Синхронный компенсатор

1 Область техники Настоящее изобретение относится к электрическим машинам, предназначенным для подключения к распределительным или магистральным сетям, далее называемым электрическими сетями. Более конкретно, изобретение относится к синхронным компенсаторам для указанного выше назначения. Уровень техники Реактивная мощность присутствует во всех электрических энергетических системах, которые передают переменный ток. Многие нагрузки потребляют не только активную мощность,но также реактивную мощность. Передача и распределение электрической энергии вызывает реактивные потери из-за последовательных индуктивностей в трансформаторах, воздушных линиях и кабелях. Воздушные линии и кабели также создают реактивную мощность из-за емкостей между фазами и между фазами и землей. При стационарном режиме работы системы переменного тока производство и потребление активной мощности должны быть согласованы, чтобы получить номинальную частоту. Равным образом, сильная связь существует между балансом реактивной мощности и напряжением в электрической сети. Если потребление и производство реактивной мощности не сбалансированы должным образом, следствием этого могут быть неприемлемые уровни напряжений в частях электрической сети. Избыток реактивной мощности в одном месте приводит к высоким напряжениям, в то время как ее недостаток ведет к низким напряжениям. В противоположность балансу активной мощности при номинальной частоте, которым управляют единственно с помощью пускового реостата генератора, необходимый баланс реактивной мощности получается с помощью управляемого возбуждения синхронных генераторов и других компонентов, распределенных по системе. Примерами таких компонент (фазовая компенсация) являются шунтовые реакторы,шунтовые конденсаторы, синхронные компенсаторы и статические регулируемые компенсаторы. Расположение этих компонентов, предназначенных для фазовой компенсации в электрических сетях, влияет не только на напряжение в различных частях электрических сетей, но также на потери в электрических сетях, так как передача реактивной мощности, подобно передаче активной мощности, вызывает увеличение потерь и, следовательно, нагревание. Поэтому желательно разместить компоненты фазовой компенсации так, чтобы потери были минимальны и напряжение во всех частях электрической сети было допустимым. Шунтовый реактор и шунтовый конденсатор обычно постоянно подключены или подключены через механический выключатель к электрической сети. Другими словами, реактив 001487 2 ная мощность потребляемая/создаваемая этими компонентами, не является непрерывно управляемой. Реактивная мощность, создаваемая/потребляемая синхронным компенсатором и статическим регулируемым компенсатором непрерывно поддается управлению. Эти два компонента, следовательно, используются, если предъявляется требование к высококачественному управлению напряжением. Далее кратко описана техника фазовой компенсации с помощью синхронного компенсатора и статического регулируемого компенсатора. Синхронный компенсатор является, в принципе, синхронным двигателем, работающим без нагрузки, т.е. он забирает от электрической сети активную мощность, эквивалентную потерям в машине. Роторный вал синхронного компенсатора обычно горизонтален, а ротор обычно имеет шесть или восемь явно выраженных полюсов. Ротор в тепловом отношении обычно рассчитан так, что синхронный компенсатор в режиме перевозбуждения может производить приблизительно 100% кажущейся мощности, на которую в тепловом отношении рассчитан статор (номинальная выходная мощность), в виде реактивной мощности. В недовозбужденном состоянии,когда синхронный компенсатор потребляет реактивную мощность, он потребляет приблизительно 60% номинального значения мощности(стандартное значение, зависящее от того, как рассчитана машина). Это дает область управления приблизительно 160% от номинального выходного значения, в пределах которой потреблением/производством реактивной мощности можно непрерывно управлять. Если машина имеет явно выраженные полюса с относительно малым реактансом в поперечном направлении и снабжена устройством возбуждения, дающим возможность положительного и отрицательного возбуждения, может потребляться реактивной мощности больше, чем вышеуказанные 60% от номинального значения, без превышения машиной предела устойчивости. Современные синхронные компенсаторы обычно оборудованы системами быстрого возбуждения, предпочтительно тиристорно-управляемыми статическими возбудителями, где постоянный ток подводится к ротору через контактные кольца. Это