Глава 13. Компенсация реактивной мощности

ных от номинального, весьма затруднительно. Так, при увеличении значения Q_r по сравнению с номинальным (путем увеличения тока возбуждения I_f) во избежание перегрева ротора должна быть снижена полная мощность. Крат­ность снижения этой величины зависит от вида охлаждения (воздушное, во­дородное), конструкции ротора и ряда других параметров. Как правило, для окончательного решения этого вопроса следует обратиться к паспорту маши­ны либо к результатам тепловых испытаний.

При отсутствии возбуждения {I_f = 0), например при включении автомата гашения поля (АГП), турбогенератор будет работать в асинхронном режиме, который, как правило, допустим лишь кратковременно.

На промышленных предприятиях турбогенераторы для регулирования на­пряжения и реактивной мощности используют редко.

Синхронные компенсаторы, в отличие от синхронных генераторов, не имеют выходного конца вала, это облегчает герметизацию машины и позво­ляет использовать водородное охлаждение. Компенсаторы выпускают на на­пряжения 6,6-15,75 кВ и мощностью до 345 МВА.

Полная номинальная мощность компенсатора при работе с перевозбужде­нием, в генераторном режиме, определяется по формуле (13.16). Полная мощ­ность при недовозбуждении (потребляемая)

Shom= SuijX_d. (13.17)

Значение синхронного индуктивного сопротивления синхронного компен­сатора (в относительных единицах) X'_d = 1,8-5-2,5.

Активная мощность, обусловленная наличием механических потерь, а так­же потерь в стали и меди, составляет 1—2 % номинальной мощности.

Синхронные компенсаторы иногда применяют на главных понизительных подстанциях (ГПП) предприятий.

13.2. Основные потребители реактивной мощности

Асинхронные электродвигатели (АД) и трансформаторы (Тр) потребляют 60—80 % реактивной энергии в промышленных электросетях. Рассмотрим по­требление ими реактивной мощности, основываясь на схемах замещения АД и Тр. Эти схемы идентичны, отличаются только ветвью, имитирующей нагрузку, поэтому воспользуемся одной — Г-образной схемой замещения (рис. 13.4).

Значения сопротивлений ротора АД г\ и х\, аналогично, вторичной обмот­ки трансформатора приводятся с учетом коэффициентов трансформации к параметрам цепей статора АД (первичной обмотки). Напомним также, что г₀ и х₀ — сопротивления ветви намагничивания.

В обоих случаях реактивная составляющая тока нагрузки

1=1 + Г

(13.18)

13.2. Основные потребители реактивной мощности

417

и соответственно реактивная мощность

Q = Go + б,-

(13.19)

Мощности С?₀ ^и Qi ^— реактивные мощности холостого хода и короткого за­мыкания. Первая из них не зависит от нагрузки, вторая зависит от квадрата за­грузки: активной мощности для АД и полной мощности для трансформатора.

Таким образом, для АД

бдд ~ УоАД ⁺ бном^з'

(13.20)

где k₃ = Р/Р_И0М.

При расчете Q₀ и Q_] для Тр используют значения тока холостого хода /_vT (%) и напряжения короткого замыкания трансформатора м_к (%):

О = S От | ^Цк R

^ ^HOMTUoo юо^Рт.

(13.21)

причем Р_т = S/S_mtii — коэффициент загрузки трансформатора по полной мощности.

Для трехобмоточных трансформаторов реактивная мощность определяется как

1=1

(13.22)

При номинальной нагрузке АД значения обеих составляющих реактивной мощности АД примерно равны и (>ад ⁼ 2Q₀. При (3 = 0 очевидно Q_M = Q₀.

В паспортах АД приводятся значения коэффициента мощности при номи­нальной нагрузке, что позволяет легко определить Q_Q и Q^ при любом значе­нии К_у В АД значение Q₀ составляет около 50 % номинальной мощности. Этой цифрой можно пользоваться при ориентировочных расчетах.

Значения Q₀ составляют 2—5 % номинальной мощности Тр. Это объясня-

_I

Рис. 13.4. Г-образная схема замещения АД с нагрузкой г₂' и трансформатора с нагрузкой л_нт, х_нт

418