Синхронні двигуни (компенсатори) та конденсаторні установки
Більшість промислових приймачів у процесі роботи споживає з мережі крім активної, реактивну потужність. Основними споживачами реактивної потужності є: асинхронні двигуни, трансформатори, електричні повітряні мережі, реактори, перетворювачі та інші установки. Передача значної кількості реактивної потужності лініями та через трансформатори системи електропостачання невигідна з таких основних причин: 1) Виникають додаткові втрати активної потужності та енергії у всіх елементах системи електропостачання, обумовлені завантаженням їх реактивною потужністю. 2) Виникають додаткові втрати напруги. 3) Зменшується пропускна спроможність систем електропостачання та трансформаторів. Тому доцільно знижувати споживану реактивну потужність. Як компенсуючі пристрої застосовуються батареї конденсаторів, синхронні двигуни і синхронні компенсатори.
Синхронні двигуни, які застосовуються для електроприводу, зазвичай виготовляються з номінальним коефіцієнтом потужності 0,9 при випереджальному струмі. Вони є ефективним засобом компенсації реактивної потужності навантаження. Реактивна потужність, що розвивається ними, визначається параметрами і режимом роботи двигунів і мережі. Вони мають бути пов'язані наскільки можна короткою мережею. Застосування синхронних двигунів в умовах промислових підприємств може бути доцільним у випадках коли: 1) встановлення синхронних двигунів на приводних механізмах замість асинхронних там, де це можливо за технологічними умовами; 2) встановлення синхронних двигунів більшої потужності, ніж вимагає приводний механізм. Синхронні двигуни в порівнянні з асинхронними мають такі переваги: а)можливість використання їх як компенсуючих пристроїв за порівняно невеликих додаткових початкових витрат. б) економічність виготовлення на невелику кількість оборотів, при цьому відпадає необхідність у проміжних передачах між двигуном і робочою машиною; в) менша залежність крутного моменту від коливань напруги; ; д) менші втрати активної потужності, так як к. п. д. синхронних двигунів вище ККД асинхронних двигунів.
Компенсуюча здатність двигуна визначається навантаженням на його валу, напругою, підведеною до затискачів двигуна, і струмом збудження. Зі зменшенням струму збудження нижче номінального компенсуюча здатність двигуна знижується. Зазвичай за практичних умов навантаження синхронних двигунів на валу становить (50—100)% від номінальної. При такому навантаженні, а також при регулюванні напруги, що підводиться до електродвигуна, можна використовувати електроприводи з синхронними двигунами як компенсатори реактивної потужності при роботі їх з випереджальним коефіцієнтом потужності.
Синхронні компенсатори Компенсуючі пристрої реактивних навантажень.
Синхронний компенсатор є синхронним двигуном полегшеної конструкції, що працює в режимі холостого ходу, тобто без навантаження на валу. При перезбудженні синхронний компенсатор генерує випереджальну реактивну потужність, а при недозбудженні споживає реактивну потужність, що відстає. Ця властивість синхронних компенсаторів використовується як підвищення коефіцієнта потужності, так регулювання напруги в електричних мережах.
Позитивними властивостями синхроннихкомпенсаторів як джерел реактивної потужності є: а) можливість плавного та автоматичного регулювання величини генерованої реактивної потужності; б) незалежність генерації реактивної потужності від напруги на його шинах; достатня термічна та динамічна стійкість обмоток компенсатора під час коротких замикань; ремонтних робіт; в) висока надійність.
Недоліками синхронних компенсаторів є:
а) висока питома вартість і, отже, високі відносні капітальні витрати на компенсацію; б) значно більша питома витрата активної потужності на компенсацію порівняно зі статичними конденсаторами; в) велика займана виробнича площа та шум при роботі.
Зазначені особливості синхронних компенсаторів, а також можливість їхнього пуску лише від джерел живлення великої потужності обмежують їхнє застосування на підстанціях енергетичних систем.
Однак компенсатори встановлені на відкритому повітрі, що значно здешевлює витрати.
Конденсаторні установки (інші назви: батарея статичних конденсаторів БСК, пристрій компенсації реактивної потужності УКРМ)
Електроустановка призначена для компенсації реактивної потужності. Конструктивно є конденсатори (розг. «банки»), зазвичай з'єднані за схемою трикутник і розділені на кілька ступенів з різною ємністю, і пристрій управління ними. Пристрій управління найчастіше здатний автоматично підтримувати заданий коефіцієнт потужності на потрібному рівні перемиканням числа включених у мережу «банок».
Додатково конденсаторна установка може містити фільтри вищих гармонік.
Для безпечногообслуговування кожен конденсатор установки забезпечується розрядним контуром для зняття залишкового заряду при відключенні від мережі.