Синхронный компенсатор принцип действия и устройство: Синхронный компенсатор реактивной мощности, принцип действия, режимы работы

Синхронный компенсатор реактивной мощности, принцип действия, режимы работы

Синхронный компенсатор –  синхронный двигатель не выполняющий механической работы. Его назначение — компенсация реактивной мощности. Если нагрузить его механической работой, он не сможет компенсировать реактивную составляющую в нужном диапазоне.

У него два режима работы:

• Перевозбужденный;
• Недовозбужденный;

Не будем углубляться  в теорию работы синхронных машин, а рассмотрим  отдельно каждый из режимов работы синхронного компенсатора.

Перевозбужденный режим. Так как компенсатор работает на холостом ходу, то согласно теории ток идеального холостого хода должен быть равен нулю, хотя на самом деле это не так. Выполняется равенство . Если увеличить ток возбуждения (I_в) больше нуля    I_в ≠ 0, то в двигателе образуется ЭДС и соответственно — машина выходит из электрического равновесия и возникает ток , который будет отставать от ∆ ,, на 90⁰. Соответственно в сеть будет отдаваться реактивная составляющая. На рисунке а) приведена векторная диаграмма для данного случая.

Рис. а) векторная диаграмма работы в перевозбужденном режиме

Недовозбужденный режим. Если уменьшить I_в, в двигателе образуется ЭДС, соответственно — следствием , который будет отставать от ∆на 90⁰, но будет опережать ,на 90⁰. Соответственно с сети будет забираться реактивная составляющая. На рисунке б) приведена векторная диаграмма для данного случая.

Рис. б) векторная диаграмма работы в недовозбужденном режиме

Можно сделать вывод, что синхронный компенсатор работает в двух режимах: компенсации и потребления реактивной составляющей. Это значит что он может не только отдавать но и потреблять, что позволяет поддерживать баланс мощности в цепи. Он снабжается автоматической системой управления возбуждением и в автоматическом режиме регулирует cosφ цепи. Также обладает большой инерционностью, что не позволяет ему быстро реагировать на изменение параметров цепи. При установке его в сеть с резко-переменной нагрузкой нужно максимально оптимизировать настройки регуляторов  САУ, чтоб машина не пошла в разнос, так как это чревато аварийными отключением подстанции из-за бросков тока в сеть. Строятся на мощность до S_н = 100 000 кВА. Имеют явнополюсную конструкцию с 2р= 6 или 8 — тихоходные. Компенсаторы большой мощности делаются с водородным охлаждением.

Для асинхронного пуска снабжаются пусковыми обмотками в полюсных наконечниках или делают их с массивными полюсами. Пускаться они могут как прямым пуском, так и с помощью реакторов. Иногда используют гонный асинхронный двигатель для разгона машины до подсинхронной скорости. Наиболее часто имеют напряжение питания статора 6 кВ, 10 кВ и садятся на соответствующие линии ГПП.

Для возбуждения синхронного компенсатора чаще всего используют тиристорный преобразователь. Он прост в управлении, обладает малой инерционностью, дешев, по сравнению с другими устройствами, не требует постоянного обслуживания и быстро ремонтируем. Современные возбудители оборудованы микропроцессорной системой управления, которые могут в автоматическом режиме вычислять реактивную мощность и регулировать возбуждение машины, тем самым поддерживая баланс мощности. Ниже  приведена функциональная схема системы автоматического регулирования (САУ):

Также ранее применялись, а кое-где и до сих пор используются, электромашинное возбуждение. Как правило, работает с очень малой чувствительностью и очень большой инерционностью по отношению к цепи. Дорог в обслуживании и эксплуатации. При выходе из строя долго находится в ремонте. Ниже показана самая примитивная схема электромашинного возбудителя:

Вывод: синхронный компенсатор является обратимым устройством. Он дорог, занимает много места, а также вызывает шум и иногда вибрации. Эксплуатация его не дешевая, а в случае выхода из строя вращающихся элементов требует длительного ремонта. В сравнении с современными средствами компенсации реактивной мощности является устаревшим.

21. Синхронные компенсаторы. Устройство и назначение

Синхронная машина, не несущая активной
нагрузки и загруженная реактивным
током, называется синхронным компенсатором.
Такие компенсаторы применяются для
повышения коэффициента мощности и
поддержания нормального уровня напряжения
в сетях.Нормальным является перевозбужденный
режим работы синхронного компенсатора,
когда он отдает в сеть реактивную
мощность.В связи с этим компенсаторы,
как и служащие для этих целей батареи
конденсаторов, устанавливаемые на
потребительских называют также
генераторами реактивной мощности.
Однако в периоды спада потребительских
нагрузок (например ночью) нередко
возникает необходимость работы синхронных
компенсаторов также в недовозбужденном
режиме когда они потребляют из сети
индуктивный ток и реактивную мощность
так как в этих случаях напряжения сети
стремится возрасти и для поддержания
его на нормальном уровне необходимо
загрузить сеть индуктивными токами
вызывающими в ней дополнительные падения
напряжения. Для этого каждый синхронный
компенсатор снабжается автоматическим
регулятором возбуждения или напряжения,
который регулирует его ток возбуждения
так, что напряжения на зажимах компенсатора
остается постоянным.

Синхронные компенсаторы лишены приводных
двигателей и с точки зрения режима своей
работы, в сущности, являются синхронными
двигателями, работающими на холостом
ходу. Мощные компенсаторы имеют водородное
охлаждения.

Так как синхронные компенсаторы не
развивают активной мощности, то вопрос
о статической устойчивости работы для
них теряет остроту. Поэтому они
изготавливаются с меньшим воздушным
зазором, чем генераторы и двигатели.

Уменьшение зазора позволяет облегчить
обмотку возбуждения и удешевить машину.

Синхронные компенсаторы

Синхронные
компенсаторы предназначены для
компенсации коэффициента мощности сети
и поддержания нормального уровня
напряжения сети. Нормальным является
перевозбужденный режим работы синхронного
компенсатора, когда он отдает в сеть
реактивную мощность.