решение обеспечивает как положительное, так и отрицательное питание, как упоминалось выше. Магнитные цепи в синхронном компенсаторе обычно содержат пластинчатый сердечник,например, из листовой стали, сварной конструкции. Чтобы обеспечить вентиляцию и охлаждение, сердечник часто разделяется на пакеты с радиальными и/или осевыми вентиляционными каналами. Для больших машин пластины штампуются в виде сегментов, которые прикрепляются к раме машины, причем слоистый сердечник скрепляется нажимными пальцами и 3 кольцами. Обмотка магнитной цепи расположена в пазах в сердечнике, причем пазы обычно имеют поперечное сечение в форме прямоугольника или трапеции. В многофазных электрических машинах обмотки выполняются как однослойные или двуслойные обмотки. При однослойной обмотке на один паз приходится только одна боковая сторона катушки, в то время как при двуслойной обмотке на один паз приходятся две боковые стороны катушки. Под боковой стороной катушки понимается один или более проводников, объединенных вертикально или горизонтально и снабженных общей для катушки изоляцией, т.е. изоляцией, рассчитанной на номинальное напряжение машины по отношению к земле. Двуслойные обмотки обычно выполняются как равносекционные обмотки, в то время как однослойные обмотки в настоящем контексте могут быть выполнены как равносекционные или плоские обмотки. Только одна (возможно две) ширины катушки имеется в равносекционных обмотках, в то время как плоские обмотки выполняются как концентрические обмотки, т.е. с изменяющейся в широких пределах шириной катушки. Под шириной катушки понимается расстояние в угловом измерении между двумя боковыми сторонами, принадлежащими одной и той же катушке. Обычно все большие машины имеют двуслойную обмотку и катушки одного размера. Каждая катушка помещается одной боковой стороной в один слой и другой боковой стороной в другой слой. Это значит, что все катушки пересекаются в торце катушки. Если имеется более двух слоев, эти пересечения осложняют обмоточные роботы и торец катушки получается менее удовлетворительным. Считается, что катушки для вращающихся машин могут быть изготовлены с хорошими результатами для напряжений порядка 10-20 кВ. Синхронный компенсатор имеет значительную кратковременную перегрузочную способность. В случаях, когда в энергетической системе происходят электромеханические колебания, синхронный компенсатор может в течение короткого времени служить источником реактивной мощности до двойного значения номинальной выходной мощности. Синхронный компенсатор также имеет более долговременную перегрузочную способность и часто способен давать на 10-20% больше номинального значения мощности в течение времени до 30 мин. Синхронные компенсаторы имеют мощность от нескольких МВА до нескольких сотен МВА (мегавольтампер). Потери в синхронном компенсаторе, охлаждаемом газообразным водородом, составляют приблизительно до 10 Вт/кВА, в то время как соответствующие цифры для синхронных компенсаторов с воздушным 4 охлаждением составляют приблизительно 20 Вт/кВА. Синхронные компенсаторы предпочтительно устанавливаются на приемном конце длинных радиальных линий передач и в важных узлах в скрытых электрических сетях с длинными линиями передач, в особенности в малонаселенных местностях. Синхронный компенсатор также используется для увеличения мощности короткого замыкания вблизи инверторных станций постоянного тока высокого напряжения. Синхронный компенсатор наиболее часто подключается к электрическим сетям в точках,где напряжение значительно выше, чем то, на которое рассчитан синхронный компенсатор. Это значит, что кроме синхронного компенсатора, установка обычно включает повышающий трансформатор, систему шин между синхронным компенсатором и трансформатором, выключатель генератора между синхронным компенсатором и трансформатором, и выключатель линии между трансформатором и электрической сетью (см. однолинейную схему на фиг.1). В последние годы статические регулируемые компенсаторы часто используют вместо синхронных компенсаторов в новых установках из-за их преимуществ, в особенности в отношении стоимости, но также в некоторых приложениях из-за технических преимуществ. Концепция статических регулируемых компенсаторов является сегодня ведущей концепцией для компенсации реактивной мощности и, наряду с заменой синхронных компенсаторов в линиях передачи, она имеет промышленное применение в электрических дуговых печах. Статические регулируемые компенсаторы являются статическими в том смысле, что в противоположность синхронным компенсаторам они не имеют