Меню

Потребление реактивной мощности синхронным генератором



Что такое реактивная мощность генератора?

Потребители, приобретая ДГУ, зачастую не задумываются о многих технических характеристиках оборудования. Касается это и такого понятия, как коэффициент мощности генератора. Параметр является важным, поскольку самым серьезным образом влияет на подачу электроэнергии.

Что представляет собой мощность генератора?

Электроприборы, подключенные к генератору, потребляют активную и реактивную мощность, которые в сумме образуют общую мощность.

  1. Активная мощность используется для работы всех приборов. Ее называют «полезной».
  2. Реактивная мощность, называемая «пустой», возникает вследствие особенности оборудования и законов физики. Мощность циркулирует между источником электроснабжения и подключенными потребителями.

Каждый генератор имеет свой коэффициент мощности, демонстрирующий количество активной мощности от полной. При выборе ДГУ для собственных нужд важно обратить внимание на этот параметр, убедившись в том, что оборудование справится с возложенными на него задачами.

Оптимальным коэффициентом мощности можно считать показатель 0.8. Это значит, что электроприборы получают 80% активной мощности от 100% общей мощности, вырабатываемой генератором.

Что такое компенсация реактивной мощности?

Чрезмерное большое количество реактивной мощности ухудшает работу всей электросети. Так, генератор потребляет слишком много топлива, быстро изнашивается и в электросети требуется задействовать провода с увеличенным сечением.

Закажите дизельный генератор в ООО «ЭК Прометей» оформив заявку онлайн или позвонив по контактному телефону:

Для снижения реактивной мощности используется компенсация. Она может быть нескольких видов:

  • Индивидуальная. В данном случае задействуются конденсаторные установки для определенных потребителей.
  • Групповая. Применение общей конденсаторной установки позволяет компенсировать реактивную мощность сразу для нескольких приборов.
  • Централизованная. Это наиболее удобный способ компенсации, применяемый для широкого диапазона изменений мощности.

Главное преимущество компенсации реактивной мощности в том, что таким образом удается значительно сократить расходы топлива. Также это позволяет снизить нагрузку на оборудование.

Способ компенсации мощности в электросети следует подбирать грамотно. В некоторых случаях может потребоваться комплексное решение, включающее улучшение тока при помощи фильтров гармоник.

Особенно важная компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях. Она необходима для эффективного использования существующего электроснабжения.

Источник

Регулирование реактивной мощности синхронного генератора

Рассмотрим для определенности работу неявнополюсного генератора. Положим для упрощения анализа, что активное сопротивление якоря Ra= 0. Если генератор, подключенный к сети, работает в режиме холостого хода, то ЭДСЕ равна напряжению сети, и ток якоря равен нулю. Если увеличить ток возбуждения, то ЭДСЕ возрастет, превышая напряжение сети, и по обмотке якоря будет проходить ток I1, величина которого определяется только синхронным индуктивным сопротивлени­емХс машины в соответствии с выражением:

Читайте также:  Мощность учреждения культуры это

Ток Ī1 реактивный, поскольку он отстает по фазе от на­пряжения U1на угол 90° или опережает на тот же угол напря­жение сетиUc (рис. 4.19,a).

Рис. 4.19. Упрощенные векторные диаграммы неявнополюсного генератора при параллельной работе с сетью

При уменьшении тока возбуждения ЭДС будет меньше напряжения сети, и ток I1 изменит свое направление: он будет опережать на 90° напряжение U1 и отставать на 90° от напря­жения сети Uc (рис. 4.19,6).

Таким образом,при изменении тока возбуждения из­меняется лишь реактивная составляющая тока I1, т. е. изменяется только реактивная мощность машины Q.

Активная составляющая тока I1 в рассматриваемых случаях равна нулю. Следовательно, активная мощность Р = 0, и маши­на работает в режиме холостого хода.

При работе машины под нагрузкой имеют место те же условия: при изменении тока возбуждения изменяется лишь реактивная составляющая тока I1 т. е. реактивная мощность машины. Режим возбуждения синхронной машины, при кото­ром реактивная составляющая тока якоря I1, равна нулю, назы­вают режимом полного или нормального возбуждения.

Если ток возбуждения IВ больше тока Iвп, при котором имеет место режим полного возбуждения, то ток якоря содер­жит отстающую от напряжения U1, реактивную составляющую, что соответствует активно-индуктивной нагрузке генератора. Такой режим называют режимом перевозбуждения. Пере­возбужденная синхронная машина, работающая в режиме хо­лостого хода по отношении к сети проявляет себя как ем­кость, т. е. выдает в сеть реактивную мощность. Синхронная машина специально предназначенная для работы в режиме холостого хода с перевозбуждением называется синхронным компенсатором.

Рис. 4.20. U-образные характеристики синхрон­ного генератора

Если ток возбуждения IВ меньше тока IВП, то ток I1 содер­жит реактивную составляющую, опережающую напряжение U1, что соответствует активно-емко­стной нагрузке генератора. Та­кой режим называют режимом недовозбуждения. В этом режи­ме синхронный генератор по­требляет реактивную мощность.

Таким образом, ток якоря зависит от тока возбуждения. Зависимость I1=ƒ(Iв) называется U-образной характеристикой, так как она похожа на латин­скую букву U.