В периоды спада нагрузок нередко
возникает необходимость работы
компенсаторов в недовозбужденном
режиме, когда они потребляют из сети
индуктивный ток и реактивную мощность,
т.к. в этом случае напряжение стремится
возрасти и для поддержания его на
нормальном уровне необходимо загрузить
сеть индуктивными токами. Для этого СК
снабжают автоматическим регулятором
возбуждения или напряжения, который
регулирует величину его тока возбуждения
так, что напряжение на зажимах компенсатора
остается постоянным.

22. Устройство и принцип действия машины постоянного тока. Их классификация и область применения

Электрические машины постоянного тока
широко применяются в качестве двигателей
и несколько меньше – в качестве
генераторов, так как двигатели постоянного
ока допускают плавное регулирование
частоты вращения простыми и обладают
лучшими пусковыми качествами – развивают
большой пусковой момент при относительно
небольшом токе. Поэтому их широко
используют в качестве тяговых двигателей
на электротранспорте. Кроме того, они
являются исполнительными звеньями
систем автоматического регулирования.
Машины постоянного тока входят в состав
автомобильного, судового и самолетного
электрооборудования, дорожно-строительных
машин.

Существенным недостатком машин
постоянного тока является искрение
щеток при определенных неблагоприятных
условиях работы в щеточно-коллекторном
узле.

Устройство электрической машины
постоянного тока

Электрическая машина
постоянного тока состоит из двух основных
частей: неподвижной – называемой
статором, и вращающейся – называемой
якорем. Эти части разделены воздушным
зазором.

Статор машины состоит из станины, на
внутренней поверхности которой
расположены главные полюса. Станина
служит основанием для крепления всех
частей машины, а также является элементом
магнитной цепи. Станины машин постоянного
тока изготавливают из стали или чугуна.

  Главные (основные) полюса машины
состоят из: сердечников из штампованной
стали и катушек возбуждения из медного
изолированного провода. Полюсы крепят
к внутренней поверхности станины
болтами. Катушки всех главных полюсов
электрически соединяются, образуя
обмотку возбуждения, и предназначаются
для возбуждения главного магнитного
потока.

Рис.
2.2 Лист сердечника якоря

Соединение катушек
производится таким образом, чтобы при
прохождении тока полярности полюсов
чередовались. Наряду с основными полюсами
меньше по размеру располагается
дополнительная обмотка возбуждения,
которая служит для уменьшения искрения
на щетках (улучшение коммутации).

У машин средней и большой мощности
располагается в полюсных наконечниках
компенсационная обмотка, которая нужна
для компенсации поперечной реакции
якоря.

Якорь – часть машины, в обмотке которой
при вращении ее, относительно главного
магнитного поля индуктируется ЭДС.
Якорь машины постоянного тока состоит
из сердечника, обмотки якоря, уложенной
в его пазах, коллектора насаженного на
вал якоря. Сердечник якоря, набирается
из листов электротехнической стали
(рис. 2.3, а) толщиной 0,5 мм, изолированных
друг от друга лаком Рис. 2.3. У машин
малой мощности пазы делают полузакрытыми,
а в машинах средней и большой мощности
– открытыми. Часто пазы якоря делают
со скосом, что уменьшает вибрацию и шум
в процессе работы машины.В пазы сердечника
якоря уложена обмотка якоря (рис. 2.3, б),
обычно состоящая из отдельных секций,
выполненных из медного изолированного
провода.Основные виды якорной обмотки
– это петлевая и волновая

Концы секций припаивают в пазах и
укрепляют с помощью гетинаксовых или
деревянных клиньев. Особенностью обмотки
якоря является то, что она барабанного
типа. Для отвода тока от коллектора
служат щетки, установленные в
щеткодержателях (рис. 2.4). Щетку 1 к
коллектору прижимает пружина 2 .
Щеткодержатели надеваются на
щеткодержательную траверсу (отверстие
3), от которой они электрически изолируются.

Коллектор (рис. 2.5)
состоит из коллекторных пластин 2,
изготовленных из холоднокатанной меди
клинообразующего профиля (поперечного
сечения), основания коллектора – втулки
5, нажимной шайбы 3, гайки 6 и изоляционных
пластин – миканита 1,4.

Для присоединения секции обмотки якоря
к коллектору у пластин со стороны
сердечника делают выступы, называемые
«петушками». 

Помимо
указанных частей, машина имеет два
подшипниковых щита: передний (со стороны
коллектора) и задний (с противоположной
стороны). В машинах малой и средней
мощности, а также в тихоходных и малошумных
машинах используются подшипники
скольжения.

Для присоединения обмоток машины к
электрической сети машины, снабжена
коробкой выводов – клеммной платой.

Принцип действия МПТ

В режиме двигателя: при подаче на обмотку
возбуждения U, по ней
потечетIвозб и в двигателе
создается основное магнитное поле.
Якорная обмотка также подключается кUсети и по ней течет ток
якоря.

По з. Ампера на проводник с током
находящийся во внешнем магнитном поле
действует сила Ампера. В результате
этого создается вращающий момент и
якорь двигателя поворачивается на какой
то угол. В это время щетки перескакивают
на соседние коллекторные пластины.

Этот
процесс называется коммутацией. Таким
образом в обмотке якоря потечет переменный
ток, а коммутатор выполняет инвертора.
Постоянный ток преобразует в переменный.В
режиме генератора: якорь вращается
внешним двигателем и по закону
электромагнитной индукции в обмотке
якоря наводится ЭДС, но эта ЭДС будет
переменной. Коллектор в данном случае
выполняет роль выпрямителя.

Конструкция и принцип действия — МегаЛекции

Синхронные компенсаторы, статические конденсаторы – устройство, принцип действия, область применения.

Синхронный компенсатор (СК) представляет собой синхронную машину облегчённой конструкции, предназначенный для работы на холостом ходу, работающий в режиме двигателя без активной нагрузки и генерирующий в сеть реактивный опережающий (емкостный) или отстающий (индуктивный) ток. При работе в режиме перевозбуждения СК является генератором реактивной мощности. Наибольшая мощность СК в режиме перевозбуждения называется его номинальной мощностью. При работе в режиме недовозбуждения СК является потребителем реактивной мощности. По конструктивным условиям СК обычно не может потреблять из сети такую же реактивную мощность, которую он может генерировать. Изменение тока возбуждения СК обычно автоматизируется. При работе СК из сети потребляется активная мощность порядка 2-4%.

