20.11. Использование турбо- и гидрогенераторов в режиме синхронного компенсатора

Турбо- и гидрогенераторы могут работать в режиме синхронного компен­сатора. Обычно гидрогенераторы ис­пользуют как компенсаторы в период маловодья, а турбогенераторы — при продолжительном ремонте тур'бин или при низких технико-экономических пока­зателях агрегатов, а в последнее время — в часы наименьших нагрузок энерго­систем. Генераторы чаще работают в режиме перевозбужденного синхронного компенсатора с выдачей реактивной мощности в сеть, когда потребители на­ходятся вблизи электростанции. В таком режиме генераторы могут работать неог­раниченное время. В часы наименьших нагрузок, а также в тех случаях, когда электростанция связана с потребителями длинными линиями электропередачи,

возникает необходимость использования генераторов в режиме недовозбужден-ного синхронного компенсатора (при токах возбуждения меньше тока холо­стого хода) с потреблением реактивной мощности из сети. Возможность про­должительного использования генера­торов в таком режиме должна быть доказана для каждого отдельного случая (см. § 20.10).

Турбогенератор может работать в режиме синхронного компенсатора вместе с турбиной и без нее. Однако в первом случае создаются опасные пере­гревы лопаток трубины. Для их устра­нения, а также для уменьшения активной мощности, потребляемой из сети, целе­сообразно отсоединять генератор от турбины путем расцепления соедини­тельной муфты. При необходимости создания в системе вращающегося ре­зерва, а также при чередовании работы агрегата в режиме генератора и режиме синхронного компенсатора генератор оставляют соединенным с турбиной. В этом случае охлаждение лопаток тур­бины производят путем пропуска не­большого количества пара, опреде­ляющего наименьшую допустимую ак­тивную мощность (ее обычно называют техническим минимумом), с которой мо­жет длительно работать турбина и соответственно турбогенератор. Эта мощность зависит от типа и мощности турбины и примерно равна 10 — 20% ее номинальной мощности.

Вертикальные гидрогенераторы из-за особенностей своей конструкции рабо­тают в режиме синхронного компенса­тора только совместно с турбиной. Для уменьшения активной мощности, потреб­ляемой из сети, необходимо, чтобы лопатки турбины вращались не в воде, а в воздухе (опасности перегрева лопа­ток в таком режиме не возникает). Воду из камеры гидротурбины отжимают сжатым воздухом. С этой целью на гидро­электростанциях предусматривают спе­циальную установку со сжатым воз­духом. В течение всего периода работы гидрогенератора в режиме синхронного компенсатора в камере поддерживается избыточное давление.

Пуск агрегата, работающего в ре­жиме синхронного компенсатора сов­местно с турбиной, производят так же, как и при работе в режиме генератора — путем подачи воды или пара в турбину. После включения генератора в сеть количество воды или пара, поступаю­щего в турбину, уменьшают до допусти­мого значения и генератор переходит в режим синхронного компенсатора. В некоторых случаях может быть исполь­зован метод асинхронного пуска генера­тора от сети (см. гл. 21).

При использовании турбогенератора для работы в режиме синхронного ком­пенсатора без турбины может быть при­менен асинхронный пуск непосредствен­но от сети или путем частотного пуска от специально выделенного для этой цели турбогенератора.