Читайте также:  Мощность нагревателей при последовательном соединении

Кривая 1 на рис. 4.20 соответствует режиму холостого хода генератора 2 = 0). По мере возрастания мощности и момента эстремумы характеристик, как и сами характеристики перемещаются выше по кривой a-b-с (кривые 2 и 3). В указан­ных точках ток I1 имеет наименьшее значение, a cosφ = 1. С возрастанием нагрузки точки U-образных характеристик, со­ответствующие cosφ= 1, сдвигаются вправо, поскольку необхо­димо некоторое увеличение тока возбуждения для компенса­ции реакции якоря и активного падения напряжения в обмот­ке статора при увеличении тока статора.

Источник

Электрические машины — Регулирование реактивной мощности синхронной машины

Содержание материала

  • Электрические машины
  • Основные электромагнитные схемы электрических машин
  • Устройство многофазных обмоток
  • Магнитное поле и МДС многофазных обмоток
  • Электродвижущие силы, индуктируемые в обмотке
  • Асинхронные машины
  • Явления в асинхронной машине при неподвижном роторе
  • Явления в асинхронной машине при вращающемся роторе
  • Уравнения, схема замещения и векторная диаграмма
  • Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя
  • Механическая характеристика асинхронной машины
  • Статическая устойчивость асинхронной машины
  • Экспериментальное исследование асинхронных двигателей
  • Рабочие характеристики асинхронного двигателя
  • Двигатели с улучшенными пусковыми свойствами
  • Пуск асинхронных двигателей
  • Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей
  • Несимметричные режимы работы асинхронных двигателей
  • Однофазные асинхронные двигатели
  • Генераторный режим асинхронной машины
  • Трансформаторный режим асинхронной машины
  • Синхронные машины
  • Магнитное поле синхронной машины при холостом ходе
  • Расчет магнитной цепи синхронной машины при хх
  • Магнитное поле синхронной машины при нагрузке
  • Приведение МДС обмотки статора к МДС возбуждения
  • Уравнения напряжений и векторные диаграммы
  • Уравнения векторные диаграммы с учетом насыщения
  • Работа на автономную нагрузку
  • Параллельная работа синхронных машин
  • Включение генератора в сеть
  • Регулирование активной мощности синхронной машины
  • Регулирование реактивной мощности синхронной машины
  • Угловая характеристика синхронной машины
  • Статическая устойчивость синхронной машины
  • U-образные характеристики
  • Синхронные двигатели
  • Синхронные компенсаторы
  • Несимметричные режимы синхронных генераторов
  • Внезапное трехфазное кз синхронного генератора
  • Качания и динамическая устойчивость синхронной машины
  • Машины постоянного тока
  • ЭДС обмотки якоря и электромагнитный момент
  • Магнитное поле машины постоянного тока при нагрузке
  • Коммутация
  • Генераторы постоянного тока
  • Характеристики генераторов с самовозбуждением
  • Параллельная работа генераторов постоянного тока
  • Двигатели постоянного тока
  • Характеристики двигателя постоянного тока
  • Регулирование частоты вращения

Регулирование реактивной мощности синхронной машины, включенной в сеть

Регулирование реактивной мощности в энергосистемах имеет такое же важное значение, как и регулирование активной мощности. Реактивная мощность необходима для создания магнитных полей во многих электротехнических устройствах, работающих в энергосистеме. Регулирование реактивной мощности позволяет повысить перегрузочную способность этих устройств, поддерживать постоянство напряжения в сети, снизить ее перетоки по линиям и тем самым обеспечить устойчивую и экономичную работу энергосистемы.
Вернемся вновь к режиму холостого хода синхронной машины (рис. 5.34, а).
В этом режиме по обмотке возбуждения протекает ток , соответствующий по характеристике холостого хода напряжению сети . Увеличим ток возбуждения , тогда модуль ЭДС возрастет и возникнет ток
.

Читайте также:  Формула для подбора кабеля по мощности

По отношению к напряжению синхронной машины ток будет индуктивным, а по отношению к напряжению сети — емкостным (рис. 5.34, б), поэтому синхронная машина вырабатывает и отдает в сеть реактивную мощность
.
При уменьшении тока возбуждения ( ) модуль ЭДС снижается и фаза тока меняется на противоположную (рис. 5.34, в). В этом случае ток по отношению к напряжению синхронной машины является емкостным, а по отношению к напряжению сети — индуктивным. Следовательно, сеть является источником реактивной мощности, и синхронная машина ее потребляет.
Таким образом, изменение тока возбуждения синхронной машины обуславливает изменение в обмотке якоря реактивного тока и, следовательно, происходит регулирование реактивной мощности.
Синхронная машина, загруженная только реактивным током и не несущая активной нагрузки, называется синхронным компенсатором.
Регулирование реактивной мощности возможно при работе синхронной машины в режимах генератора и двигателя. Согласно векторным диаграммам (рис. 5.35), в генераторном режиме при увеличении тока возбуждения (рис. 5.35, а) синхронная машина отдает в сеть реактивную мощность, а при уменьшении тока возбуждения (рис. 5.35, б) потребляет из сети реактивную мощность.
Аналогичные явления имеют место и в двигательном режиме (рис. 5.36).

При увеличении тока возбуждения (рис. 5.36, а) синхронный двигатель отдает в сеть реактивную мощность, а при уменьшении (рис. 5.36, б) — потребляет реактивную мощность.
Активная мощность при этом как в двигательном, так и в генераторном режимах, не меняется.
Возможность плавного регулирования реактивной мощности в широких пределах является важным преимуществом синхронных машин перед асинхронными.

Источник