-Синхронные компенсаторы применяют для регулирования режимов работы энергетических систем, для поддержания оптимального уровня напряжения, снижения потерь электроэнергии в сетях, увеличения пропускной способности и обеспечения устойчивости энергосистем.

Синхронные компенсаторы являются генераторами и потребителями реактивной мощности. Они включаются в систему вблизи мощных узлов нагрузки.
Синхронные компенсаторы позволяют разгружать линии электропередачи от реактивных токов, повышая их использование и поддерживая заданный уровень напряжения в системе. Последнее имеет важное значение не только в отношении качества электроэнергии у потребителей, но и с точки зрения повышения устойчивости работы энергосистемы.

Важным свойством синхронного компенсатора является его способность к стабилизации напряжения сети. При уменьшении напряжения сети реактивная мощность, отдаваемая компенсатором в сеть, увеличивается, а при увеличении напряжения компенсатор переходит в режим потребления реактивной мощности. Благодаря такой реакции компенсатора происходит стабилизация реактивного тока в линии электропередачи и, следовательно, стабилизация напряжения.

Статические конденсаторы получили на промышленных предприятиях наибольшее распространение как средство компенсации реактивной мощности.
Основными достоинствами статических конденсаторов для компенсации реактивной мощности являются:
1) незначительные потери активной мощности, лежащие в пределах 0,3-0,45 кВт на 100 квар;
2) отсутствие вращающихся частей и сравнительно малая масса установки с конденсаторами, а в связи с этим отсутствие необходимости в фундаменте;
3) возможность увеличения или уменьшения установленной мощности в зависимости от потребности;
4) возможность установки статических конденсаторов в любой точке сети: у отдельных электроприемников, группами в цехах или крупными батареями.
Кроме того, выход из строя отдельного конденсатора, при надлежащей его защите, не отражается обычно на работе всей конденсаторной установки.

Основными элементами конструкции конденсаторов являются бак с изоляторами и выемная часть, состоящая из батареи секций простейших конденсаторов.
Конденсаторы единой серии напряжением до 1050 В включительно изготавливают со встроенными плавкими предохранителями, последовательно соединенными с каждой секцией. Конденсаторы более высокого напряжения не имеют встроенных плавких предохранителей и требуют отдельной их установки. В этом случае осуществляется групповая зашита конденсаторов плавкими предохранителями. При выполнении групповой защиты в виде плавких предохранителей один предохранитель защищает каждые 5—10 конденсаторов, причем номинальный ток группы не превышает 100 А. Кроме того, устанавливаются общие предохранители для всей батареи.
Для конденсаторов напряжением 1050 В и ниже, имеющих встроенные предохранители, устанавливаются также общие предохранители для батареи в целом, а при значительной мощности батареи — и для отдельных секций.
В зависимости от напряжения сети трехфазные батареи конденсаторов могут комплектоваться из однофазных конденсаторов с последовательным или параллельно — последовательным соединением конденсаторов в каждой фазе батареи.
Присоединение конденсаторных батарей к сети
Батареи конденсаторов любых напряжений могут присоединяться к сети или через отдельный аппарат, предназначенный для включения или отключения только конденсаторов, или через общий аппарат управления с силовым трансформатором, асинхронным двигателем или другим приемником электроэнергии.
Статические конденсаторы в установках напряжением до 1000 В включаются в сеть и отключаются от сети с помощью автоматических выключателей или рубильников.

Назначение, конструкция, принцип действия и область применения вентильных разрядников, достоинства и недостатки.

Вентильные разрядники, как и другие типы разрядников, предназначены для ограничения возникающих в электрических сетях коммутационных и атмосферных перенапряжений, с целью предотвращения возможных пробоев изоляции, повреждения оборудования и прочих негативных последствий.

Конструкция и принцип действия

Вентильный разрядник состоит из двух основных компонентов: многократного искрового промежутка (состоящего из нескольких однократных) и рабочего резистора (состоящего из последовательного набора вилитовых дисков). Многократный искровой промежуток последовательно соединен с рабочим резистором. В связи с тем, что вилит меняет характеристики при увлажнении, рабочий резистор герметично закрывается от внешней среды. Во время перенапряжения многократный искровой промежуток пробивается, задача рабочего резистора — снизить значение сопровождающего тока до величины, которая сможет быть успешно погашена искровыми промежутками. Вентиль обладает особенным свойством — его сопротивление нелинейно — оно падает с увеличением значения силы тока. Это свойство позволяет пропустить больший ток при меньшем падении напряжения. Благодаря этому свойству вентильные разрядники и получили свое название. Среди прочих преимуществ вентильных разрядников следует отметить бесшумность срабатывания и отсутствие выбросов газа или пламени.

Разрядник типа РВС-10 (разрядник вентильный станционный на 10 кВ) показан на рисунке. Основными элементами являются вилитовые кольца 1, искровые промежутки 2 и рабочие резисторы 3. Эти элементы расположены внутри фарфорового кожуха 4, который с торцов имеет специальные фланцы 5 для крепления и присоединения разрядника. Рабочие резисторы 3 изменяют свои характеристики при наличии влаги. Кроме того, влага, оседая на стенках и деталях внутри разрядника, ухудшает его изоляцию и создает возможность перекрытия. Для исключения проникновения влаги кожух разрядника герметизируется по торцам с помощью пластин 6 и уплотнительных резиновых прокладок 7.

Работа разрядника происходит в следующем порядке.

При появлении перенапряжения пробиваются три последовательно включенных блока искровых промежутков 2. Импульс тока при этом через рабочие резисторы замыкается на землю. Возникший сопровождающий ток ограничивается рабочими резисторами, которые создают условия для гашения дуги сопровождающего тока.

Рис. 1. Электрическая схема включения вентильных разрядников. ИП — искровой промежуток, Rн — сопротивление нелинейного последовательного резистора, U — импульс грозового перенапряжения, И — изоляция защищаемого объекта.

Следует отметить, что в схеме вентильного разрядника важное значение имеет заземляющее устройство. При отсутствии заземления разрядник работать не может.

