電網中的同步補償器
同步補償器是專為怠速運行而設計的輕型同步電動機。
電能的主要消耗者，除了有功功率外，還消耗系統的發電機 無功功率…需要大磁化無功電流來產生和維持磁通量的用戶數量包括異步電動機、變壓器、感應爐等。因此，配電網通常以滯後電流運行。
以最低成本獲得發電機產生的無功功率。然而，來自發電機的無功功率傳輸與變壓器和輸電線路中的額外損耗有關。因此，為了獲得無功功率，使用位於系統節點變電站或直接位於消費者處的同步補償器在經濟上變得有利。
同步電機由於採用直流勵磁，它們可以在 cos = 1 的情況下工作，並且不會消耗網絡的無功功率，並且在運行期間，由於過勵磁，它們會向網絡提供無功功率。結果，網絡的功率因數得到改善，電壓降和損耗減少，發電廠中運行的發電機的功率因數也隨之降低。
同步補償器設計用於補償網絡的功率因數，並在用電負荷集中的地區維持網絡的正常電壓水平。
同步補償器是一種在無軸負載的情況下以電動機方式在現場使用交流電運行的同步電機。
在過勵模式下，電流超前於市電電壓，即相對於該電壓呈容性，而在欠勵模式下，電流滯後，呈感性。在這種模式下，同步電機變成了補償器——無功電流發生器。
同步補償器向電網提供無功功率時，其過勵磁運行方式是正常的。
同步補償器沒有驅動電機，就其運行而言，本質上是同步惰輪電機。
為此，每個同步補償器都配備了一個自動勵磁或電壓調節器，它調節勵磁電流的大小，使補償器端子處的電壓保持恆定。
為了提高功率因數並相應地減小電流和電壓之間的偏移角從φw的值到φc，需要無功功率：
其中 P 為平均有功功率，kvar； φsv——加權平均功率因數對應的相移； φk——補償後的相移； a——在計算中輸入一個等於大約 0.9 的因數，以考慮在不安裝補償裝置的情況下功率因數可能增加的情況。
此外 無功電流補償 感性工業負載，需要同步線路補償器。在長輸電線路中，在低負載下，線路容量佔優勢，並且它們以超前電流運行。為了補償該電流，同步補償器必須以滯後電流運行，即勵磁不足。
當電力線負載很大時，當用電設備的電感佔優勢時，電力線以滯後電流運行。在這種情況下，同步補償器必須以超前電流運行，即過勵磁。
電力線上負載的變化會導致無功功率的幅度和相位發生變化，並導致線路電壓發生顯著波動。對此，進行規范成為必要。
同步補償器通常安裝在區域變電站。
為了調節輸電線末端或中間的電壓，可以在中間變電站建立同步補償器，它必須調節或保持電壓不變。
此類同步補償器的操作是自動化的，這為對產生的無功功率和電壓進行平穩的自動控制創造了可能性。
為了進行異步啟動，所有同步補償器都在磁極部分裝有啟動線圈或磁極很大。在這種情況下，可以使用直接法，如果需要，還可以使用反應器啟動法。
在某些情況下，強大的補償器也可以使用與它們安裝在同一軸上的啟動相感應電動機來運行。為了與網絡同步，通常使用自同步方法。
由於同步補償器不產生有功功率，因此工作的靜態穩定性問題就不再緊迫了。正因為如此，它們在製造時具有比發電機和電動機更小的氣隙。減小間隙使勵磁繞組更容易並降低機器成本。
同步補償器的額定視在功率與其過勵磁運行相對應，即同步補償器的額定功率是其在超前電流下的無功功率，它可以在運行模式下長時間承載。
在無功模式下運行時獲得最高的欠勵磁電流和功率值。
在大多數情況下，欠勵磁模式比過勵磁模式需要更少的功率，但在某些情況下需要更多的功率。這可以通過增加間隙來實現，但這會導致機器成本的增加，因此最近提出了使用負激勵電流模式的問題。由於同步補償器在有功功率方面只加載損耗，據他說，它可以穩定工作，負勵磁很小。
在某些情況下，在乾旱時期，為了在補償器模式下運行，它們也被使用 水力發電機.
在結構上，補償器與同步發電機沒有根本區別。它們具有相同的磁體系統、勵磁系統、冷卻等。所有中功率同步補償器都是風冷的，並帶有勵磁機和勵磁機。
由於同步補償器並非設計用於執行機械功並且不在軸上承載主動負載，因此它們具有機械輕型結構。補償器是作為具有水平軸和凸極轉子的相對低速機器（1000 - 600 rpm）生產的。
可以使用具有適當勵磁的閒置發電機作為同步補償器。在過勵發電機中出現均衡電流，其相對於發電機電壓是純電感性的並且相對於電網是純電容性的。
必須牢記的是，無論是作為發電機還是作為電動機運行的過勵同步電機，相對於電源都可以視為電容，而未勵磁的同步電機則視為電感。
要將並網發電機轉換為同步補償器模式，只需關閉蒸汽（或水）進入渦輪機的通道即可。在這種模式下，過勵的渦輪發電機開始從電網消耗少量有功功率，僅用於彌補旋轉損失（機械和電氣）並將無功功率傳輸到電網。
在同步補償方式下，發電機可以長期工作，只依賴於汽輪機的運行條件。
如有必要，渦輪發電機可以用作同步補償器，同時渦輪旋轉（與渦輪一起）和關閉，即拆下離合器。
在已進入驅動模式的發電機一側旋轉汽輪機會導致汽輪機尾部過熱。