Синхронный двигатель как источник и потребитель реактивной мощности

1.

СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ КАК ИСТОЧНИК И
ПОТРЕБИТЕЛЬ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
Отчет студента гр. 5АМ6Е Т.К. Жабасова
По предмету: Специальные вопросы
электроснабжения
23 декабря
2017 г.

2. СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1 Эквивалентная схема и векторная диаграмма синхронного двигателя
2 Уравнение мощности синхронного двигателя
3 Влияние изменения тока возбуждения на работу синхронного
двигателя
4 V-образные характеристики
5 Критерии привлечения синхронных двигателей в качестве источников
реактивной мощности
6 Потребление реактивной мощности синхронным двигателем
Заключение
СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ КАК ИСТОЧНИК И
ПОТРЕБИТЕЛЬ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
2

3. ВВЕДЕНИЕ

Каждый раз, при протекании переменного тока в обмотках высокого и
низкого напряжения трансформатора, статора и ротора двигателя или
генератора, по обкладкам конденсатора передается энергии, хотя эти
элементы не имеют электрической связи между собой.
СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ КАК ИСТОЧНИК И
ПОТРЕБИТЕЛЬ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
3

4. ВВЕДЕНИЕ

Передача энергии с помощью
магнитного поля
Передача энергии с помощью
электрического поля
Это происходит благодаря существованию магнитного и электрического полей.
Вокруг проводника, по которому идет ток, возникает магнитное и электрическое
поле. При протекании тока по обмотке в магнитопроводе трансформатора или
электрической машины возникает переменное магнитное поле, которое
пересекает магнитными линиями витки другой обмотки, наводя в ней
электродвижущую силу (ЭДС).
СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ КАК ИСТОЧНИК И
ПОТРЕБИТЕЛЬ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
4

5. ВВЕДЕНИЕ

Источники реактивной мощности:
1.Вращающиеся синхронные машины
1.1.Синхронные генераторы
электростанций;
1.2.Синхронные компенсаторы;
1.3.Синхронные двигатели
2.Статические компенсаторы реактивной
мощности
2.1.Конденсаторные батареи;
2.2. Устройства на базе
полупроводниковых преобразователей.
Потребители реактивной мощности:
1. Асинхронный двигатель (65…75%); БАЛАНС РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
2. Трансформатор (15…30%);
ОБЕСПЕЧИВАЕТСЯ ЗА СЧЕТ
3. Воздушные линии (5…10%).
РАВЕНСТВА
СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ КАК ИСТОЧНИК И
ПОТРЕБИТЕЛЬ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
5

6. ВВЕДЕНИЕ

При передачи реактивной
мощности от синхронного
генератора к потребителю
возникают потери напряжения
и активной мощности
СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ КАК ИСТОЧНИК И
ПОТРЕБИТЕЛЬ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
6

7. ВВЕДЕНИЕ

Нецелесообразно генерировать реактивную мощность в больших объемах в
одном узле системы. В связи с этим источники реактивной мощности
используются в узлах нагрузки. Согласно реализации Федерального закона
РФ от 23 ноября 2009 г. №261 – ФЗ «Об энергосбережении и о повышении
энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные
законодательные акты Российской Федерации», в первую очередь
необходимо использовать синхронные двигатели в качестве
компенсирующего устройства, если они уже установлены на предприятии.
СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ КАК ИСТОЧНИК И
ПОТРЕБИТЕЛЬ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
7

8. ЭКВИВАЛЕНТНАЯ СХЕМА И ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Эквивалентная схема для одной фазы
синхронного двигателя
Векторная диаграмма,
соответствующая эквивалентной
схеме замещения
8

9. УРАВНЕНИЕ МОЩНОСТИ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Из векторной диаграммы получается:
Умножая на VT обе части выражения и
преобразовывая получается:
Эквивалентная схема
замещения синхронного
двигателя*
Векторная диаграмма
синхронного двигателя*
*при условии, что активное
сопротивление статора
незначительно
9

10. ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ТОКА ВОЗБУЖДЕНИЯ НА РАБОТУ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Векторная диаграмма иллюстрирующая влияние изменения тока
возбуждения на ток статора, угол нагрузки и коэффициент мощности
10

11. V – ОБРАЗНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

V-образные характеристики для синхронного двигателя
СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ КАК ИСТОЧНИК И
ПОТРЕБИТЕЛЬ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
11

12. КРИТЕРИИ ПРИВЛЕЧЕНИЯ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В КАЧЕСТВЕ ИСТОЧНИКОВ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Зависимость коэффициента загрузки по
реактивной мощности от коэффициента
загрузки по активной для синхронного
двигателя при различных напряжениях
на его выводах
Зависимость коэффициента загрузки по
реактивной мощности от напряжения на
выводах синхронного двигателя при
различных коэффициентах загрузки
12

13. КРИТЕРИИ ПРИВЛЕЧЕНИЯ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В КАЧЕСТВЕ ИСТОЧНИКОВ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Основной критерий для выбора рационального режима возбуждения СД:
где D1 и D2 – постоянные для конкретного двигателя величины, зависящие от
к.п.д. и мощности конкретного двигателя
13

14. ПОТРЕБЛЕНИЕ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ СИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

В условиях избытка реактивной мощности напряжение в точке
подключения выходит за допустимые пределы. В данной
ситуации используется режим недовозбуждения, при котором
синхронный
двигатель
потребляет
реактивную
мощность, для
регулирования
напряжения в
точке
подключения
синхронного
двигателя
СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ КАК ИСТОЧНИК И
ПОТРЕБИТЕЛЬ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
14

15. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целесообразность использования синхронного
двигателя в качестве источника реактивной
мощности возникает тогда, когда активные
потери, возникающие при протекании реактивной
мощности меньше, чем дополнительные
активные потери в синхронном двигателе при
генерации реактивной мощности.
Синхронный двигатель выступает потребителем
реактивной мощности, в тех случаях, когда
напряжение в точке присоединения становится
выше допустимого предела.
СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ КАК ИСТОЧНИК И
ПОТРЕБИТЕЛЬ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
15

16.

СПАСИБО
ЗА ВНИМАНИЕ!
16