Достоинствами ОПН, по сравнению с вентильными разрядниками, являются взрывобезопасность, более высокая надежность, снижение уровня перенапряжений, воздействующих на защищаемое оборудование, и возможность контроля старения сопротивлений по току в рабочем режиме. Существенным недостатком ОПН и вентильных разрядников является невозможность обеспечения с их помощью защиты от квазистационарных перенапряжений (резонансные и феррорезонансные перенапряжения, смещение нейтрали при перемежающейся электрической дуге). Не следует забывать, что при длительных перенапряжениях происходит интенсивное старение ОПН, и они могут отказать, т. е. повредиться.

Одним из основных недостатков вентильных разрядников является высокое значение коэффициента нелинейности материалов (тервита и вилита) a = (0,2—0,4), а также нестабильность напряжений пробоя.

ДОП ИНФА НЕ ЗНАЮ НУЖНА КОМУ ИЛИ НЕТ:

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Синхронные компенсаторы — Студопедия

Синхронный компенсатор (СК) – это синхронная машина, работающая в двигательном режиме без нагрузки на валу при изменяющемся токе возбуждения. В перевозбужденном режиме ЭДС обмотки статора Е_K1больше напряжения сети U_K(рис. 2.25).

Под действием разности напряжений DU= E_Kl – U_Kв статоре СК возникает ток I_K1, отстающий от вектора DU₁, на 90°. Компенсатор в этом режиме отдает реактивную мощность в сеть. В недовозбужденном режиме Е_К2< U_K, в статоре СК возникает ток I_K2, опережающий вектор DU₂на 90°, т.е. СК будет потреблять реактивную мощность из сети. Синхронные компенсаторы не несут активной нагрузки на валу, поэтому их конструкция облегчена. Компенсаторы выполняются тихоходными (750–1000 об/мин) с горизонтальным валом и явнополюсным ротором.

Рис. 2.25. Векторная диаграмма синхронного компенсатора в перевозбужденном и недовозбужденном режимах

На рис. 2.26 показан синхронный компенсатор КСВ с водородным охлаждением. Корпус компенсатора, его подшипники, маслоохладители и маслонасосы размещены в герметически закрытом кожухе. Через изоляционные уплотнения 3, 4 к статору 7 подводится напряжение 10,5 кВ, а к контактным кольцам – питание от возбудителя. В нижней части кожуха расположены два маслонасоса 8, маслобак и водяной маслоохладитель. Циркуляция водорода поддерживается при давлении 0,1–0,2 МПа вентиляторами 5, которые засасывают водород из кожуха и прогоняют его через внутреннюю часть корпуса компенсатора. Нагретый водород попадает во входные проемы 12 вертикальных газоохладителей, где охлаждается.

Рис. 2.26. Синхронный компенсатор типа КСВ:

1– статор; 2 – ротор; 3, 4 – изоляционные уплотнения; 5 – вентилятор; 6 – подшипник; 7 – опорные платформы; 8 – маслонасос; 9 – камера контактных колец; 10 – вал; 11, 12 – выходной и входной проемы в газоохладитель;

13 – газоохладитель

Синхронный компенсатор характеризуется номинальной мощностью, напряжением, током статора, частотой и номинальным током ротора. Шкала мощностей определяется по ГОСТ 609–84. Номинальное напряжение синхронного компенсатора на 5–10 % выше номинального напряжения сети.

В зависимости от тока возбуждения синхронный компенсатор может работать в режимах перевозбуждения и недовозбуждения, генерировать или потреблять реактивную мощность. Регулирование тока возбуждения осуществляется специальными схемами АРВ.

Синхронные компенсаторы небольшой мощности имеют схему электромашинного независимого возбуждения (см. рис. 2.9,а), На более мощных машинах с водородным охлаждением (КСВ) возбуждение осуществляется от специального бесщеточного возбудительного агрегата, встроенного в корпус компенсатора.

Схема АГП синхронных компенсаторов такая же, как у генераторов.

Мощные СК (10000 кВА и выше) включаются в сеть через реактор для ограничения пусковых токов и посадки напряжения на шинах (рис. 2.27). Параметры реактора выбираются так, чтобы в момент пуска напряжение на шинах подстанции не падало ниже (80 – 85%) U_ном,а напряжение на СК было (30 – 65 %)U_ном, при этом ток не превышает (2 –2,8)I_ном.

Рис. 2.27. Схема реакторного пуска синхронного компенсатора

При пуске выключатель Q1 отключен, Q2 включен. Разворот компенсатора происходит за счет асинхронного момента. Когда частота вращения приблизится к синхронной, подается возбуждение и компенсатор втягивается в синхронизм. Регулируя ток возбуждения, устанавливают минимальный ток статора и включают выключатель Q1, шунтируя реактор и включая СК в сеть.

Синхронные генераторы могут работать в режиме синхронного компенсатора, если закрыть доступ пара (или воды) в турбину. В таком режиме перевозбужденный турбогенератор начинает потреблять небольшую активную мощность из сети и отдает реактивную мощность в сеть.

Перевод гидрогенераторов в режим синхронных компенсаторов производится без остановки агрегатов, достаточно освободить камеру гидротурбины от воды.

СИНХРОННЫЙ КОМПЕНСАТОР — Студопедия

Регулирование реактивной мощности.

Синхронным компенсатором называется синхронный двигатель, работающий без нагрузки на валу и потребляющий по отношению к напряжению сети реактивный опережающий или отстающий ток.

Синхронный компенсатор, как правило, работает с избыточным током в его обмотке возбуждения, и поэтому потребляет из сети емкостный ток, компенсирующий отстающий (индуктивный). Применение синхронного компенсатора позволяет разгружать питающие линии от индуктивных токов. При этом снижаются потери в сетях и улучшаются мощностные показатели использования станционных генераторов. Кроме того, синхронные компенсаторы позволяют поддерживать неизменным напряжение на приемных концах линий. При передаче энергии по электрическим линиям большой протяженности и при наличии большой индуктивной нагрузки, напряжение у потребителей может быть значительно ниже, чем на станции. С другой стороны, при малых нагрузках напряжение у потребителей может оказаться повышенным ввиду того, что ЛЭП обладают емкостным сопротивлением. Для сглаживания этих процессов и стабилизации напряжения у потребителей, синхронный компенсатор работает в номинальном режиме с избыточным током обмотки возбуждения. Поэтому условия нагревания синхронного компенсатора более тяжелые, чем у СД и СГ.

