На рисунке ниже приведена U-образная кривая синхронного электродвигателя I = f(Iв), которая показывает, что опережающий ток можно получить при увеличении тока возбуждения синхронного двигателя.
U-образная кривая синхронного электродвигателя
Увеличение тока возбуждения и переход синхронного двигателя на работу с опережающим (емкостным) cosφ вызывает увеличение мощности потерь в двигателе (возрастают потери в обмотках статора и ротора). Потери же на участках системы электроснабжения при этом уменьшаются. Таким образом, если снижение потерь ΔPa на участках энергосистемы превысит увеличение потерь ΔPc в синхронном двигателе, то работа синхронного двигателя с опережающим cosφ будет оправдана.
Синхронные компенсаторы
При холостом ходе синхронного электродвигателя (смотрите ниже) ток в цепи его статора должен иметь такую величину, чтобы активная мощность потребления из сети
Р = 3Uф Iф cos φ
была равна потерям (главным образом, механическим).
Смотрите раздел — Токи короткого замыкания
На рисунке ниже положение — a, приведена схема включения синхронного компенсатора, а на рисунке ниже положение — б — векторная диаграмма, соответствующая этой схеме. Как видно из векторной диаграммы, включение компенсатора (ток Iк) приводит к уменьшению общего тока I при постоянной мощности потребления приемника (ток Iz).
Синхронный компенсатор
а — схема включения; б — векторная диаграмма.
Уменьшение тока разгружает линию электропередачи, трансформаторы и генераторы на станции, в результате чего уменьшается падение напряжения и потери в системе электроснабжения, а синхронные генераторы получают возможность отдать дополнительную активную энергию в сеть.
Преимущество синхронного компенсатора перед конденсаторами заключается в возможности плавного регулирования реактивного тока. Синхронные компенсаторы часто имеют весьма значительную мощность. При выборе средств компенсации необходимо учитывать, что наибольший экономический эффект достигается при их размещении в непосредственной близости от потребляющих реактивную энергию электроприемников.
Вентильные статические источники реактивной энергии пока не получили практического применения, однако, по-видимому, в связи с бурным развитием промышленной электроники следует ожидать появления простых, надежных и экономичных источников реактивной энергии, основанных на возможностях электроники.
«Электроснабжение строительно-монтажных работ», Г.Н. Глушков