Главная страница
Навигация по странице:

  • §4 Выработка реактивной мощности на электростанциях

  • §5 Компенсация реактивной мощности.

  • §6 Компенсирующие устройства.

  • .

  • Рабочие режимы электроэнергетических систем. Методы и средства регулирования рабочих режимов


    Скачать 1.72 Mb.
    НазваниеРабочие режимы электроэнергетических систем. Методы и средства регулирования рабочих режимов
    Дата21.12.2021
    Размер1.72 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаKONTROShA.docx
    ТипГлава
    #311909
    страница2 из 7
    1   2   3   4   5   6   7
    §3 Статические характеристики нагрузки. Регулирующий эффект нагрузки по напряжению.

    Выработка и потребление электроэнергии в электрических системах зависят от параметров качества электроэнергии –– частоты и величины напряжения на шинах электростанций, подстанций или у потребителя. При отклонениях частоты и напряжения от номинальных значений меняются величины нагрузок в узлах электрической сети. Зависимости активных и реактивных мощностей потребителей от частоты и напряжения, построенные при медленном их изменении, называются статическими характеристиками нагрузки. Имеются в виду такие медленные изменения параметров режима, при которых каждое их значение соответствует установившемуся режиму. Виды этих характеристик зависят от типа потребителей (асинхронных и синхронных двигателей, осветительной нагрузки, потерь мощности в сети и т. д.).

    Для расчета параметров установившегося режима питающих и распределительных сетей в первую очередь представляют интерес статические характеристики нагрузок по напряжению, причем не отдельных электроприемников, а их совокупностей, т. е. характеристики узлов комплексной нагрузки.

    В каждом конкретном случае статические характеристики нагрузки можно получить в результате проведения испытаний, меняя напряжение на шинах подстанции и выполняя замеры мощности потребления.

    Количественные показатели статических характеристик узлов ком-

    плексных нагрузок зависят от содержания элементарных нагрузок. Поэтому в практических расчетах часто используют типовые (усредненные) статические характеристики, построенные для типового (усредненного) состава узла комплексной нагрузки.

    Примерный состав узла комплексной нагрузки:

    Потребители Состав, %

    Мелкие асинхронные двигатели............................ 35

    Крупные асинхронные двигатели.......................... 15

    Освещение................................................................ 25

    Выпрямители, инверторы, нагревательные

    приборы.....................................................................10

    Синхронные двигатели...............................................8

    Потери в сетях............................................................ 7

    Исходя из характерного состава комплексной нагрузки, можно получить зависимости мощности от напряжения. Их вид изображен на рис. 7.2., из которого видно, что потребляемая из сети активная мощность с увеличением напряжения возрастает фактически линейно, а график изменения потребляемой реактивной мощности имеет точку перегиба.



    Рис.7.2

    Немонотонный характер этой зависимости определяется следующими причинами. Реактивная мощность намагничивания асинхронных электродвигателей, составляющая значительную долю всей реактивной нагрузки комплексного узла, резко уменьшается при снижении напряжения, что обусловливает большой наклон статической характеристики при напряжениях, близких к номинальному значению. С другой стороны, снижение напряжения приводит к заметному росту реактивной мощности, теряемой в индуктивных сопротивлениях рассеяния трансформаторов и асинхронных двигателей, а также в индуктивных сопротивлениях линий. В нормальных режимах эта реактивная мощность в сумме составляет лишь 30—40 % всей реактивной нагрузки, но по мере снижения напряжения доля ее участия в совокупной реактивной нагрузке все время возрастает. Кроме того, зарядная мощность линий, частично покрывающая потребность электроустановок в реактивной мощности, при снижениях напряжения уменьшается по квадратичной зависимости, что также приводит к увеличению реактивной нагрузки системы. Поэтому при достаточно большом снижении напряжения реактивная мощность электроэнергетической системы доходит до минимального значения и при дальнейшем снижении напряжения начинает возрастать.

    В промышленных электроэнергетических системах минимум реактивной нагрузки имеет место при снижении напряжения примерно до 70-80 % номинального в зависимости от состава потребителей эллектроэнергии..

