Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Синхронный компенсатор
Синхронный компенсатор (СК) представляет собой синхронную машину, предназначенную для генерирования реактивной мощности. Синхронный компенсатор включают в электрическую систему с целью повышения ее коэффициента мощности. Принцип происходящих при этом явлений состоит в том; что необходимую для работы некоторых потребителей реактивную мощность вырабатывает не синхронный генератор, установленный на электростанции, а синхронный компенсатор, установленный в непосредственной близости к потребителю. К числу потребителей переменного тока, требующих значительной реактивной мощности, в первую очередь относятся асинхронные двигатели. На рис. 22.7 показана система, состоящая.из синхронного генератора (СГ), повышающего TpI и понижающего TpII трансформаторов, линии электропередачи (ЛЭП), потребителя Z и синхронного компенсатора (СК), включенного непосредственно на входе потребителя. Синхронный компенсатор, включенный в сеть, работает как синхронный двигатель без нагрузки (Р2 = 0), т. е. в режиме х. х., и при этом вырабатывает реактивную мощность Qck, необходимую для работы потребителя Z, например группы асинхронных двигателей. Благодаря этому реактивная мощность в СГ и ЛЭП доведена до некоторого минимального значения Qmjn. Это способствует повышению технико-экономических показателей всей электрической системы. Для пояснения явлений, связанных с подключением СК к электрической системе, рассмотрим рис. 22.8. При подключении потребителя Z к сети с напряжением Uc (рис. 22.8, а) в сети возникает ток /г, отстающий по фазе от напряжения Uc на угол φz, обусловленный значительной индуктивной составляющей тока I2. При подключении СК параллельно потребителю Z и создании в СК режима перевозбуждения (рис. 22.8, б) в сети появится ток /ск, опережающий по фазе напряжение ис на угол 90°. Результирующий ток в сети Ic =Iz + Ick (22.1)
Рис. 22.7. Схема включения синхронного компенсатора (СК) в электрическую систему Рис. 22.8. Применение синхронного компенсатора для повышения коэффициента мощности сети
Фазовый сдвиг этого тока относительно напряжения сети Uc (угол φc) намного меньше угла фазового сдвига до включения СК (угол фг). Кроме того, токIс станет меньше (Iс <Iz). В этом можно убедиться исходя из следующих соображений. Так как СК работает без нагрузки на валу, то его активная мощность не велика и определяется потерями х. х. в компенсаторе. Пренебрегая этими потерями, можно активную мощность в сети до подключения СК Pc = Pz = √3IzUccosφz (22.2) приравнять к активной мощности сети после подключения СК: P'c =√3IcUccosφz (22.3) Но так как Рс = P'c, a cosφc> cosφz, то Iс< Iz. В результате синхронный генератор и линия электропередачи разгружаются и потери мощности в них уменьшаются. В некоторых случаях СК работают с недовозбуждением. Необходимость в этом возникает, если ток в системе содержит значительную емкостную составляющую, которая не компенсируется индуктивной составляющей тока потребителей. Обычно степень возбуждения СК регулируют посредством автоматических устройств. Синхронные компенсаторы применяют также для стабилизации напряжения в сети при передаче энергии по линиям большой протяженности. При больших индуктивных нагрузках напряжение в конце линии (у потребителей) оказывается намного меньше, чем в начале; при малых нагрузках, наоборот, под влиянием емкостных сопротивлений линии напряжение в конце линии может даже повышаться по сравнению с напряжением в начале. Если же в конце линии (у потребителей) включить СК, работающий при больших нагрузках с перевозбуждением и при малых нагрузках с недовозбуждением, то это позволит поддерживать напряжение в конце линии практически неизменным. Условия нагревания СК при опережающем токе (при перевозбуждении) более тяжелые, чем при отстающем (при недовозбуждении), поэтому номинальной мощностью компенсатора считают мощность при перевозбуждении. Пример 22.1. Потребитель, включенный в сеть переменного тока напряжением Uc = 6,3 кВ, потребляет мощность 1500 кВ·А при коэффициенте мощности cosφ= 0,7. Определить мощность синхронного компенсатора, необходимого для повышения коэффициента мощности в сети до cosφ1 = 0,95 (sinφ= 0,31). Определить также силу тока нагрузки в сети до и после компенсации. Решение. До включения СК реактивная мощность сети Q = 5 sinφ= 1500-0,7 = 1050 кВ·Ар; ток нагрузки в сети Iс = S/(√3 Uc) = 1500/(V3 -6,3) =138 А; активная составляющая этого тока Iс.а = Iс cosφ = 138-0,7 = 97 А. После включения СК реактивная мощность уменьшилась до Q' = Ssin' = 1500-0,31 = 450 кВ·Ар. Таким образом, для повышения коэффициента мощности установки от cosφ = 0,7 до cosφ' = 0,95 требуется включить СК мощностью Qc.к = 1050—450 = 600 кВ·Ар. При этом активная составляющая тока сети не изменится (Iс.а = 97 А), а реактивная составляющая этого тока станет равной I'с.р= Q'/(√3 ·Uс) = 450/(√3 ·6,3) = 42 А. Следовательно, ток в сети после включения СК I'с.= √I2с.а + I'с.р = √972 + 422 = 104 А. Обычно коэффициент мощности увеличивают до 0,92—0,95, так как экономия, получаемая от повышения коэффициента мощности до единицы, не оправдывает увеличивающихся расходов, обусловленных возросшей мощностью синхронного компенсатора. Так, если в рассматриваемом примере потребовалось бы увеличить коэффициент мощности в сети до единицы, то пришлось бы применить синхронный компенсатор мощностью 1050 кВ I'с Ар, т. е. почти в два раза больше, чем при cosφ' = 0,95. Синхронные компенсаторы — это электрические машины большой мощности: от 10 до 160 тыс. кВ-А. Выполняют их обычно с горизонтальным расположением вала на напряжение от 6,6 до 16 кВ, частотой 50 Гц. Число полюсов в СК обычно составляет 2р = 6.и 8, что соответствует частоте вращения ротора 1000 и 750 об/мин. В синхронных компенсаторах современных серий применен асинхронный пуск, поэтому ротор СК снабжен пусковой клеткой. Вал компенсатора не передает вращающего момента, и поэтому при его расчете учитывают лишь силу тяжести ротора и силу магнитного притяжения. В итоге вал СК по сравнению с валом синхронного двигателя имеет уменьшенное сечение. Это способствует уменьшению габаритов и облегчению СК. Так как вал СК не имеет выступающего конца, то СК сравнительно легко герметизировать с целью применения в нем водородного охлаждения (см. § 31.4). Наиболее важными характеристиками СК являются U-образ- ные характеристики, определяющие основные параметры компенсатора: значения токов в обмотке статора и в обмотке возбуждения. В принципе эти характеристики не отличаются от U-образ- ной характеристики синхронного двигателя в режиме х. х. (Р2 = 0). Указанные характеристики строят для разных напряжений сети. Синхронный компенсатор не несет активной нагрузки (его электромагнитная мощность Рэм≈0) и работает при значении угла θ = 0, что обеспечивает СК большую перегрузочную способность. Контрольные вопросы Чем ограничивается область устойчивой работы синхронного двигателя? Объясните процесс пуска синхронного двигателя. Как регулируется коэффициент мощности синхронного двигателя? Каково назначение синхронного компенсатора? Каковы достоинства и недостатки синхронных двигателей по сравнению с асинхронными?
Date: 2015-09-05; view: 2195; Нарушение авторских прав |