Синхронным сопротивлением

Синхронные машины широко применяют для компенсации реактивной мощности и повышения cos (р. Для этого создается режим работы с большими значениями тока возбуждения /в и э. д. с. ЕО- Если при этом механическую энергию вращающегося ротора не используют, то такую машину называют синхронным компенсатором.

Синхронным компенсатором называется синхронный двигатель, работающий в режиме холостого хода, отдающий в сеть при перевозбуждении реактивный ток и потребляющий реактивный ток при недовозбуждении. Отсутствие механической нагрузки позволяет выполнять синхронные компенсаторы со значительно меньшей, по сравнению с синхронными двигателями, величиной воздушного зазора и облегченным валом.

Испытание АРВ при работе с генератором или синхронным компенсатором. Обычный порядок дальнейших испытаний УК с ЭМК следующий. На генераторе в режиме холостого хода производится пробное включение ЭМК, при этом проверяется устойчивость регулирования. Далее определяются пределы регулирования и выходная характеристика ЭМК при работе в полной схеме путем изменения сопротивления шунтового реостата /?/?ш>зо при включенном АРВ.

холостого хода, по отношению к сети эквивалентна емкости. Такую машину называют синхронным компенсатором и используют для повышения коэффициента мощности электрических установок и стабилизации напряжения в электрических сетях. Недовозбужденная синхронная машина, работающая в режиме холостого хода, по отношению к сети эквивалентна индуктивности.

Из рассмотрения диаграмм напряжения видно, что синхронная машина работает генератором, когда /9 совпадает по направлению с ?0, двигателем, когда /? направлен навстречу ?„, и синхронным компенсатором, когда / практически перпендикулярен к ?0-

Из рассмотрения диаграмм напряжения видно, что синхронная машина работает генератором, когда /^совпадает по направлению с ?0. двигателем, когда lq направлен навстречу ?0, и синхронным компенсатором, когда / практически перпендикулярен к ?0.

а — понижающий автотрансформатор; б — автотрансформатор связи с синхронным компенсатором на стороне низшего напряжения; в — автотрансформатор связи со статическим компенсатором на стороне низшего напряжения; г — блочный автотрансформатор.

Приведенные на 15.8 характеристики строились в предположении постоянства напряжения (величина которого, например, годдерживается регулируемым синхронным компенсатором). В действительности одновременно со снижением частоты будет происходить и уменьшение напряжения. Уменьшение скорости врашения генераторов будет приводить к снижению их э. д. с. (Е = со"). Реактивная мощность у генераторов будет уменьшаться, а у нагрузки — увеличиваться.

Применение такого рода источников нельзя, однако, рассматривать как мероприятие по повышению устойчивости электропередачи, хотя увеличение поглощения реактивной мощности синхронным компенсатором в некоторых режимах и способствует увеличению устойчивости системы.

Мощные выпрямительно-инверторные агрегаты применяются, в частности, для питания обмоток возбуждения синхронных гидро- и турбогенераторов (схемы тиристор-ного возбуждения). Обмотка возбуждения представляет собой индуктивную нагрузку с малыми потерями, необходимая для возбуждения мощность составляет 0,3—3 % от мощности синхронной машины. Установленный на валу синхронной машины синхронный возбудитель связан с обмоткой возбуждения через выпрямитель, ток Id которого регулируется при изменении углов управления тиристоров в зависимости от величины и характера нагрузки генератора. При индуктивном характере сети и при возрастании нагрузки ток возбуждения увеличивается. В зависимости от тока возбуждения может изменяться реактивная мощность генератора. Режим, при котором реактивная мощность соответствует нулю, называется режимом полного или нормального возбуждения. При увеличении тока возбуждения (режим перевозбуждения) синхронная машина генерирует реактивную мощность для сети с активно-индуктивной реакцией. В режиме холостого хода такой генератор для сети эквивалентен емкости и называется синхронным компенсатором.