Векторная диаграмма синхронного компенсатора имеет следующий вид:

Недостаточный ток ОВ Избыточный ток ОВ

U-образная характеристика синхронного компенсатора не отличается от такой же для СД при Ра=0.

Реально ток синхронного компенсатора имеет не большую активную составляющую, которая идет на покрытие потерь. Из сети потребляется энергия, идущая на покрытие потерь в стали, меди, а также механических. Суммарно она составляет 1-2% от номинальной мощности синхронного компенсатора. При недостатке Iв синхронного компенсатора по отношению к сети является индуктивностью, при избытке Iв – емкостью.

При снижении напряжения сети Uс синхронный компенсатор отдает в сеть большую реактивную мощность, чем при номинальном напряжении сети Uс.ном.. При Uс>Uс.ном. синхронный компенсатор уменьшает отдачу в сеть реактивной мощности.

Как правило, в синхронном компенсаторе используется автоматическое регулирование Iв в зависимости от Uс.

Полная номинальная мощность синхронного компенсатора:

Максимальная мощность синхронного компенсатора достигается при Iв=0. В этом случае:

Полная мощность:

Уравнения синхронного компенсатора отличаются от уравнений СД лишь тем, что в них М=0.

Синхронный компенсатор работает при угле нагрузке θ=0, и поэтому нет необходимости заботиться о его статической перегружаемости.

Для снижения Iв синхронные компенсаторы выполняются с меньшими воздушными зазорами, чем СД. Поэтому у синхронных компенсаторов больше значение xd*=1.8÷2.5.

Синхронные компенсаторы, их назначение, параметры, охлаждение, системы возбуждения, пуск

С.К. называют синхронную машину, работающую в двигательном режиме без нагрузки на валу при изменяющемся токе возбуждения. С.К в зависимости от возбуждениям может выдавать реактивную мощность в сеть или потреблять её из сети.

С.К. характеризуется номинальной мощностью напряжением и током статора, частотой, номинальным током ротора и потерями в номинальном режиме.

Номинальное напряжение СК устанавливается на 5 или 10% выше соответствующего номинального напряжения эл. сети.

Номинальная мощность СК определяется как длительно допустимая нагрузка при номинальном напряжении, номинальных параметрах охлаждающей среды.

Номинальный ток статора определяется на основании значений номинальной мощности и номинального напряжения.

Номинальный ток ротора — это наибольшее значение тока при котором обеспечивается номинальная мощность компенсатора в режиме перевозбуждения при отклонения напряжения в сети в пределах ±5% от номинального напряжения.

Охлаждение СК выполняется двух видов: для компенсаторов серии КС – косвенное воздушное охлаждение замкнутой системы вентиляции. Для компенсатора СКВ — косвенное водородное с охладителями газа, вмонтированным в корпус.

Реактивная мощность, генерируемая или потребляемая СК, зависит от тока возбуждения.

А.) Режим холостого хода

Б.) При увеличении тока возбуждения ЭДС СК превысит напряжения на зажимах. Под действием разности напряжений DU’ = Ek — Uk в статоре машины появляется ток Ik. Поскольку сопротивление обмотки компенсатора является в основном индуктивным, ток будет отставать от разности напряжений DU’ на угол близкий к 90⁰, компенсатор при этом отдает реактивную мощность в сеть.

При недовозбуждении машины когда Ek > Uk ток Ik будет опережать вектор Uk, машина будет потреблять реактивную мощность из сети.

Для компенсатора небольшой мощности с воздушным охлаждением применяют систему электромашинного возбуждения от генератора постоянного тока, соединенного с ротором компенсатора.

Наиболее распространенным способом пуска СК является ток называемый реактивный пуск, при котором компенсатор подключается к сети выключателя 2В через реактор, обладающий значительным индуктивным сопротивлением. Благодаря этому напряжение на выводах компенсатора в начале пуска снижается до 40-45% номинального, а пусковой ток не превышает (2¸2,8)·Iном.

Синхронные компенсаторы — Студопедия

Синхронный компенсатор (СК) – это синхронный двигатель, работающий в режиме холостого хода без нагрузки на валу. Потребляемая им активная мощность Р ≈0 (если пренебречь потерями холостого хода), и СК загружен только реактивным током. По сравнению с обычным синхронным двигателем СК изготовляются с облегченным валом, они имеют меньшие размеры и массу.

Схема замещения СК и отвечающая ей векторная диаграмма показаны на рис.6.6, где — обратная ЭДС компенсатора, — напряжение сети в точке его подключения. Напряжение равно сумме и падения напряжения в . Векторная диаграмма в режиме перевозбуждения (рис.6.6,б) совпадает с векторной диаграммой синхронного двигателя при перевозбуждении на рис.6.6,б с той разницей, что ток СК — емкостный и его обратная ЭДС совпадает по направлению с . Модуль тока равен

,

а поскольку =0, его реактивная мощность

.

Из этого выражения видно, что значение и знак реактивной мощности СК зависят от соотношения между и напряжением сети ; ЭДС определяется значением тока возбуждения, причем росту тока возбуждения соответствует увеличение . При токе возбуждения, при котором = , реактивная мощность СК =0. При перевозбуждении > И СК генерирует в сеть реактивную мощность, причем опережает напряжение на 90^о (рис.6.6,б).

Уменьшая ток возбуждения, можно получить режим недовозбуждения, тогда < и отстает на 90^о от напряжения (рис.6.6,в). В этом режиме в соответствии с выше приведенным выражением СК потребляет реактивную мощность, получая её из сети. Номинальная мощность синхронного компенсатора ( ) указывается для режима перевозбуждения. По конструктивным особенностям в режиме недовозбуждения =0,5 .

Рис.6.6 Схемы замещения и векторная диаграмма напряжений

синхронного компенсатора: а – схема замещения;

б, в – режимы перевозбуждения и недовозбуждения.

Положительными свойствами СК как источников реактивной мощности являются: а)возможность увеличения генерируемой мощности при понижении напряжения в сети вследствие регулирования тока возбуждения; б)возможность плавного и автоматического регулирования генерируемой реактивной мощности.

