Меню

Источники реактивной мощности синхронные генераторы



Перечислить источники реактивной мощности в электрических системах

date image2015-01-07
views image2209

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Генерация реактивной мощности, в отличие от активной, не требует затрат энергии. Источниками реактивной мощности являются:

1. Линии электропередачи;

2. Синхронные машины: генераторы, двигатели, синхронные компенсаторы;

3. Батареи статических конденсаторов (БСК);

4. Вентильные источники реактивной мощности.

Основная часть энергии в электрических системах вырабатывается синхронными генераторами. Как и любой источник питания в цепях переменного тока, генератор вырабатывает не только активную, но и реактивную мощность. Величину реактивной мощности можно регулировать путем изменения тока возбуждения.

Синхронные двигатели могут не только потреблять реактивную мощность, но и выдавать ее в сеть. Генерация реактивной мощности происходит при большом токе возбуждения, когда ЭДС двигателя больше напряжения сети (режим перевозбуждения).

Синхронный компенсатор – это специальная синхронная машина облегченной конструкции, работающая на холостом ходу и используемая только как источник реактивной мощности.

Батареи статических конденсаторов (БСК) представляют собой устройства, собранные из конденсаторов, которые включаются на полное напряжение сети и предназначены для выработки реактивной мощности.

Вентильные источники реактивной мощности представляют собой устройства, состоящие из емкости и управляемого реактора (индуктивности), соединенных последовательно или параллельно.

Вентильные источники допускают плавное регулирование реактивной мощности путем изменения индуктивности реактора. Если суммарное сопротивление вентильного источника имеет индуктивный характер, то реактивная мощность потребляется; если характер суммарного сопротивления – емкостный, то реактивная мощность генерируется.

Данные устройства представляют собой статический аналог синхронного компенсатора. Они достаточно дороги и используются сравнительно редко. Область их применения – сети сверхвысокого напряжения.

Источник

7.4. Синхронные генераторы электростанций

Синхронные генераторы как основные источники реактивной мощности являются также одним из основных средств регулирования напряжения (см. рисунок 7.2).

Рис. 7.2 Новочеркасская ГРЭС блок № 9

Читайте также:  Автоматические регуляторы мощности арм

Возможность генератора как регулирующего устройства определяется его исполнением (гидро- или турбогенератор), тепловым режимом, системой возбуждения и автоматическим регулятором возбуждения (АРВ). Регулируемым параметром генератора является напряжение на его зажимах, которое для большинства генераторов может изменяться в пределах 0,95UномUг  1,05Uном Заданное напряжение может поддерживаться только в том случае, если выработка генератором реактивной мощности находится в допустимых пределах: QminQгQmax.

Для турбогенераторов вследствие их конструктивной особенности регулировочный диапазон по реактивной мощности можно принимать в зависимости от его коэффициента мощности cos, как показано на диаграмме, приведённой на рисунке 7.3. Для гидрогенераторов полная мощность, как правило, не зависит от cos. Гидрогенераторы в большинстве случаев проектируются для работы в режимесинхронного компенсатора, т.е. для них Qг = Sг.ном.

Рис. 7.3 Диаграмма ограничений выдачи и потребления реактивной мощности для турбогенератора

Рис. 7.4.Схема простой связи электростанции с системой С (а) и статические характеристики генератора Г (б)

Как видно из рис. 7.3, турбогенератор может не только генерировать, но и потреблять реактивную мощность. Необходимость в этом связана с регулированием (поддержанием) напряжения на зажимах генератора (на шинах генераторного напряжения). Способность генератора в этом отношении иллюстрируется его статической характеристикой Uг = f(Qэ) (см. рисунок 7.4) и обеспечивается его АРВ путем изменения тока возбуждения. С увеличением тока возбуждения реактивная мощность возрастает, изменяясь при этом в допустимых пределах от Qг min до Qг max. Если при уменьшении Qэ реактивная мощность генератора уменьшается до Qг min, напряжение на его шинах начинает возрастать. И наоборот, если реактивная мощность увеличивается до Qг max, напряжение на его шинах снижается. На участке от Qг min до Qг max напряжение благодаря действию АРВ поддерживается с заданным статизмом, определяемым наклоном его статической характеристики. Такое регулирование напряжения возможно, как уже отмечалось, в диапазоне (0,95—1,05)Uном.

Читайте также:  Формула мощности магнитного поля

7.5. Синхронные компенсаторы

Синхронные компенсаторы (СК) предназначены для стабилизации напряжения в точке подключения СК в пределах ±5 % номинального значения, а также для генерирования и потребления реактивной мощности, чем они и влияют на режим электроэнергетической системы (ЭЭС). Фото синхронного компенсатора, установленного на ОРУ подстанции, представлено на рисунке 7.5.

Рис 7.5 Фото синхронного компенсатора, установленного на ОРУ подстанции.

Синхронные компенсаторы устанавливаются в тех точках ЭЭС, где график нагрузки меняется в широких пределах, в связи с чем существенно изменяется баланс реактивной мощности. Как правило, это подстанции 330—500 кВ, где СК присоединяется к шинам низшего напряжения 10—20 кВ.

Синхронный компенсатор — электрическая вращающаяся машина, работающая в режиме холостого хода, т.е. без активной нагрузки. Синхронный компенсатор, включенный в систему без возбуждения, потребляет реактивную мощность (индуктивный режим). Потребляемая в этом режиме реактивная мощность может быть приближенно определена как QCK = U 2 /xd, где xd — синхронное реактивное сопротивление СК. При включении возбуждения и постепенном увеличении тока ротора СК переходит в режим генерирования реактивной мощности (емкостной режим).

Минимальная длительно допустимая реактивная мощность СК, как правило, не ниже 50 % номинальной мощности. Снижение потребляемой в этом режиме мощности сопровождается снижением ЭДС синхронной машины, и, как следствие, снижается запас устойчивой работы, чем и ограничивается минимальный уровень потребляемой реактивной мощности. В режиме генерирования реактивной мощности Qmax = Sном допускаются и кратковременные перегрузки путем форсировки тока возбуждения СК. Так же, как и для генераторов, свойства СК определяются и его регулятором возбуждения. Достоинством СК является положительный регулирующий эффект, т.е. способность увеличивать генерируемую реактивную мощность при снижении напряжения на его шинах. Параметрами регулирования СК являются реактивная мощность и напряжение, ограниченные допустимыми диапазонами изменения QminQCKQmax, 0,95UномUCK  1,05Uном. Статическая характеристика СК аналогична характеристике, приведённой на рис. 7.4 для синхронного генератора.

Читайте также:  Способы определения реактивной мощности

Источник