движущихся или вращающихся основных компонентов. Техника статических регулируемых компенсаторов основывается на скоростных прерывателях, построенных на полупроводниковых тиристорах. Тиристор может переключаться из непроводящего состояния в проводящее за несколько микросекунд. Конденсаторы и реакторы могут подключаться или отключаться с пренебрежимо малой задержкой с помощью тиристорных мостов. Путем комбинирования этих двух компонентов реактивная мощность может без участия трансформатора отдаваться в сеть или отбираться от нее. Батареи конденсаторов с различной реактивной мощностью дают возможность ступенчато управлять отдаваемой реактивной мощностью. Установка со статическим регулируемым компенсатором состоит из батарей конденсаторов и реакторов, а так как тиристоры генерируют гармоники, установка также включает фильтры гармоник. Кроме устройств управления требуется также трансформатор между уст 5 ройствами компенсации и сетью, для того чтобы получить оптимальную компенсацию с точки зрения мощности и стоимости. Существуют установки со статическим регулируемым компенсатором на мощности от нескольких МВА до 650 МВА, с номинальными напряжениями до 765 кВ. Существуют различные типы установок со статическим регулируемым компенсатором,различаемые в зависимости от того, как объединены конденсаторы и реакторы. Два обычных элемента, которые могут быть включены, это тиристорно-управляемый конденсатор (TSC),производящий реактивную мощность, и тиристорно-управляемый реактор (TCR), потребляющий реактивную мощность. Обычным типом является комбинация этих элементов,TSC/TCR. Величина потерь во многом зависит от того, к какому типу относится установка со статическим регулируемым компенсатором, например тип FC/TCR (где FC означает, что конденсатор - фиксированный) имеет значительно более высокие потери, чем TSC/TCR. Потери для последнего типа приблизительно сравнимы с потерями синхронного компенсатора. Из приведенного выше обсуждения техники фазовой компенсации должно быть понятно,что она может быть разделена на две главные концепции, а именно компенсация синхронным компенсатором и компенсация статическим регулируемым компенсатором. Эти концепции имеют различные сильные и слабые стороны. В сравнении с синхронным компенсатором статический регулируемый компенсатор имеет главное преимущество в том, что он дешевле. Однако он также позволяет осуществлять более быстрое управление, что может быть преимуществом в определенных случаях. Недостатки статических регулируемых компенсаторов в сравнении с синхронным компенсатором следующие:- не имеет перегрузочной способности. При работе на своем емкостном пределе статический регулируемый компенсатор становится,в сущности, конденсатором, т.е. если напряжение падает, то производство реактивной мощности падает пропорционально квадрату напряжения. Если цель фазовой компенсации состоит в том, чтобы обеспечить передачу энергии на большие расстояния, недостаток перегрузочной способности означает, что для устойчивости нужно выбрать более высокую номинальную мощность установки со статическим регулируемым компенсатором по сравнению с синхронным компенсатором;- требует использования фильтра, если включает элемент типа TCR;- не имеет вращающейся массы с внутренним источником напряжения. Это преимущество синхронного компенсатора, в особенности 6 вблизи высоковольтных линий постоянного тока. Настоящее изобретение относится к новой установке, выполняющей функции синхронного компенсатора. Вращающиеся электрические машины стали использоваться, например, для производства/потребления реактивной мощности с целью достижения фазовой компенсации в сети. Ниже кратко описана эта техника, т.е. фазовая компенсация посредством синхронных компенсаторов и другой обычной техники компенсации реактивной мощности. Реактивная мощность должна компенсироваться локально в месте потребления, чтобы избежать передачи реактивной мощности в сеть,что приведет к потерям. Шунтовый реактор,шунтовые конденсаторы, синхронный компенсатор и статический регулируемый компенсатор представляют различные пути необходимой компенсации реактивной мощности в магистральных сетях и системах распределения на высоком напряжении. Синхронный компенсатор является в принципе синхронным двигателем, работающим в нейтральном режиме, т.