Реализуйте векторную модель трехфазной статической синхронной серии
компенсатор

Simscape / Электрооборудование / Специализированные силовые системы / FACTS / На основе силовой электроники
Факты

Описание

Статический синхронный последовательный компенсатор (SSSC) является серийным устройством гибкого переменного тока.
Семейство систем передачи (FACTS), использующих силовую электронику для управления потоком мощности и улучшения
гашение колебаний мощности в электрических сетях [1]. SSSC подает напряжение Vs последовательно с
линия передачи, где она подключена.

Однолинейная схема SSSC и его блока системы управления
Диаграмма

Поскольку SSSC не использует какой-либо активный источник питания, подаваемое напряжение должно оставаться в
квадратура с линейным током. Изменяя величину Vq подаваемого напряжения в квадратуре
при токе SSSC выполняет функцию компенсатора переменного реактивного сопротивления, либо
емкостный или индуктивный.

Изменение подаваемого напряжения осуществляется с помощью преобразователя напряжения.
(VSC) подключается на вторичной стороне трансформатора связи.VSC использует принудительную коммутацию
силовые электронные устройства (GTO, IGBT или IGCT) для синтеза напряжения V_conv из напряжения постоянного тока
источник.

Конденсатор, подключенный на стороне постоянного тока VSC, действует как источник постоянного напряжения. Небольшой активный
мощность берется из линии, чтобы поддерживать заряд конденсатора и обеспечивать трансформатор и VSC
потери, так что подаваемое напряжение Vs практически на 90 градусов не совпадает по фазе с током I.
В блок-схеме системы управления Vd_conv и Vq_conv обозначают компоненты преобразователя.
напряжение V_conv, которые находятся соответственно в фазе и квадратуре с током.Два VSC
технологии могут быть использованы для VSC:

• VSC с использованием прямоугольных инверторов на основе GTO и специальных межсоединительных трансформаторов.
  Обычно для построения 48-ступенчатой ​​формы волны напряжения используются четыре трехуровневых инвертора. Специальный
  соединительные трансформаторы используются для нейтрализации гармоник, содержащихся в прямоугольных волнах.
  генерируется отдельными инверторами. В этом типе VSC основная составляющая напряжения
  V_conv пропорционален напряжению Vdc.Следовательно, Vdc должен изменяться для управления
  подаваемое напряжение.

• VSC с использованием инверторов PWM на базе IGBT. Этот тип инвертора использует широтно-импульсную модуляцию.
  (PWM) метод синтеза синусоидальной формы волны из постоянного напряжения с типичным прерыванием
  частота в несколько килогерц. Гармоники подавляются подключением фильтров на стороне переменного тока.
  VSC. Этот тип VSC использует фиксированное постоянное напряжение Vdc. Напряжение V_conv варьируется изменением
  индекс модуляции модулятора ШИМ.

Блок SSSC (Phasor Type) моделирует SSSC на основе IGBT (фиксированное напряжение постоянного тока). Однако, как
детали инвертора и гармоник не представлены, его также можно использовать для моделирования
SSSC на основе GTO в исследованиях устойчивости при переходных процессах.

Система управления состоит из:

• Контур фазовой автоподстройки частоты (PLL), который синхронизируется по компоненту прямой последовательности
  ток I. Выход ФАПЧ (угол Θ = ωt) используется для вычисления прямой оси и
  квадратурные компоненты трехфазных напряжений и токов переменного тока (обозначенные как Vd, Vq или
  Id, Iq на схеме).

• Измерительные системы, измеряющие q составляющих переменного тока прямой последовательности напряжений V1 и
  V2 (V1q и V2q), а также напряжение постоянного тока Vdc.

• Регуляторы напряжения переменного и постоянного тока, вычисляющие две составляющие напряжения преобразователя
  (Vd_conv и Vq_conv), необходимые для получения желаемого постоянного напряжения (Vdcref) и вводимого
  напряжение (Vqref). Стабилизатору напряжения Vq помогает стабилизатор прямого действия, который
  прогнозирует напряжение V_conv на основе измерения тока Id.

Блок SSSC представляет собой векторную модель, которая не включает подробные представления
силовая электроника. Вы должны использовать его с методом имитации фазора, активированным с помощью
Блок Powergui. Может использоваться в трехфазных энергосистемах вместе с синхронными
генераторы, двигатели, динамические нагрузки и другие системы FACTS и возобновляемых источников энергии для выполнения
исследования устойчивости к переходным процессам и наблюдение за воздействием SSSC на электромеханические колебания и
пропускная способность на основной частоте.

.

STATCOM (Статический синхронный компенсатор, также известный как SVG)

Обзор оборудования

STATCOM (Статический синхронный компенсатор, также известный как SVG). Это важное устройство для гибкой системы передачи переменного тока (FACTS), которая представляет собой третье поколение устройств динамической компенсации VAR после FC, MCR и TCR типа SVC (статический компенсатор VAR). Его внешний вид представляет собой применение самых передовых технологий для динамической компенсации VAR.Он также известен как DSTATCOM, когда применяется в распределении электроэнергии. СТАТКОМ подключается параллельно к электросети и работает как источник реактивного тока. Его реактивный ток можно гибко контролировать и автоматически компенсировать реактивную мощность системы. Это решает проблему гармоник, мешающих переключению параллельных батарей конденсаторов. С другой стороны, он может ограничивать гармоники и улучшать качество электроэнергии в соответствии с потребностями клиентов. STATCOM обладает превосходными характеристиками во многих аспектах, таких как скорость реакции, стабилизация напряжения электросети, снижение потерь мощности и гармоник в системе, увеличение пропускной способности и ограничение переходного напряжения.Он также имеет преимущество меньшего размера.

В качестве ядра

STATCOM используется трехфазный мощный преобразователь напряжения. Его выход напряжения соединяет систему через реактор или трансформатор. И регулирует амплитуду и фазу переменного напряжения инвертора для поглощения или выработки реактивной мощности для системы. Как источник компенсации, STATCOM не только контролирует и компенсирует ток при ударной нагрузке, но также компенсирует и контролирует гармонический ток.

