Синхронные компенсаторы Синхронный компенсатор СК это

Синхронные компенсаторы

Синхронный компенсатор (СК) – это синхронная машина, работающая в двигательном режиме без нагрузки на валу при изменяющемся токе возбуждения. В перевозбужденном режиме ЭДС обмотки статора ЕK 1 больше напряжения сети UK (рис. 2. 25). Под действием разности напряжений U= EKl – UK в статоре СК возникает ток IK 1, отстающий от вектора U 1, на 90°. Компенсатор в этом режиме отдает реактивную мощность в сеть. В недовозбужденном режиме ЕК 2< UK, в статоре СК возникает ток IK 2, опережающий вектор U 2 на 90°, т. е. СК будет потреблять реактивную мощность из сети. Синхронные компенсаторы не несут активной нагрузки на валу, поэтому их конструкция облегчена. Компенсаторы выполняются тихоходными (750– 1000 об/мин) с горизонтальным валом и явнополюсным ротором. Рис. 2. 25. Векторная диаграмма синхронного компенсатора в перевозбужденном и недовозбужденном режимах

На рис. 2. 26 показан синхронный компенсатор КСВ с водородным охлаждением. Корпус компенсатора, его подшипники, маслоохладители и маслонасосы размещены в герметически закрытом кожухе. Через изоляционные уплотнения 3, 4 к статору 7 подводится напряжение 10, 5 к. В, а к контактным кольцам – питание от возбудителя. В нижней части кожуха расположены два маслонасоса 8, маслобак и водяной маслоохладитель. Циркуляция водорода поддерживается при давлении 0, 1– 0, 2 МПа вентиляторами 5, которые засасывают водород из кожуха и прогоняют его через внутреннюю часть корпуса компенсатора. Нагретый водород попадает во входные проемы 12 вертикальных газоохладителей, где охлаждается. Рис. 2. 26. Синхронный компенсатор типа КСВ: 1– статор; 2 – ротор; 3, 4 – изоляционные уплотнения; 5 – вентилятор; 6 – подшипник; 7 – опорные платформы; 8 – маслонасос; 9 – камера контактных колец; 10 – вал; 11, 12 – выходной и входной проемы в газоохладитель; 13 – газоохладитель

Синхронный компенсатор характеризуется номинальной мощностью, напряжением, током статора, частотой и номинальным током ротора. Шкала мощностей определяется по ГОСТ 609– 84. Номинальное напряжение синхронного компенсатора на 5– 10 % выше номинального напряжения сети. В зависимости от тока возбуждения синхронный компенсатор может работать в режимах перевозбуждения и недовозбуждения, генерировать или потреблять реактивную мощность. Регулирование тока возбуждения осуществляется специальными схемами АРВ. Синхронные компенсаторы небольшой мощности имеют схему электромашинного независимого возбуждения (см. рис. 2. 9, а), На более мощных машинах с водородным охлаждением (КСВ) возбуждение осуществляется от специального бесщеточного возбудительного агрегата, встроенного в корпус компенсатора. Схема АГП синхронных компенсаторов такая же, как у генераторов. Мощные СК (10000 к. ВА и выше) включаются в сеть через реактор для ограничения пусковых токов и посадки напряжения на шинах (рис. 2. 27). Параметры реактора выбираются так, чтобы в момент пуска напряжение на шинах подстанции не падало ниже (80 – 85 %) Uном, а напряжение на СК было (30 – 65 %)Uном, при этом ток не превышает (2 – 2, 8)Iном.

Рис. 2. 27. Схема реакторного пуска синхронного компенсатора При пуске выключатель Q 1 отключен, Q 2 включен. Разворот компенсатора происходит за счет асинхронного момента. Когда частота вращения приблизится к синхронной, подается возбуждение и компенсатор втягивается в синхронизм. Регулируя ток возбуждения, устанавливают минимальный ток статора и включают выключатель Q 1, шунтируя реактор и включая СК в сеть. Синхронные генераторы могут работать в режиме синхронного компенсатора, если закрыть доступ пара (или воды) в турбину. В таком режиме перевозбужденный турбогенератор начинает потреблять небольшую активную мощность из сети и отдает реактивную мощность в сеть. Перевод гидрогенераторов в режим синхронных компенсаторов производится без остановки агрегатов, достаточно освободить камеру гидротурбины от воды.

Статические компенсаторы – это батареи конденсаторов и другие источники реактивной мощности (ИРМ), не имеющие вращающихся частей. На подстанциях промышленных предприятий вблизи потребителей реактивной мощности устанавливаются батареи статических конденсаторов (БК). Конденсаторы могут быть масляными или соволовыми на напряжение от 220 В до 10, 5 к. В для наружной и внутренней установки. Единичная мощность конденсаторов от 10 до 125 квар, для получения необходимой мощности Qc конденсаторы соединяются параллельно. В энергосистемах БК на напряжение 6 и 10 к. В устанавливаются в узлах сети, на подстанциях подключаются (через выключатель) к шинам 6 и 10 к. В. Реактивная мощность, вырабатываемая батареей, соединенной по схеме звезда, где Uф – напряжение, на которое включена БК; С – емкость БК. Если к сети подключено одно и то же число банок конденсаторов (нерегулируемая БК), то в режиме минимальных нагрузок возможна перекомпенсация реактивной мощности, которая вызовет повышение напряжения и дополнительные потери в сети. Это приводит к необходимости регулирования количества включенных банок конденсаторов. Такое регулирование может быть одно- и многоступенчатым, когда БК разделена на секции. Включение и отключение части секций производится автоматически или вручную.

Достоинствами БК являются их простота, а недостатками – зависимость реактивной мощности от напряжения, невозможность потребления реактивной мощности, ступенчатое регулирование. Более совершенными являются установки статических тиристорных компенсаторов, в которых осуществляется плавное регулирование тока (рис. 2. 28). В установке применены нерегулируемые емкости (БК) C 1, C 2, СЗ, которые вырабатывают реактивную мощность (емкостную) Qc, и регулируемая с помощью тиристорных ключей VS индуктивность LR. Управляющие электроды тиристоров присоединены к схеме автоматического регулирования. Достоинствами этой установки являются отсутствие вращающихся частей, быстродействие и плавность регулирования. Рис. 2. 28. Схема статических регулируемых компенсаторов

Совершенствование тиристоров и уменьшение их стоимости приведет к тому, . что ИРМ будет целесообразнее, чем синхронные компенсаторы. Асинхронизированные турбогенераторы ТАП-110, АСТГ-200, ТЗВА-320 могут применяться в качестве управляемого ИРМ при соответствующем регулировании тока возбуждения.