    Рассмотрим, как реагирует нагрузка на изменение режима в простейшей электрической системе, представленной на рис. 7. 3.



    Рис. 7.3

    Пусть из-за
    аварии или по другим причинам напряжение в конце ли-
    ­нии понижается. Покажем, что нагрузка в силу своего положительного регу­лирующего эффекта повысит напряжение . Напряжение в конце линии можно представить в следующем виде:

    ,

    где , - активная и реактивная мощности в конце линии; , - активное и реактивное сопротивление линии.

    При понижении в соответствии со статическими характеристиками, рис. 7.2, будут уменьшаться значения и , а также и следова­тельно, будут уменьшаться потери , а значение вследствие этого бу­дут увеличиваться. Рост при уменьшении понятен из приведенной выше формулы в предположении, что поддерживается постоянным. Все это справедливо в случае, когда

    .

    Степень изменения активной и реактивной мощности нагрузку при изменении напряжения называется регулирующим эффетом нагрузки. Нагрузка имеет положительный регулирующий эффект при и от­рицательный регулирующий эффект при . В последнем случае по­нижение вызывает рост потребляемой реактивной мощности , соответст­венно большая реактивная мощность течет и по линии. Это вызы­вает увеличение потерь напряжения в линии , следовательно, уменьша­ется напряжение в конце линии у потребителя. В соответствии со статической характеристикой при снова растет. Это приводит к дополнительному понижению и т. д. Возникает явление, называемое лавиной напряжения. Остановить снижение напряжения при этой аварии можно, лишь отключив нагрузку. В настоящее время применяются автоматические регуляторы возбуждения(АРВ) на генераторах и мощных синхронных двигателях, стабилизирующие напряжение, поэтому напряжение в системе не понижается ниже критического.

    §4 Выработка реактивной мощности на электростанциях

    Полная мощность, вырабатываемая генератором, включает активную и реактивную составляющие:

    , ,

    где - коэффициент мощности генератора.

    Синхронные генераторы на электростанциях вместе с другими источниками реактивной мощности обеспечивают и регулируют баланс реак­тивной мощности в современных электрических сетях. При этом изменение реактивной мощности (реактивного тока ), рис.7.4, синхронных генераторов достигается соответствую­щим изменением тока возоуждения



    Рис. 7.4

    В номинальном режиме генератор выра­батывает номинальные значения активной и реактивной мощностей при и . Уменьшая ток возбуждения, можно снизить реактивную мощность, выдаваемую генератором. При снижении активной мощности в сравнении с номинальным значением (при уменьшении тока статора с до значения ) возможна выдача увеличенной реактивной мощно­сти сверх номинальной ( ) . Такое увеличение может быть допущено в пределах, ограничиваемых номинальными токами статора и ротора.

    Возможность увеличения реактивной мощности за счет уменьшения ак­тивной допустимо использовать в случае избытка активной мощности, т. е. в режиме минимума активной нагрузки. В этом случае некоторая часть генера­торов, несущих активную нагрузку, может переводиться на работу с пони­женным коэффициентом мощности. Однако для увеличения выработки реак­тивной мощности нужно иметь в нормальном режиме резерв по току ротора при и по току статора при .

    Увеличение реактивной мощности генератора в режиме наибольших нагрузок за счет уменьшения активной мощности,экономически нецелесо­образно. Эффективнее вместо снижения активно мощности генератора применять для выработки реактивной мощности компенсирующие устрой­ства.

    §5 Компенсация реактивной мощности.

    При номинальной нагрузке генераторы вырабатывают лишь около 60 % требуемой реактивной мощности, 20% генерируется в ЛЭП с напряжением выше 110 кВ, 20% вырабатывают компенсирующие устройства, расположен­ные на подстанциях или непосредственно у потребителя.

    Проблема компенсации реактивной мощности в электрических системах имеет большое значение по следующим причинам:

    1) в промышленном производстве наблюдается опережающий рост по­требления реактивной мощности по сравнению с активной;

    2) в городских электрических сетях возросло потребление реактивной мощности, обусловленное ростом бытовых нагрузок;

    3) увеличивается потребление реактивной мощности в сельских электрических сетях.

