравнению с конденсаторами, которые также вызывают в сети опережающий ток и используются для повышения cos ф сети, синхронные компенсаторы дешевле, имеют меньшие габариты при той же мощности, но потери мощности в них больше потерь в конденсаторах.

режимах больших передаваемых по ЛЭП мощностей, а также в режимах потребления реактивной мощности (режим недовозбуждения синхронных машин) при малой передаваемой мощности имеются противоречия. Чем больше коэффициенты усиления по отклонению и ближе режим к максимул.у моментно-угловой характеристики, тем более склонна система к самораскачиванию. Это вызывает необходимость в случаях, когда требуется передавать большие мощности на далекие расстояния при высокой точности поддержания напряжения, /станавливать АРВ с.д. на генераторах передающей станции, синхронных компенсаторах приемной системы. Физически эти соображения объясняются следующем. Вынужденный ток возбуждения, обусловленный АРВ, так же как свободные токи в демпферных контурах, создает демпферные составляющие электромагнитных моментов. Знак демпферного момента и величина коэффициента демпфирования, вводимого АРВ в электромеханические колебания роторов генераторов, завися" от закона регулирования, рабочей настройки внутри области статической устойчивости и параметров системы возбуждения. При быстродействующей системе возбуждения регулирование по отклонению режимных параметров может вносить отрицательное демпфирование, тем большее, чем больше коэффициент усиления по отклонению и меньше постоянные времени системы возбуждения и регулирования. Стабилизирующие устройства призваны вводить в систему положительное демпфирование. Стабилизация по производным (АРВ с.д.) может при правильной настройке обеспечить значительно большее демпфирование, чем стабилизация, используемая в АРВ п.д.

Построив характеристику синхронизирующей мощности, найдем предельный по условию статической устойчивости угол, отвечающий dP/d8 = 0, и соответствующую ему мощность на кривой 4. Эта мощность , равная 1,56, и есть предельная по условиям статической устойчивости передаваемая мощность при установке на синхронных компенсаторах АРВ с. д. АРВ с. д. обеспечивают предел статической устойчивости, определяющийся постоянством напряжения на выводах синхронного компенсатора. Предполагается при этом, что с помощью корректора напряжения поддерживается неизменный уровень напряжения на линии в точке присоединения синхронного компенсатора.

Влияние толчкообразной нагрузки на работу системы электроснабжения. Толчкообразные электрические нагрузки, иначе называемые «набросами», существенно влияющие на функционирование систем электроснабжения, в основном вызываются резко переменными нагрузками на валах синхронных и асинхронных двигателей, прокатных станов, подъемных кранов, дуговыми плавильными печами. Толчок (наброс) нагрузки, сказываясь на всей системе электроснабжения и на питающей системе, приводит к снижению напряжения в узле нагрузки и изменению фазы этого напряжения по отношению к источнику питания. Достаточно большая (по сравнению с мощностью системы) толчкообразная нагрузка будет вызывать в системе изменения напряжения и более или менее длительные колебания частоты. Поэтому при такой нагрузке оказывается необходимой проверка колебаний напряжения и частоты в системе и их влияния на работу остальных (не толчкообразных) потребителей системы. В тех случаях, когда изменения параметров режима, характеризующие качество энергии, отдаваемой потребителю, оказываются заметными, необходимо на основе анализа характера переходных процессов разработать специальные мероприятия, позволяющие избежать неблагоприятного влияния толчкообразной нагрузки на работу системы. Особенно остро, разумеется, стоит вопрос о влиянии периодически изменяющейся (толчкообразной) нагрузки при питании электродвигателя от генератора соизмеримой с ним мощности. В этом случае особое значение имеют специальные мероприятия, одним из которых может быть применение регуляторов возбуждения, устанавливаемых на генераторах, синхронных компенсаторах и двигателях. Весьма эффективны, в частности, регулирование сильного действия, специальное регулирование скорости, позволяющее уменьшать колебания частоты, и ряд других мероприятий.

г) двойные замыкания на корпус (землю) в цепи ротора, вызывающие перегрев ротора, горение изоляции, а также вибрацию генератора (особенно у явнополюсных машин) вследствие возникающей несимметрии магнитного потока ротора. Двойному замыканию на корпус предшествует замыкание на корпус в одной точке. Поэтому на гидрогенераторах и крупных синхронных компенсаторах устанавливают защиту, сигнализирующую о появлении замыкания в одной точке. После появления сигнала машину останавливают для отыскания и устранения повреждения. На турбогенераторах устанавливают защиту от двойных замыканий на корпус. Дежурный персонал включает эту защиту при появлении (обнаружении) замыкания на корпус в одной точке.

