§ 6.16. СИНХРОННЫЙ КОМПЕНСАТОР

Синхронный компенсатор представляет собой синхронный двигатель, работающий без нагрузки на валу; при этом по обмотке якоря проходит практически только реактивный ток. Синхронный компенсатор может работать в режиме улучшения cos φ или в режиме стабилизации напряжения.

Обычно электрическая сеть, питающая электроэнергией промышленные предприятия, нагружена током Iн, отстающим по фазе от напряжения сети Uc (рис. 6.55, а). Это объясняется тем, что от сети получают питание асинхронные двигатели, у которых реактивная составляющая тока довольно велика. Для улучшения cos φ сети синхронный компенсатор должен работать в режиме перевозбуждения. При этом ток возбуждения регулируется так, чтобы ток якоря Íа синхронного компенсатора опережал на 90° напряжение сети Úc (рис. 6.55, а) и был примерно равен реактивной составляющей Íн.р тока нагрузки Íн . В результате сеть загружается только активным током нагрузки Íс = Íн.а .

При работе в режиме стабилизации напряжения ток возбуждения синхронного компенсатора устанавливается постоянным, причем такого значения, чтобы ЭДС компенсатора Е0 равнялась номинальному напряжению сети Uc.ном (рис. 6.55, б). В сети при этом имеется некоторый ток Iн , создающий падение напряжения ΔU ≈ Iн Rc cos φ + Iн Xc sin φ, где Rc и Хс — активное и индуктивное сопротивление сети; φ — угол сдвига фаз между векторами напряжения и тока сети.

Рис. 6.55. Векторные диаграммы синхронного компенсатора: а — в режиме улучшения cos φ сети; б, в, г — в режиме стабилизации напряжения

Если напряжение сети в точке подключения синхронного компенсатора несколько понижается из-за возрастания тока нагрузки Iн и становится меньше Uс.ном , то синхронный компенсатор начинает забирать из сети реактивный опережающий ток Íа (рис. 6.55, в). Это уменьшает падение напряжения в ней на величину ΔUк = Ia Xc . При повышении напряжения в сети, когда Uc > Uс.ном , синхронный компенсатор загружает сеть реактивным отстающим током Íа (рис. 6.55, г), что приводит к увеличению падения напряжения на величину ΔUк = IaXc . При достаточной мощности синхронного компенсатора колебания напряжения в сети не превышают 0,5 —1,0 %. Недостатком указанного метода стабилизации напряжения является то, что синхронный компенсатор загружает линию реактивным током, увеличивая потери в ней.