    Компенсация реактивной мощности, как всякое важное техническое ме­роприятие, может применяться для нескольких различных целей. Во-первых, компенсация реактивной мощности необходима по условию баланса реак­тивной мощности. Во-вторых, установка компенсирующих устройств приме­няется для снижения потерь электрической энергии в сети. И, наконец, в-третьих, компенсирующие устройства применяются для регулирования напряжения.

    Для уменьшения перетоков реактивной мощности по линиям и трансформаторам источники реактивной мощности должны размещаться вблизи мест ее потребления. При этом передающие элементы сети разгружа­ются по реактивной мощности, чем достигается снижение потерь активной мощности и напряжения. Преимущества установки компенсирующих устройств в конце линии иллюстрируется рис. 7.5, где приведены схемы замещения и векторные диаграммы токов и мощностей.

    Без применения компенсирующих устройств в линии протекают ток и мощность нагрузки, рис. 7.5, а:

    , .

    При установке компенсирующих устройств реактивный ток и реактивная мощность в линии уменьшаются на величину реактивного тока и реактивной мощности, генерируемых в компенсирующем устройстве и . В линии будут протекать меньшие ток и мощность, соответственно равные, рис. 7.5, б:





    Рис. 7.5
    Т
    аким образом, вследствие применения компенсирующих устройств на подстанции при неизменной мощности нагрузки реактивные мощности и ток в линии уменьшаются — линия разгружается по реактивной мощности. При этом, как отмечалось выше, в линии уменьшаются потери мощности и потери напряжения, так как

    , .

    §6 Компенсирующие устройства.

    В качестве компенсирующих устройств используются:

    - шунтовые батареи конденсаторов (БК);

    - синхронные компенсаторы (СК);

    - реакторы;

    - статические источники реактивной мощности (ИРМ);

    - синхрон­ные двигатели (СД).

    Шунтовые батареи конденсаторов применяются для генерации реактивной мощности в узлах электрической сети.

    Батареи конденсаторов комплектуются из отдельных конденсаторов, со­единенных последовательно и параллельно (рис. 7.6, а и б). Конденсаторы выпускаются в однофазном и трехфазном исполнениях на номинальное на­пряжение 0,22 - 10,5 кВ. Единичная мощность конденсаторов составляет 10-125 квар.



    Рис. 7.6

    Шунтовые конденсаторные батареи применяют на напряжениях до 220 кВ. Увеличение рабочего напряжения БК достигается увеличением числа по­следовательно включенных конденсаторов, рис. 7.6, а). Для увеличения мощности БК применяют параллельное соединение конденсаторов рис. 7.6, б.

    В сетях трехфазного тока конденсаторы включаются звездой и треугольником, рис. 7.7, а и б.

    При соединении конденсаторов звездой, мощность батареи

    .

    При соединении конденсаторов треугольником, мощность батареи

    .

    Таким образом, при соединении конденсаторов треугольником мощность батареи оказывается в 3 раза больше. При напряжении до 1 кВ конденсаторы обычно включают треугольником. В энергосистемах БК на на­пряжение 6 кВ и выше, соединение выполняется только по схеме звезды с изолированной или глухо заземленной нейтралью в зависимости от режима нейтрали сети, в которой устанавливаются БК.



    Рис. 7.7

    В конденсаторах, применяемых в компенсирующих устройствах, в каче­стве диэлектрика используется бумага, пропитанная минеральным маслом или синтетической жидкостью. Известны разработки конденсаторов повы­шенной мощности с диэлектриком из синтетической пленки, имеющих ма­лые габариты.

    Батареи конденсаторов бывают регулируемые (управляемые) и нерегулируемые. В нерегулируемых число конденсаторов неизменно, а вели­чина реактивной мощности зависит только от квадрата напряжения. Суммар­ная мощность нерегулируемых батарей конденсаторов не должна превышать наименьшей реактивной нагрузки сети.

