电网中的同步补偿器
同步补偿器是专为怠速运行而设计的轻型同步电动机。
电能的主要消耗者，除了有功功率外，还消耗系统的发电机 无功功率…需要大磁化无功电流来产生和维持磁通量的用户数量包括异步电动机、变压器、感应炉等。因此，配电网通常以滞后电流运行。
以最低成本获得发电机产生的无功功率。然而，来自发电机的无功功率传输与变压器和输电线路中的额外损耗有关。因此，为了获得无功功率，使用位于系统节点变电站或直接位于消费者处的同步补偿器在经济上变得有利。
同步电机由于采用直流励磁，它们可以在 cos = 1 的情况下工作，并且不会消耗网络的无功功率，并且在运行期间，由于过励磁，它们会向网络提供无功功率。结果，网络的功率因数得到改善，电压降和损耗减少，发电厂中运行的发电机的功率因数也随之降低。
同步补偿器设计用于补偿网络的功率因数，并在用电负荷集中的地区维持网络的正常电压水平。
同步补偿器是一种在没有轴负载的情况下在现场以交流电以电动机模式运行的同步电机。
在过励模式下，电流超前于市电电压，即相对于该电压呈容性，而在欠励模式下，电流滞后，呈感性。在这种模式下，同步电机变成了补偿器——无功电流发生器。
同步补偿器向电网提供无功功率时的过励磁运行模式是正常的。
同步补偿器没有驱动电机，就其运行而言，本质上是同步惰轮电机。
为此，每个同步补偿器都配备了一个自动励磁或电压调节器，它调节励磁电流的大小，使补偿器端子处的电压保持恒定。
为了提高功率因数并相应地减小电流和电压之间的偏移角从φw的值到φc，需要无功功率：
其中 P 为平均有功功率，kvar； φsv——加权平均功率因数对应的相移； φk——补偿后的相移； a——在计算中输入一个等于大约 0.9 的系数，以考虑在不安装补偿装置的情况下功率因数可能增加的情况。
此外 无功电流补偿 感性工业负载，需要同步线路补偿器。在长输电线路中，在低负载下，线路容量占优势，并且它们以超前电流运行。为了补偿该电流，同步补偿器必须以滞后电流运行，即励磁不足。
当电力线负载很大时，当用电设备的电感占优势时，电力线以滞后电流运行。在这种情况下，同步补偿器必须以超前电流运行，即过励磁。
电力线上负载的变化会导致无功功率的幅度和相位发生变化，并导致线路电压发生显着波动。对此，进行规范成为必要。
同步补偿器通常安装在区域变电站。
为了调节输电线末端或中间的电压，可以在中间变电站建立同步补偿器，它必须调节或保持电压不变。
此类同步补偿器的操作是自动化的，这为顺利自动控制所产生的无功功率和电压创造了可能性。
为了进行异步启动，所有同步补偿器都在磁极部分装有启动线圈或磁极很大。在这种情况下，可以使用直接法，如果需要，还可以使用反应器启动法。
在某些情况下，强大的补偿器也可以使用与它们安装在同一轴上的启动相感应电动机来运行。为了与网络同步，通常使用自同步方法。
由于同步补偿器不产生有功功率，因此工作的静态稳定性问题就不再紧迫了。正因为如此，它们在制造时具有比发电机和电动机更小的气隙。减小间隙使励磁绕组更容易并降低机器成本。
同步补偿器的额定视在功率与其过励磁运行相对应，即同步补偿器的额定功率是其在超前电流下的无功功率，它可以在运行模式下长时间承载。
在无功模式下运行时获得最高的欠励磁电流和功率值。
在大多数情况下，欠励磁模式比过励磁模式需要更少的功率，但在某些情况下需要更多的功率。这可以通过增加间隙来实现，但这会导致机器成本的增加，因此最近提出了使用负激励电流模式的问题。由于同步补偿器在有功功率方面只加载损耗，据他说，它可以稳定工作，负励磁很小。
在某些情况下，在干旱时期，为了在补偿器模式下运行，它们也被使用 水力发电机.
在结构上，补偿器与同步发电机没有根本区别。它们具有相同的磁体系统、励磁系统、冷却等。所有中功率同步补偿器都是风冷的，并带有励磁机和励磁机。
由于同步补偿器并非设计用于执行机械功并且不在轴上承载主动负载，因此它们具有机械轻型结构。补偿器是作为具有水平轴和凸极转子的相对低速机器（1000 - 600 rpm）生产的。
可以使用具有适当励磁的闲置发电机作为同步补偿器。在过励发电机中出现均衡电流，其相对于发电机电压是纯电感性的并且相对于电网是纯电容性的。
必须牢记的是，无论是作为发电机还是作为电动机运行的过励同步电机，相对于电源都可以视为电容，而未励磁的同步电机则视为电感。
要将并网发电机转换为同步补偿器模式，只需关闭蒸汽（或水）进入涡轮机的通道即可。在这种模式下，过励的涡轮发电机开始从电网消耗少量有功功率，仅用于弥补旋转损失（机械和电气）并将无功功率传输到电网。
在同步补偿方式下，发电机可以长期工作，只依赖于汽轮机的运行条件。
如有必要，涡轮发电机可以用作同步补偿器，同时涡轮旋转（与涡轮一起）和关闭，即拆下离合器。
在已进入驱动模式的发电机一侧旋转汽轮机会导致汽轮机尾部过热。