Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения, страница 3

Синхронные двигатели могут использоваться в качестве источников реактивной мощности в том случае, если они работают в режиме перевозбуждения, когда ЭДС двигателя больше напряжения на его зажимах. При этом верхний предел генери­руемой реактивной мощности ограничен допустимым нагревом ротора и допусти­мым нагревом статора. Его величина определяется по формуле

                                (8)

где Р_н - номинальная активная мощность двигателя; tgφ- номинальный коэффици­ент реактивной мощности; η_н - номинальный коэффициент полезного действия; К_н - коэффициент перегрузки двигателя по реактивной мощности.

Коэффициент перегрузки двигателя по реактивной мощности зависит от типа двигателя, его загрузки по активной мощности и напряжения на его зажимах. При снижении загрузки двигателя по активной мощности коэффициент К_п увеличивает­ся. Это связано с тем, что при снижении активной мощности уменьшаются ток и температура статора, а также с тем, что при снижении температуры статора улуч­шаются условия охлаждения ротора.

Коэффициент перегрузки двигателя по реактивной мощности увеличивается также при снижении напряжения на его зажимах, так как при этом для перевода двигателя в режим перевозбуждения требуется меньшая ЭДС и соответственно меньший ток ротора, чем при более высоком напряжении, что приводит к меньше­му нагреву ротора.

Если синхронный двигатель будет работать в режиме недовозбуждения, то ре­активная мощность будет потребляться из сети. Верхний предел потребляемой син­хронным двигателем реактивной мощности ограничен допустимым нагревом стато­ра, а также условиями пуска и устойчивостью работы.

При генерации реактивной мощности в синхронных двигателях, как и в конден­саторах, возникают дополнительные потери активной мощности. Их величину оп­ределяют по выражению

                    (9)

где Q_СД- реактивная мощность, генерируемая синхронным двигателем; Q_H0M- но­минальная реактивная мощность синхронного двигателя; D₁и D₂- расчетные пара­метры, зависящие от типа двигателя, кВт.

Основной недостаток синхронных двигателей как источников реактивной мощ­ности заключается в том, что потери на генерацию реактивной мощности в них примерно на порядок больше, чем в конденсаторах.

Достоинства синхронных двигателей перед конденсаторными батареями:

1.Отсутствуют затраты на установку двигателей в целях компенсации реактив­ной мощности, так как основная их функция - осуществление технологических про­цессов.

2.Реактивная мощность синхронных двигателей может как генерироваться, так и потребляться.

3.Возможность плавного регулирования реактивной мощности.

4.Меньшая зависимость генерируемой реактивной мощности от напряжения, чем у конденсаторов.

Синхронный компенсатор представляет собой синхронный двигатель облегчен­ной конструкции, работающий на холостом ходу и используемый только для ком­пенсации реактивной мощности. Они становятся экономичными только при боль­ших мощностях, характерных для подстанций энергосистем, и поэтому на промыш­ленных предприятиях используются очень редко.

Специальные источники реактивной мощности - это устройства, предназначен­ные не только для компенсации реактивной мощности, но и для фильтрации выс­ших гармоник. Они бывают двух типов: 1) с управляемой индуктивностью или ем­костью; 2) с искусственной коммутацией тиристоров. Основной недостаток этих устройств - сравнительно высокая стоимость.

Выбор источников реактивной мощности на промышленных предприятиях обыч­но производится в два этапа: первый этап - системный расчет реактивной мощности; второй этап - распределение источников реактивной мощности по узлам сети.