    В регулируемых батареях конденсаторов в зависимости от режима авто­матически или вручную изменяется число включенных конденсаторов. Вы­пускаются регулируемые комплектные батареи конденсаторов на напряже­ния 0,38; 6; 10 и 35кВ, снабженные пускорегулирующим устройством, необходи­мым для автоматического изменения мощности батареи (контакторами или выключателями).

    На практике изменение мощности, вырабатываемой батареей в номи­нальных эксплуатационных условиях, достигается включением или отклю­чением части конденсаторов, составляющих батарею, т. е. путем ступенча­того регулирования. Одноступенчатое регулирование заключается в отклю­чении или включении всех конденсаторов батареи, многоступенчатое – в от­ключении ил включении отдельных секций батареи, снабженных конденса­торами или включателями.

    При отключении конденсаторов необходима их автоматическая (без участия дежурного персонала) разрядка на активное сопротивление, присое­диненное к батарее. Величина его должна быть такой, чтобы при отключении не возникло перенапряжений на зажимах конденсаторов. В качестве разряд­ного сопротивления для конденсаторных установок напряжением 6—10 кВ используется активное сопротивление трансформаторов напряжения, рис. 7.8, б.Для БК до 1 кВ применяют специальные разрядные сопротивления, на рис. 7.8, а.



    Рис. 7.8

    В сетях систем электроснабжения промышленных предприятий возможны следующие виды компенсации с помощью БК:

    а) индивидуальная — с размещением конденсаторов непосредственно у токоприемника;

    б) групповая — с размещением конденсаторов у силовых шкафов и шинопро­водов в цехах;

    в) централизованная — с подключением батареи на шины 0,38 и 6—10 кВ подстанции.

    Основные технико-экономические преимущества конденсаторов в срав­нении с другими компенсирующими устройствами состоят в следующем:

    а) возможность применения как на низком, так и на высоком напряжении;

    б) малые потери активной мощности (0,0025 — 0,005 кВт/квар).

    Недостатки конденсаторов с точки зрения регулирования режима:

    а) зависимость генери­руемой ими реактивной мощности от напряжения; б) невозможность потреб­ления реактивной мощности;

    в) ступенчатое регулирование выработки реак­тивной мощности и невозможность ее плавного изменения;

    r) чувствитель­ность к искажениям формы кривой питающего напряжения.

    Удельная стоимость (за 1 кВАр) БК совместно с пускорегулирующей ап­паратурой в настоящее время наименьшая по сравнению со стоимостью дру­гих компенсирующих устройств.

    Конденсаторные батареи также имеют ряд эксплуатационных преимуществ:

    - простота эксплуатации (ввиду отсутствия вращающихся и трущихся частей);

    - простота производства монтажа (малая масса, отсутствие фундамента);

    - возможность использования для установки конденсаторов лю­бого сухого помещения.

    Среди эксплуатационных недостатков БК следует отметить малый срок службы (8 — 10 лет) и недостаточную электрическую прочность (особенно при коротких замыканиях и напряжениях выше номи­нального).

    Синхронный компенсатор — это синхронный двигатель, работающий в режиме холостого хода без нагрузки на валу. Если пренебречь незначительными потерями холостого хода, то потребляемая им активная мощность равна нулю и СК загружен только реактивной мощностью.

    Реактивная мощность неявнополюсного СК, активное сопротивление обмотки статора которого пренебрежимо мало, определяется выражением



    где - напряжение сети в точке подключения СК; - ЭДС, индуктированная в обмотке якоря потоком , созданным током возбуждения ; - продольное синхронные индуктивные сопро­тивле­ния обмотки якоря.

    Величина и знак реактивной мощности СК зависят от соотношения между значениями ЭДС и напряжением сети . Значение ЭДС определяется значением тока возбуждения, причем росту тока возбуждения соответствует увеличение . При не­котором определенном (нормальном) значении тока возбуждения , и реактивная мощность СК равна нулю. Этот режим работы СК соответствует его подключению на параллельную работу с сетью при выполнении условий точной синхронизации.