В зависимости от преимуществ мощных технологий и человеческих ресурсов, Beijing PONOVO вводит несколько типов STATCOM с различной топологией для удовлетворения различных потребностей клиентов.AccuVar ASVC — 100 типа DSTATCOM использует многоуровневую структуру и отличается компактным дизайном, меньшими потерями мощности, быстрым откликом и конфигурацией модулей для упрощения расширения и обслуживания. Основная система управления использует DSP и FPGA с многоуровневой структурой, которая обеспечивает высокоскоростные адаптивные вычисления, многоканальное расширение и гибкую конфигурацию системы.
Применяется в угольных шахтах, ветроэнергетических установках, металлургии, электрифицированных железных дорогах и распределении электроэнергии в городских и сельских районах (подходит для систем распределения электроэнергии от 3 до 35 кВ).

Основная функция

AccuVar ASVC имеет превосходные преимущества по сравнению с традиционными компенсаторами фиксированных конденсаторов, MCR и TCR.

1. Быстрая регулировка реактивной мощности
AccuVar ASVC обеспечивает непрерывную динамическую компенсацию коэффициента мощности при изменении нагрузки. Это полностью исключает подачу емкостной реактивной мощности в электросеть и поддерживает коэффициент мощности в расчетном значении для электросети. AccuVar ASVC имеет преимущества:

• Быстрый отклик, возможность динамической компенсации в реальном времени.
• Эффективно избегайте параллельного резонанса.
• Способен производить и поглощать реактивную мощность.
• Обеспечивает меньшее количество гармоник в системе.

2. Ограничьте колебания и мерцание напряжения
Напряжение электросети колеблется и мерцает при работе ударной нагрузки большой мощности. Колебания и мерцание напряжения оказывают негативное влияние на использование электроэнергии другими близлежащими потребителями и чувствительную нагрузку, снижая безопасность использования электроэнергии и снижая эффективность производства, увеличивая риск сбоев в производстве.Время отклика AccuVar ASVC составляет менее 1 мс, и он обеспечивает плавную динамическую компенсацию реактивной мощности. Более эффективно сдерживать колебания напряжения и уменьшать колебания напряжения, повышать напряжение до соответствия стандарту.

3. Постоянный ток, эффективно сдерживает падение напряжения
AccuVar ASVC имеет характеристику постоянного тока. Он имеет преимущество в управлении напряжением, так как его выход реактивного тока не зависит от напряжения шины. Системе требуется больше динамической реактивной мощности, когда напряжение в системе падает.Выходной реактивный ток AccuVar ASVC не связан с системным напряжением, но выходная реактивная мощность обычного конденсаторного компенсатора VAR пропорциональна квадрату напряжения. AccuVar ASVC может обеспечить лучшую поддержку для улучшения характеристики сквозного прохождения низкого напряжения (LVRT) в ветроэнергетике.

4. Компенсируйте обратную последовательность, реализуйте сбалансированный источник питания
AccuVar ASVC имеет уникальную цепную структуру, позволяющую регулировать расщепленную фазу и осуществлять обмен энергией между различными фазами.Он обеспечивает сбалансированную компенсацию обратной последовательности нагрузки за счет применения сбалансированного принципа Штейнмеца. AccuVar ASVC обеспечивает прохождение тока в систему со сбалансированной мощностью и желаемой реактивной мощностью.

5. Устойчивость к гармоникам, способная компенсировать часть гармонического тока.
Из-за широкого применения нелинейной нагрузки, гармоники угрожают электросети общего пользования хуже, чем раньше. Гармоники вызывают перегрев оборудования, истощение изоляции, дополнительные потери мощности, снижение эффективности энергосистемы и электрического оборудования.Это также приводит к неисправности реле защиты и неисправности автоматического устройства, неточности измерения и мешает расположенной поблизости системе связи. Возможно возникновение пожара, когда 3-я гармоника протекает через естественную линию и вызывает перегрев линии. AccuVar ASVC применяет многоуровневую ШИМ-широтно-импульсную модуляцию с фазовым сдвигом несущей, а его высокочастотный эквивалентный переключатель может фильтровать гармоники частичной нагрузки без их усиления и без гармонического резонанса. Это делает возможным многофункциональность оборудования.

Технические характеристики

• Обеспечивает быструю плавную динамическую компенсацию от индуктивной до емкостной реактивной мощности. Также исключает подачу реактивной мощности в электросеть. Он отвечает максимальным требованиям по компенсации коэффициента мощности, поддерживает коэффициент мощности близким к 1,0 в любое время.
• Низкие потери мощности, более экономичная работа.
• Обладает мощной способностью поддерживать напряжение и способностью выдерживать кратковременные перегрузки. Обеспечить лучшую поддержку для улучшения характеристики сквозного прохода низкого напряжения (LVRT) для ветряных турбин.Уменьшить негативное влияние, вызванное повторяющимися операциями переключения ветряной турбины.
• Более быстрое время отклика и лучший эффект сдерживания мерцания.
• Отсутствие гармоник и фильтрация гармоник частичной нагрузки без усиления гармоник и гармонического резонанса. Он имеет лучшую безопасность и стабильность благодаря нечувствительности к параметрам системы.
• Модули разработаны, просты в установке и обслуживании. Резервная структура N + 1 обеспечивает высокую надежность.
• Меньше места для установки, также обеспечивает гибкость установки, оборудование может быть установлено внутри / снаружи.
• Низкие потери и низкий уровень шума.

Принцип

1. В схеме AccuVar ASVC используются электрические и электронные компоненты, управляемые переключателем высокой мощности, для построения мостовой схемы с изменением фазы. Схема подключается через индуктивность параллельно сети. Реализовать реактивную компенсацию путем регулировки амплитуды и фазы переменного напряжения или напрямую настроить переменный ток в мостовой схеме, чтобы схема поглощала или производила реактивный ток.
2. AccuVar ASVC имеет обмен активной / реактивной мощностью с системой. Это реализуется путем управления амплитудой и фазовым углом выходного напряжения связанного преобразователя.
3. Схема подключения AccuVar ASVC показана ниже, преобразователь фазы структурирован цепными узлами

Клапан IGBT преобразователя

4. оптимизирует модуляцию сдвига фазы несущей. Эквивалентный переключатель с несколькими узлами имеет высокую частоту и чрезвычайно низкий уровень гармоник на выходе. Форма выходного напряжения ниже

www.relaytest.com

.