В качестве охлаждающих сред при таком охлаждении почти всегда используются газы, обычно воздух; в быстроходных машинах большой мощности (больше 25 МВт) и в синхронных компенсаторах — водород при атмосферном или избыточном давлении до 5-Ю5 Па *.

Конструкция синхронной машины и в первую очередь конструкция ее ротора существенным образом зависят от заданной частоты вращения 4. При п < 1500 об/мин и соответственно при р > 2, т. е. в гидрогенераторах, синхронных компенсаторах и тихоходных двигателях, применяется явнополюсное исполнение ротора. Машина с таким ротором называется явнополюсной. При п= = 3000 (1500) об/мин и соответственно р = 1 (2), т. е. в турбогенераторах и турбодвигателях, применяется неявнополюсное исполнение ротора и машина называется неявнополюсной.

Синхронные машины используются в качестве генераторов, двигателей и синхронных компенсаторов. Устанавливаемые на тепловых электростанциях генераторы приводятся во вращение паровыми турбинами и называются турбогенераторами. Синхронные генераторы гидроэлектростанций вращаются с помощью гидротурбин и носят название гидрогенераторов. Кроме электростанций синхронные генераторы находят применение в установках, требующих автономного источника электроэнергии. Примером могут служить автомобильные электрические краны, на которых синхронные генераторы приводятся во вращение двигателями внутреннего сгорания.

Принцип действия синхронных компенсаторов рассматривается в § 11.10.

* Синхронные машины, работа которых характеризуется точками на правой ветви U-образной кривой (М = 0). носят название синхронных компенсаторов.Такие машины устанавливают на крупных подстанциях и используют для компенсации реактивной мощности асинхронных двигателей промышленных предприятий. Действие синхронных компенсаторов в сети подобно действию конденсаторов, подключенных параллельно индуктивной нагрузке.

Относительные сопротивления трансформаторов лежат в пределах 0,055—0,105, турбогенераторов 0,12—0,18, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов 0,2—0,3.

11. Бобров В.М., Герценберг Г.Ф., Кильдишев B.C. и др. Развитие систем возбуждения и регулирования мощных генераторов и синхронных компенсаторов: Тез. докл. Всемирн. электротехн. конгресса. - М., 1977.-С56-62.

индекс / — для турбогенераторов (кроме ТВВ-800) и синхронного компенсатора КСВ-ЮО: индекс 2 для гидрогенераторов, синхронных компенсаторов (кроме КСВ-ЮО) и турбогенератора ТВВ-800

Компенсация реактивной мощности может быть осуществлена применением синхронных компенсаторов и статических конденсаторов.

1. Абрамов А. И., Иванов-Смоленский А. В. Проектирование гидрогенераторов и синхронных компенсаторов. — М.: Высшая школа, 1979.—312 с.

Большинство электрических машин общего назначения, за исключением турбо- и гидрогенераторов, а также синхронных компенсаторов охлаждаются воздухом и имеют принудительную схему вентиляции. В случае принудительной вентиляции цепь охлаждения машины может быть:

С ростом единичной мощности электрических машин возрастают удельные потери в объеме машины, поэтому воздушные системы охлаждения становятся неэффективными и для охлаждения турбо- и гидрогенераторов и синхронных компенсаторов применяют схемы косвенного охлаждения водородом совместно со схемами непосредственного жидкостного охлаждения. В качестве хладагента в этих случаях используют воду, которая обеспечивает самую высокую по сравнению с другими жидкостями эффективность охлаждения. Схема непосредственного водяного охлаждения обмоток статора и ротора находит применение в конструкциях мощных турбо- и гидрогенераторов.

Активные нагрузки предприятия питаются как от подстанций энергосистемы, так и от собственных электростанций промышленного предприятия (при их наличии). Реактивные нагрузки могут питаться и от конденсаторных установок, которые располагаются в местах потребления реактивной мощности, а также от синхронных компенсаторов и синхронных электродвигателей. В связи с этим во многих случаях для отыскания оптимальных мест установки источников реактивной мощности нужно находить центры потребления реактивной мощности предприятия. Осуществляется это с помощью картограммы реактивных нагрузок предприятия.