    Рис. 7.9
    Если после синхронизации увеличить ток возбуждения, тогда ЭДС обмотки статора станет больше напряжения сети, , и возникнет ток обмотки статора , отстающий от , а также от и на , рис.7.9. В этом случае, машина будет отдавать в сеть чисто индук­тивный ток и реактивную мощность.

    Если ток возбуждения уменьшить, так чтобы , рис.7.10, то ток также будет отставать от на , но опере­жать и на , т.е. машина будет отдавать в сеть емкостной ток и потреблять из сети реактивную мощность.

    Таким образом, изменение тока возбуждения СК вызо­вет в нем только реактивные токи или изменение реактивного тока и ре­активной мощности. При синхронный компенсатор называется перевозбуж­денным, а при - недовозбужденным.

    При активной мощности равной нулю перевозбужденный СК отношению к сети эквивалентна емкости (батареи конденсаторов), а недо­возбужденный – индуктивности (управляе­мому шунтирующему реактору).


    Рис. 7.10
    Режимы работы CК удобно характеризовать с помощью U-образной характеристики, рис.7.11, представляющей собой зависимость потребляемого синхронным компенсатором тока из сети от тока возбуждения .



    Рис. 7.11

    Номинальная мощность синхронного компенсатора указывается для режима перевозбуждения. В режиме недо­возбуждения .

    Положительными свойствами СК как источников реактивной мощности являются:

    а) возможность увеличения генерируемой реактивной мощности при пониже­нии напряжения в сети путем регулирования тока возбуждения;

    6) воз­можность плавного и автоматического регулирования генерируемой реак­тивной мощности,

    в) возможность как потребления, так и выработки реактивной мощности.

    Одним из основных недостатков синхронных компенсаторов является их высокая стоимость. Установка и обслуживание синхронных компенсаторов являются очень затратными, следовательно, увеличиваются и удельные затраты на компенсацию реактивной мощности.

    Так как это вращающаяся машина, то потери активной мощности в синхронных компенсаторах больше, по сравнению с батареями конденсаторов, и составляют около 0,015-0,03 МВт/Мвар.

    Все эти недостатки определяют целесообразность использования синхронных компенсаторов для регулирования напряжения на крупных подстанциях напряжением от 220 до 500кВ.

    Так же большие габариты и вес синхронных компенсаторов влекут за собой большую занимаемую производственную площадь подстанции, а также установку укрепленного фундамента для монтажа электрической машины.

    Синхронные компенсаторы чаще всего выполняются явнополюсными и частота их вращения 750-1000 об/мин. До 25 МВА СК выполняются с воздушным охлаждением, при больших мощностях – с водородным. В современной электроэнергетике применяют синхронные компенсаторы мощностью примерно до 200 МВА.

    Шунтирующие реакторы применяют для регулирования реактив­ной мощности и напряжения, а также для повышения пропускной способности линий разгружая их по реактивной мощности. Реактор - это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для использования его индуктивности в элек­трической цепи. Активное сопротивление реактора пренебрежимо мало. Шунтирую­щие реакторы рассчитаны на напряжения 35-750 кВ и могут как присоеди­няться к линии, так и включаться на шины подстанции. Реактор потребляет реактивную мощность, которая в зоне линейности его электромагнитной ха­рактеристики зависит от квадрата напряжения U:

    ,

    где - индуктивная проводимость реактора.

    Используются управляемые и неуправляемые шунтирующие реакторы. Переход от нерегулируемых шунтирующих реакторов к управляемым(УШР) даёт возможность существенно увеличить передаваемую по линии мощность.

    Управление реактором осуществляется в результате изменения его параметров с помощью подмагничивания. Такое подмагничивание возможно для управления только реакторами, имеющими магнитопровод из ферромагнитного материала.