Синхронная и асинхронная передача данных

Синхронная передача

При синхронной передаче данные перемещаются в полностью парном режиме в виде фрагментов или кадров. Синхронизация между источником и целью требуется, чтобы источник знал, где начинается новый байт, поскольку между данными нет пробелов.

Синхронная передача эффективна, надежна и часто используется для передачи большого количества данных.Он предлагает связь между связанными устройствами в реальном времени.

Примером синхронной передачи может быть передача большого текстового файла. Перед передачей файл сначала разбивается на блоков и предложений. Затем блоки передаются по каналу связи в целевое местоположение.

Из-за отсутствия начальных и конечных битов скорость передачи данных выше, но повышается вероятность возникновения ошибок. Со временем часы будут рассинхронизированы, и на целевом устройстве будет неправильное время, поэтому некоторые байты могут быть повреждены из-за потерянных битов.Чтобы решить эту проблему, необходимо регулярно повторно синхронизировать часы, а также использовать контрольные цифры, чтобы гарантировать правильное получение и преобразование байтов.

Характеристики синхронной передачи

• Между отправляемыми символами нет пробелов.
• Синхронизация обеспечивается модемами или другими устройствами в конце передачи.

Перед отправкой данных идет

• Special ’syn’ символов.
• Синхронизирующие символы включаются между блоками данных для функций синхронизации.

Примеры синхронной передачи

• Чаты
• Видеоконференцсвязь
• Телефонные разговоры
• Личное общение

Асинхронная передача

При асинхронной передаче данные перемещаются по принципу половинной пары, по 1 байту или 1 символу за раз. Он отправляет данные в постоянном байтовом потоке. Размер передаваемого символа составляет 8 бит, с добавлением бита четности как в начале, так и в конце, что в сумме составляет 10 бит.Ему не нужны часы для интеграции — скорее, он использует биты четности, чтобы сообщить получателю, как преобразовать данные.

Это простой, быстрый, рентабельный и не требует двусторонней связи для работы.

Характеристики асинхронной передачи

• Каждый символ начинается с начала и заканчивается одним или несколькими конечными битами.
• Между символами могут быть пробелы или пробелы.

Примеры асинхронной передачи

• Электронная почта
• Форумы
• Письма
• Радио
• Телевизоры

Синхронная и асинхронная передача

Синхронный vs.Асинхронная передача

1. При синхронной передаче данные передаются в виде блоков, а при асинхронной передаче данные передаются по одному байту за раз.
2. Для синхронной передачи требуется тактовый сигнал между источником и целью, чтобы цель знала о новом байте. По сравнению с асинхронной передачей, тактовый сигнал не требуется из-за битов четности, прикрепленных к передаваемым данным, которые служат индикатором начала нового байта.
3. Скорость передачи данных при синхронной передаче выше, так как она передается фрагментами данных, по сравнению с асинхронной передачей, при которой передается один байт за раз.
4. Асинхронная передача проста и экономична, в то время как синхронная передача сложна и относительно дорога.
5. Синхронная передача является систематической и требует меньших накладных расходов по сравнению с асинхронной передачей.

Как синхронная, так и асинхронная передача имеют свои преимущества и ограничения.Асинхронная передача используется для отправки небольшого количества данных, а синхронная передача используется для отправки больших объемов данных. Таким образом, мы можем сказать, что как синхронная, так и асинхронная передача важны для общего процесса передачи данных.

.

Статья о компенсаторе по The Free Dictionary

in technology:

(1) Устройство или наполнитель для компенсации или уравновешивания влияния различных факторов, таких как температура, давление и положение, на состояние и работу конструкций, систем , машины и инструменты. Обеспечивает их работоспособность за счет исключения действия перечисленных выше факторов; он также используется для измерения или регулировки физических величин (например, оптический компенсатор). Конструкция компенсаторов, используемых при сборке и обслуживании машин, определяется предельными значениями и необходимой точностью компенсации.

Различают фиксированные и подвижные компенсаторы. Неподвижные компенсаторы включают прокладки, уплотнительные кольца и аналогичные детали, размеры и форма которых исключают отклонения от номинальных размеров. Заполнители, фиксирующие положение, установленное для деталей после закалки, также могут быть фиксированными компенсаторами. Такие компенсаторы используются при производстве моделей и технологического навесного оборудования.

Подвижные компенсаторы могут иметь периодическое или непрерывное действие. Компенсаторы с периодическим действием (регулировочные винты, эксцентриковые втулки и т. Д.) Устраняют отклонения размеров при движении или вращении.Компенсаторы непрерывного действия работают автоматически; примерами являются двойные универсальные шарниры, которые компенсируют смещение вала (шарнир Гука), и сильфоны, которые компенсируют удлинение в трубах.

В машинах, работающих в различных тепловых режимах (например, в двигателях внутреннего сгорания) компенсаторы устраняют влияние тепловых деформаций; в закрытых жидкостных системах (в машинах с гидравлическим приводом) постоянное давление поддерживается жидкостными компенсаторами при изменении температуры жидкости.В электротехнике компенсатор используется для повышения коэффициента мощности (cos ø) и регулирования напряжения в энергосистемах. Компенсаторы необходимы для нормальной работы внеосевых валов, для обеспечения заданных зазоров в опорах и зубчатых передачах, для передачи движения между движущимися валами и для устранения люфта в шарнирах. Их использование делает возможным широкое применение взаимозаменяемых деталей и увеличивает срок службы и ремонтопригодность машин с менее точными деталями. Внедрение компенсаторов в машины упрощает процесс массового производства, сокращает индивидуальную настройку деталей при сборке и снижает производственные и эксплуатационные расходы.

(2) Термомагнитный ферросплав, содержащий 38 процентов никеля и 14 процентов хрома. Он используется в различных электроизмерительных приборах для шунтов на постоянных магнитах для уменьшения температурной погрешности.

СПРАВКА

Справочник машиностроения , 2-е изд., Т. 4. Москва, 1956.

С. В. Б ЕСПАЛОВ и А. И. З УСМАН

Большая советская энциклопедия, 3-е издание (1970–1979). © 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.

.