В брошюре рассматриваются вопросы перевода гидроагрегатов в режим синхронного компенсатора. Изложены принципы использования сжатого воздуха для освобождения рабочего колеса гидротурбины от воды при работе гидроагрегата в компенсаторном режиме. Особое внимание уделяется способам перевода гидроагрегатов в режим синхронного компенсатора, описанию устройств автоматического регулирования подачи и поддержания в камере рабочего колеса сжатого воздуха заданных параметров. Описаны методика и аппаратура испытаний, проводимых в период наладочных работ. Брошюра написана на основе опыта наладочных работ ОРГРЭС; использованы разработки, проведенные институтом Гидропроект имени С.Я. Жука и Ленинградским металлическим заводом имени XXII съезда КПСС. Брошюра предназначена для инженеров и техников, занимающихся вопросами перевода гидроагрегатов в режим синхронного компенсатора при наладке, эксплуатации и проектировании гидроэлектростанций.

Введение

Глава первая. Использование гидроагрегатов в режиме синхронного компенсатора
1. Участие гидроэлектростанций в балансе реактивной мощности энергосистемы
2. Потребление активной мощности гидроагрегатом в режиме синхронного компенсатора
3. Условия перевода гидроагрегатов в режим синхронного компенсатора

Глава вторая. Перевод гидроагрегатов в режим синхронного компенсатора
4. Отжатие воды сжатым воздухом
5. Перевод в режим синхронного компенсатора высоконапорных гидроагрегатов
6. Особые случаи перевода гидроагрегатов в режим синхронного компенсатора

Глава третья. Основы расчета воздушной системы отжатия воды
7. Выбор параметров воздушной системы
8. Потери воздуха и их компенсация

Глава четвертая. Система отжатия воды из камеры рабочего колеса
9. Компоновка системы отжатия воды
10. Оборудование системы отжатия воды

Глава пятая. Автоматизация перевода гидроагрегата в режим синхронного компенсатора
11. Автоматический перевод гидроагрегата в режим синхронного компенсатора
12. Автоматические устройства для подачи сжатого воздуха в камеру рабочего колеса
13. Автоматические устройства для поддержания отжатого уровня воды
14. Способы поддержания отжатого уровня воды в камере рабочего колеса

Глава шестая. Наладочные испытания гидроагрегатов в режиме синхронного компенсатора
15. Измеряемые величины и места установки приборов
16. Измерительная аппаратура

Заключение
Список литературы

Введение

Номинальная кажущаяся мощность генераторов может быть выдана в сеть и быть равной действительной, активной мощности лишь при отсутствии в сети реактивной нагрузки. Практически же в сеть выдается меньшая активная мощность, определяемая коэффициентом мощности cos ϕ.

Если в сети не будет покрыт дефицит реактивной мощности, то это может привести к авариям в системе. Поэтому одной из главных задач энергетической системы является поддержание баланса реактивной мощности и напряжения. В той части системы, где генераторы подключены на приемном конце линии, устройства автоматического регулирования напряжения поддерживают напряжение неизменным. Там же, где генераторы находятся на значительном удалении, предусматривается установка синхронных компенсаторов, позволяющих выдавать в систему дополнительную реактивную мощность или потреблять ее излишек в зависимости от режима работы энергосистемы. С этой целью используются и специальные компенсирующие устройства — статические конденсаторы, устанавливаемые на районных подстанциях и у потребителей электроэнергии. Используются также зарядная мощность линий электропередачи и турбогенераторы небольшой мощности, переоборудованные для работы в качестве синхронных компенсаторов.

Источниками реактивной мощности могут являться синхронные двигатели, работающие вхолостую, а также синхронные генераторы, работающие в режиме синхронного двигателя. В этом случае особенно показательны гидроэлектростанции, где график работы гидроагрегатов позволяет использовать ненужные в отдельные моменты в системе гидроагрегаты в качестве синхронных компенсаторов.

Использование гидроагрегатов в режиме синхронного компенсатора предусматривается в двух случаях:

1) когда в энергосистеме наблюдается дефицит реактивной мощности;
2) когда в энергосистеме наблюдается избыток реактивной мощности (длинные линии электропередачи с большим напряжением).

С одной стороны использование гидроагрегатов в качестве синхронных компенсаторов считается экономически невыгодным. Это объясняется тем, что происходят большие потери электроэнергии из-за повышенных удельных потерь активной мощности на выработку единицы реактивной мощности. При такой оценке экономического эффекта использования гидроагрегатов в режиме синхронного компенсатора естественным является вывод о нецелесообразности использования их в режиме синхронного компенсатора для поддержания напряжения в системе на высоком уровне, а лишь для поддержания уровня напряжения, ниже которого снижение недопустимо.

С другой стороны, энергетическая эффективность компенсаторного режима гидроагрегатов зависит от формы их рабочих характеристик, от величины их коэффициента активной нагрузки до и после перевода части агрегатов в компенсаторный режим, от коэффициента мощности нагрузки и величины потерь активной мощности. Поэтому предлагается оценивать эффективность работы гидроагрегатов в компенсаторном режиме путем сравнения с работой гидроагрегатов в генераторном режиме при пониженном коэффициенте мощности, а не путем технико-экономического сравнения их с дополнительно устанавливаемыми статическими конденсаторами.

Использование гидроагрегатов в режиме синхронного компенсатора нашло широкое применение. Этому способствовал ряд обстоятельств, рассматриваемых в гл. 1. Уже с начала 50-х годов на некоторых гидроэлектростанциях гидроагрегаты стали переводить в режим синхронного компенсатора. С 1960 г. этот процесс усилился как за счет увеличения числа гидроэлектростанций, так и за счет продолжительности работы гидроагрегатов в компенсаторном режиме. Предусматривается также ведение режима синхронного компенсатора на вновь строящихся гидроэлектростанциях. Проводятся мероприятия для возможности перевода в режим синхронного компенсатора гидроагрегатов действующих гидроэлектростанций.

Проработки институтов «Гидропроект» и «Энергосетьпроект» показывают эффективность использования гидроагрегатов в режиме синхронного компенсатора как на существующих, так и на вновь вводимых гидроэлектростанциях. На гидроэлектростанции Днепровского каскада широко применяется режим синхронного компенсатора. Во многих энергосистемах гидроагрегаты уже длительное время работают в режиме синхронного компенсатора.

Работают в режиме синхронного компенсатора гидроагрегаты ГЭС Волжского каскада, в том числе на Рыбинской, Горьковской, Волжской имени В. И. Ленина, Волжской имени XXII съезда КПСС. В Узбекистане в режиме синхронного компенсатора работают гидроагрегаты семи гидроэлектростанций. Широко используются в этом режиме также гидроагрегаты Плявиньской ГЭС имени В. И. Ленина, гидроагрегаты Братской ГЭС имени 50-летня Великого Октября и Красноярской ГЭС имени 50-летия СССР.