    УШР представляют собой трехфазное электромагнитное устройство трансформаторного типа, размещенное в маслонаполненном баке и предназначенное для наружной установки. По конструкции, технологии изготовления обмоток, магнитной системы, системы охлаждения, монтажу и обслуживанию электромагнитная часть реактора аналогична силовому трансформатору. Регулирование мощности реактора осуществляется путем изменения постоянного тока в обмотках управления, получаемого от регулируемого преобразователя (выпрямителя).

    Магнитная система одной фазы УШР содержит два стержня. На каждом стержне размещены обмотки управления и сетевые обмотки. При подключении к обмоткам управления регулируемого источника постоянного напряжения происходит нарастание потока подмагничивания, который в соседних стержнях направлен в разные стороны и вызывает насыщение стержней УШР в соответствующие полупериоды тока. Насыщение стержней приводит к возникновению и возрастанию тока в сетевой обмотке за счет нелинейных свойств магнитопровода. Изменение величины тока подмагничивания приводит к изменению тока сетевой обмотки, за счет чего обеспечивается плавное изменение уровней напряжения в точке подключения УШР, и величина потребляемой реактором реактивной мощности. 

    На практике используются три вида управляемых шунтирующих реакторов:

    • реакторы, управляемые подмагничиванием постоянным током при помощи специальной обмотки управления;

    • реакторы, управляемые подмагничиванием постоянным током через расщеплённую нейтраль сетевой обмотки;

    • реакторы трансформаторного типа, в трансформаторе задействованы две обмотки, они выполнены таким образом, что их напряжение короткого замыкания составляет 100%, а во вторичную обмотку включена тиристорная группа. Функционально, такая конструкция представляет собой тиристорно-реакторную группу СТК, которая подключена к сети высокого напряжения без использования дополнительных согласующих трансформаторов.

    Использование управляемых шунтирующих реакторов позволяет решить следующие проблемы электросети:

    • устранить суточные и сезонные колебания напряжения в электрической сети;

    • повысить качество электрической энергии;

    • оптимизировать и автоматизировать режимы работы электрической сети;

    • снизить потери электроэнергии при ее транспортировке и распределении;

    • повысить устойчивость энергосистемы;

    • улучшить условия эксплуатации и повысить надежность работы электротехнического оборудования; 

    • увеличить пропускную способность линий электропередачи.

    В настоящее время УШР для сетей 330 кВ и выше используется только в России, странах СНГ, в Литве, Индии, Анголе и Китае. В сетях других стран нет подобных устройств, там изменение мощности шунтирующих реакторов производится путем их коммутации.

    Среди недостатков реакторов стоит отметить то, что реакторы только потребляют ре­активную мощность и ее величина пропорционально квадрату напряжения. Простое устройство и малая стои­мость - их достоинства.

    Нерегулируемые шунтирующие реакторы выпускаются мощностью до 330 МВАр, управляемые до 250 МВАр, с большим диапазоном регулирования.


    Рис.7.12
    Статические источники реактивной мощности (ИРМ) предназначены для плавной (регулируемой) генерации или потребления реактивной мощно­сти, что достигается в ИРМ использованием нерегулируемой батареи кон­денсаторов и включенного последовательно или параллельно с ней регули­руемого реактора, рис. 7.12. Плавность регулирования реактивной мощно­сти ИРМ достигается с помощью регулируемого тиристорного блока, входя­щего в устройство управления. Схемы ИРМ весьма разнообразны и позволяют вырабатывать или потреблять реактивную мощность в зависи­мости от режима работы и вида схемы.



    Рис. 7.13
    Наибольший интерес с точки зрения регули­рования напряжения и реактивной мощности представляют статические ИРМ с параллельным соединением управляемых тиристорами раекторов и коммутируемых ыключателями или тиристорами конденсаторных батарей. Принципиальная схема такого ИРМ, который известен как статический тиристорный компенсатор (СТК), приведена на рис. 7.13, где 1 – коммутируемая выключателями БК; 2 – коммутируемая тиристорами БК; 3 – управляемые тиристорами реакторы.

