Синхронные машины продольно-поперечного возбуждения. Асинхронизированные синхронные машины

Эффективное регулирование активной и реактивной мощностей, гене­рируемых СГ, может быть достигнуто применением СМ с двумя взаимно перпендикулярными обмотками ротора. Питание этих обмоток осущест­вляется переменным током, тогда синхронные машины называются асин-хронизированными (АСТГ). Наличие двух обмоток позволяет переме­щать магнитное поле ротора относительно тела ротора, достигая высоких показателей в отношении устойчивости и управляемости СГ не только в статических, но и динамических режимах.

В нашей стране были разработаны и введены в эксплуатацию первые в мире асинхронизированные СГ мощностью 200 МВт. Работают два АСТГ мощностью 200 МВт каждый, головной образец АСТГ, мощностью 110 МВт; разработана серия АСТГ на мощности 110, 220, 320 МВт, есть асинхрони­зированные двигатели 315—2000 кВт. Спроектированы и создаются в настоящее время АСТГ на базе серийного турбогенератора ТГВ-300М с водородно-водяным охлаждением.

Синхронные компенсаторы продольно-поперечного возбуждения (КСП-320-2) напряжением 20 кВ представляют собой мощные регулируе­мые источники реактивной мощности реверсивного действия. Эти ком­пенсаторы предназначены для использования в сетях сверхвысокого напряжения с целью обеспечения требуемых уровней напряжения в узлах их присоединения, уменьшения потерь электроэнергии, повышения про­пускной способности и устойчивости линий электропередачи.

Асинхронизированные синхронные генераторы применяются для установок с турбинами непостоянной частоты вращения. Два АСТГ мощ­ностью 50 МВт с 1961 г. действуют на электростанции Кольского полуострова. Асинхронизированный генератор-двигатель мощностью 400 кВт установлен в 1972 г. на электростанции, использующей энергию морских приливов. Машина работает в генераторном и двигательном режимах с частотами вращения, отличающимися от синхронной на +30 %. Схема регулирования и реверсивная система возбуждения обмоток ротора обес­печивают возбуждение машины переменными токами частоты скольже­ния, благодаря чему в обмотке статора при переменной частоте ротора индуктируются ЭДС постоянной синхронной частоты.

Аналогичный принцип положен в основу ветроэлектрических генера­торов, когда частота, амплитуда и фаза токов, протекающих в обмотках возбуждения, определяются программой, формируемой системой регули­рования. При этом постоянство частоты ЭДС обмотки статора обеспечи­вается в широком диапазоне частот вращения ветроколеса.

В системе ОАО «Мосэнерго» в настоящее время вводится в действие АСТГ с индексом ТЗФА-110-2УЗ мощностью ПО МВт, напряжением 10,5 кВ, способный генерировать реактивную мощность 36 200 кВ • А при КПД 98,1 %, в номинальном режиме с коэффициентом мощности 0,95. В режиме с выдачей реактивной мощности и коэффициентом мощ­ности 0,91 АСТГ генерирует реактивную мощность 45 500 кВ • А. В режиме потребления реактивной мощности и коэффициенте мощности 0,84 АСТГ потребляет реактивную мощность 63 000 кВ • А. Обмотки ротора АСТГ имеют две фазы, выполненные со сдвигом 90°, число кон­тактных колец ротора 4.