Свойство синхронного двигателя потреблять при перевозбуждении опережающий гок от сети широко используется в современных электроэнергетических установках для целей компенсации (улучшения) коэффициента мощности их. В этом случае синхронный двигатель устанавливается на месте включения потребителей в систему и работает в режиме перевозбуждения без механической нагрузки на валу. Такой двигатель называется синхронным компенсатором. Его назначением в энергетической системе является компенсация коэффициента мощности (coscp) электростанции и линии электропередачи за счет выработки необходимой реактивной мощности для потребителей электроэнергии.

Сопротивление хс — хр + хя называется синхронным сопротивлением. При сделанных ранее допущениях при любых нагрузках генератора следует считать хс = const.

синхронным сопротивлением по продольной оси. Ток индуктивный, реакция якоря по первой гармонике продольная, размагничивающая, поле обмотки возбуждения почти полностью компенсируется полем реакции якоря, результирующий поток мал, магнитная система генератора по первой гармонике не насыщена.

Сопротивление токам прямой последовательности. В синхронных генераторах токи прямой последовательности (см. XV. 1, б и XV.1, е) создают синхронновращающееся поле реакции якоря, такое же, как и при рассмотренных в гл. XII установившихся симметричных режимах. Поэтому индуктивное сопротивление прямой последовательности Xi в зависимости от характера нагрузки является синхронным сопротивлением xd или хд. Если по якорной обмотке проходят чисто реактивные токи /d (например, симметричное установившееся короткое замыкание при /•=()), то хг соответствует ненасыщенному значению xd. В случае если ток / якорной обмотки является чисто активным током / , то сопротивление Xi равно xq.

называется синхронным сопротивлением неявнополюсной машины.

ляется величиной э. д. с. ?0> т- е. током возбуждения и синхронным сопротивлением по продольной оси ха:

ляется величиной э. д. с. ?0, т. е. током возбуждения и синхронным сопротивлением по продольной оси ха:

При расчетах установившихся режимов и переходных процессов в электроэнергетической системе приходится иметь дело с совокупностью разнородных элементов, каждый из которых представлен своей схемой замещения или уравнениями. В результате объединения схем замещения этих элементов в соответствии с их электрической связью в реальной системе получаем общую расчетную схему замещения электроэнергетической системы. Вид этой схемы определяется тем классом задач, для решения которых она предназначена. Так, например, в расчетах установившихся режимов электрические станции вводятся в общую схему, как правило, такими параметрами режима, как активная мощность и модуль напряжения на шинах станции, т. е. собственно параметры генераторов (сопротивления, ЭДС) в схеме замещения не фигурируют. С другой стороны при расчетах динамической устойчивости генераторы могут быть либо представлены переходным сопротивлением с приложенной за ним постоянной ЭДС или синхронным сопротивлением с переменной ЭДС, либо учитываться системой уравнений, отображающих переходные процессы в обмотке возбуждения и демпферных обмотках (см. § 1.1).

Сопротивление хс = хр + хя называется синхронным сопротивлением. При сделанных ранее допущениях при любых нагрузках генератора следует считать хс = const.

При отсутствии регулирования возбуждения Ех = Еч и при определении взаимных проводи мостей у1ч и уы синхронный компенсатор замещается своим синхронным сопротивлением, т. е. Ьх—хд.

где Ха и ,:? • — синхронные реактивные сопротивления соответственно в продольной и nor еречной осях; Е^ — э. д. с. за синхронным сопротивлением; 6 — угол между э. д. с. Ed и напряжением на зажимах двигателя. При постоянном моменте М„р механизма двигатель работает синхронно до тех пор, пока снижение произведения LdU может компенсироваться нюзрастанием б. При дальнейшем уменьшении EfiU возникают качания и появляется возможность нарушения синхронизма.

Расчетное сопротивление хсан называется синхронным сопротивлением машины.