    Рабочий диапазон регулирования реактивной мошности, установленная мощность нерегулируемой или ступенчато регулируемой батареи, мощность регулируемых тиристорами реакторов выбираются в зависимости от назначения СТК

    Возможны, например, следующие соотношения этих мощностей для СТК, состоящего из нерегулируемой секции БК и регулируемого тиристорами реактора:

    • установленные мощности реактора и КБ равны ;

    • установленная мощность реактора больше мощности БК, напри-

    мер .


    Рис. 7.15

    Рис. 7.14
    В первом случае благодаря тому, что мощность реактора регулируется в диапазоне , а , суммарная мощность СТК может изменяться в диапазоне . Рабочий диапазон регулирования генерируемой реактивной мощности располагается в области режимов от генерирования мощности, равной установленной мощности БК, до нуля, когда тиристоры реактора открыты полностью. Статическая характеристика такого СТК приведена на рис. 7.14.

    Во втором случае мощность реактора может изменяться в диапазоне , а мощность нерегулируемой КБ остается равной . Такой СТК может работать в режиме генерирования и потребления реактивной мощности так, что , рис. 7.15.

    Синхронные двигатели получили широкое распространение в про­мышленности для электроприводов, не требующих частого пуска и регули­рования скорости вращения (например, для привода насосов, компрессоров, вентиляторов и т. д.). Известно, что при изменении тока возбуждения СД, изменяется как величина, так и характер (индуктивный или емкостной) вырабатываемой им реактивной мощности, сле­довательно, их можно использовать в качестве компенсирующих устройств.

    Режимы работы СД удобно характеризовать с помощью U-образных ха­рактеристик. Приведенные на рис. 7.16 U - образные характеристики СД (кри­вые 1–3), представляют собой зависимости потребляемого синхронным дви­гателем тока из сети и коэффициента мощности от тока возбуждения при постоянных значе­ниях мощности на валу, напряжения и частоты сети. Изменение тока возбуждения синхронного двигателя сопровожда­ется изменением силы и фазы потребляе­мого из сети тока, т. е. меняется зна­чение реактивной мощности СД, а, следо­вательно, и самой сети.

    Анализ данных характеристик показывает, что минимальное значение тока потребляемого синхронным двигателем из сети имеет место при не­котором определенном значении тока возбуждения , соответствующем ре­жиму нормальной работы при =1. При любом изменении (увеличении или уменьшении) тока возбуждения потребляемый из сети ток возрас­тает вследствие увеличения реактивной составляющей.



    Рис. 7.16
    На рис. 7.16 проведена пунктирная линия, в точках пересечения которой с U-об­разными характеристиками =1. Слева и справа от этой линии меньше единицы. Правые части кр
    ивых соответствуют перевозбуж­денной машине и отдаче в сеть индуктивного тока и реактивной мощности, а левые части — недовозбужденной машине и отдаче в сеть емкостного тока и потреб­лению реактивной мощности.

    Синхронный двигатель, как компенсирующее устройство, обладает следующими отличительными свойствами:

    - одновременно выполнять две функции – являться приводом механического устройство и выполнять функцию компенсирующего устройства;

    - вырабатывать или потреблять из сети реактивную мощность в зависимости от величины тока возбуждения при сохранении необходимого режима как приводного двигателя;

    - плавно и в широких пределах регулировать величину и характер генерируемой реактивной мощности;

    - малочувствителен к несинусоидальности напряжения;

    - предотвращать лавинообразное снижение напряжения в системах электроснабжения в аварийных режимах и при коротких замыканиях при наличии системы автоматического регулирования тока возбуждения.

    Вопрос о целесообразности привлечения СД к генерации реактивной мощности должен решаться, учитывая следующие аспекты:

    - технические параметры СД и его загрузку активной мощностью;

    - состав и технические параметра узла нагрузки, где установлен СД;

    - качество электрической энергии в месте установки двигателя;

    - политики ценообразования, т.е. от соотношения цен на активную и реактивную составляющие электрической энергии, т.к. при существующей тенденции заметного увеличения платы за реактивную мощность, необходимость привлечение СД к генерации реактивной мощности значительно возрастает.

    1   2   3   4   5   6   7


    написать администратору сайта