同步調(diào)相機(jī)的工作原理

一、同步調(diào)相機(jī)

同步調(diào)相機(jī)又稱同步補(bǔ)償機(jī)，是運(yùn)行于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，但不帶機(jī)械負(fù)載，當(dāng)改變勵(lì)磁電流時(shí)，可以從電網(wǎng)中吸收電感性無功功率或電容性無功功率的同步電機(jī)。同步調(diào)相機(jī)是在無動(dòng)力也無機(jī)械負(fù)載下運(yùn)行的、能提供或吸收無功功率的同步電機(jī)，用于改善電網(wǎng)功率因數(shù)，維持電網(wǎng)電壓水平。

1、同步調(diào)相機(jī)的主要類型

同步調(diào)相機(jī)按其不同的冷卻方式可分為空冷調(diào)相機(jī)、氫冷調(diào)相機(jī)和全水內(nèi)冷調(diào)相機(jī)三種。

2、同步調(diào)相機(jī)的工作原理

1）電力系統(tǒng)中的主要負(fù)載是異步電動(dòng)機(jī)和變壓器。這些設(shè)備均從電網(wǎng)吸收大量的無功功率以供其勵(lì)磁之用。所以，電網(wǎng)擔(dān)負(fù)著很大一部分電感性的無功電流，導(dǎo)致電網(wǎng)的功率因數(shù)降低，以致發(fā)電機(jī)和輸配電設(shè)備的作用不能充分發(fā)揮，線路損耗和電壓損失增大，輸電質(zhì)量變壞，甚至影響輸電的穩(wěn)定性。

2）由于同步電機(jī)處在過勵(lì)狀態(tài)時(shí)，可以從電網(wǎng)吸收相位超前于電壓的電流，從而改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，因此在過去的生產(chǎn)實(shí)際中，除選用一部分同步電動(dòng)機(jī)外，還在電網(wǎng)的受電端裝設(shè)一些同步調(diào)相機(jī)，用于改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。根據(jù)電網(wǎng)負(fù)載情況的不同，適當(dāng)調(diào)節(jié)調(diào)相機(jī)的勵(lì)磁電流，可改變調(diào)相機(jī)吸收的無功功率，使電網(wǎng)的功率因數(shù)接近于1。此外，在長(zhǎng)距離輸電線路中，線路電壓降隨負(fù)載情況的不同而發(fā)生變化，如果在輸電線的受電端裝一臺(tái)同步調(diào)相機(jī)，在電網(wǎng)負(fù)載重時(shí)，讓其過勵(lì)運(yùn)行，減少輸電線中滯后的無功電流分量，從而可減少線路壓降；在輸電線輕載的情況下，讓其欠勵(lì)運(yùn)行，吸收滯后的無功電流，可防止電網(wǎng)電壓上升，從而維持電網(wǎng)的電壓在一定的水平上。

3、同步調(diào)相機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

同步調(diào)相機(jī)的結(jié)構(gòu)基本上與同步電動(dòng)機(jī)相同，只是由于它不帶機(jī)械負(fù)載，轉(zhuǎn)軸可以細(xì)些。如果它具有自啟動(dòng)能力，則其轉(zhuǎn)子可以做成沒有軸伸，便于密封。同步調(diào)相機(jī)經(jīng)常運(yùn)行在過勵(lì)狀態(tài)，勵(lì)磁電流較大，損耗也比較大，發(fā)熱比較嚴(yán)重。容量較大的同步調(diào)相機(jī)常采用氫氣冷卻。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和靜止無功補(bǔ)償器(SVC)的推廣使用，調(diào)相機(jī)現(xiàn)在很少使用。

二、同步調(diào)相機(jī)和同步發(fā)電機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)的區(qū)別

1、運(yùn)行狀態(tài)不同

同步調(diào)相機(jī)、同步發(fā)電機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)都是根據(jù)電磁感應(yīng)原理進(jìn)行工作的。由于它們都是同步電機(jī)，因此它們的勵(lì)磁方式、電磁關(guān)系等都是一樣的。所不同之處，只是同步電機(jī)的三種不同的運(yùn)行狀態(tài)。其表現(xiàn)為在轉(zhuǎn)子磁極與定子磁極之間的夾角(即功率角θ)的不同。

1）在發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)，向系統(tǒng)送出有功功率，θ>0；

2）調(diào)相機(jī)工作狀態(tài)，從系統(tǒng)吸收不多的有功功率，維持轉(zhuǎn)速，θ角為負(fù)，但很??；

3）電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，從系統(tǒng)吸收有功功率，θ<0。

這三種狀態(tài)，無功功率都是既可送出也可吸收，區(qū)別僅在于θ角不一樣。

2、結(jié)構(gòu)和參數(shù)有所不同

1）同步調(diào)相機(jī)的額定容量是指它的進(jìn)相容量，即送出無功功率的允許值。它的額定滯相容量是指在其勵(lì)磁系統(tǒng)輸出最小勵(lì)磁電流下的容量。通常,調(diào)相機(jī)的滯相容量為進(jìn)相容量的30～60%。這主要是由于滯相時(shí)端部漏磁增大，定子鐵芯端部過熱，且滯相時(shí)運(yùn)行的穩(wěn)定性變差。發(fā)電機(jī)的額定容量為定子端輸出的有功功率；電動(dòng)機(jī)的額定容量是指軸輸出的有功功率。

2）同步調(diào)相機(jī)不需要拖動(dòng)機(jī)械負(fù)載，軸上所受的扭力小，故轉(zhuǎn)軸比同容量電動(dòng)機(jī)的細(xì)，且調(diào)相機(jī)在結(jié)構(gòu)方面，對(duì)機(jī)械強(qiáng)度的要求也比電動(dòng)機(jī)的低。

3）同步調(diào)相機(jī)不帶負(fù)載，故沒有過載能力的要求。為了減少勵(lì)磁繞組的用銅量，其氣隙較同步發(fā)電機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)都要小一些。