е. он забирает активную мощность от сети, соответствующую потерям в машине. Машина может быть недовозбуждена или перевозбуждена, для того чтобы потреблять или производить реактивную мощность, соответственно. Это производство/потребление реактивной мощности может непрерывно регулироваться. В перевозбужденном состоянии синхронный компенсатор обладает относительно большой кратковременной перегрузочной способностью, порядка 10 - 20% в течение времени до 30 мин. В недовозбужденном состоянии, когда машина потребляет реактивную мощность, она может обычно потреблять приблизительно 60% номинальной мощности (стандартное значение,зависящее от того, как рассчитана машина). Это дает диапазон управления приблизительно 160% от номинального значения. Если машина имеет явно выраженные полюса с относительно малым реактансом в поперечном направлении и снабжена устройством возбуждения, обеспечивающим отрицательное возбуждение, возможно большее потребление реактивной мощности, чем вышеупомянутые 60% от номинальной мощности, без превышения машиной предела устойчивости. Современные синхронные компенсаторы обычно оборудованы системами быстрого возбуждения,предпочтительно тиристорно-управляемым статическим возбудителем, в котором постоянный ток подводится к ротору через контактные кольца. Это решение также допускает отрицательное возбуждение в соответствии со сказанным выше. Синхронные компенсаторы используются в настоящее время главным образом для того, 7 чтобы генерировать и потреблять реактивную мощность в магистральной сети вместе с инверторными станциями постоянного тока высокого напряжения из-за способности синхронного компенсатора увеличивать мощность короткого замыкания, которой нет у статических регулируемых компенсаторов. В последние годы статические регулируемые компенсаторы заменили синхронные компенсаторы в новых установках из-за их преимуществ в стоимости и конструкции. Настоящее изобретение относится к первой из упомянутых концепций, т.е. к компенсации синхронным компенсатором. Сущность изобретения Одна из целей изобретения состоит в том,чтобы создать синхронный компенсатор, улучшенный по сравнению с известными, путем уменьшения количества электрических компонентов, необходимых в том случае, когда он должен быть подключен к высоковольтным сетям, включая те сети, уровень напряжения которых составляет 36 кВ и выше. Эта цель достигается согласно первому аспекту изобретения тем, что синхронный компенсатор, описанный в ограничительной части п.1 формулы изобретения, имеет особые признаки, определенные в отличительной части п.1. Благодаря тому факту, что обмотка (обмотки) во вращающейся электрической машине в синхронном компенсаторе выполнена (выполнены) с особой твердой изоляцией, может быть достигнут уровень напряжения намного выше,чем достигается для обычной машины этого типа, исходя из практических и финансовых возможностей. Уровень напряжения может достичь любого уровня, применяемого в электрических сетях для распределения и передачи электроэнергии. При этом достигается то преимущество, что синхронный компенсатор может быть присоединен непосредственно к таким сетям без промежуточного включения повышающего трансформатора. Исключение трансформатора по существу влечет большую экономию в стоимости, весе и занимаемой площади,но также дает другие решающие преимущества по сравнению с обычной установкой. Коэффициент полезного действия установки возрастает и удается избежать потерь,которые вызываются потреблением трансформатором реактивной мощности и результирующим поворотом фазового угла. Это дает положительный эффект в отношении границ статической и динамической стабильности системы. Далее, обычный трансформатор содержит масло, что влечет за собой возможность пожара. Это исключено в установке, выполненной согласно изобретению, и требования в отношении различных видов пожарных предосторожностей снижаются. Количество других электрических соединительных компонентов и защитных устройств также сокращается. Это приводит к 8 уменьшенной стоимости установки и меньшей потребности в обслуживании и ремонте. В результате этих и других преимуществ синхронный компенсатор становится меньше и дешевле, чем обычная установка, и экономия от его применения существенно возрастает, благодаря меньшим затратам на ремонт и меньшим потерям. Благодаря этим преимуществам, синхронный компенсатор, выполненный согласно изобретению, конкурентоспособен в финансовом отношении по сравнению со статическим регулируемым компенсатором (см. выше) и даже предпочтителен в отношении стоимости. Тот факт, что изобретение делает концепцию синхронного компенсатора конкурентоспособной в сравнении с концепцией статического регулируемого компенсатора, следовательно,дает возможность возврата к использованию синхронных компенсаторов. Недостатки, связанные с компенсацией статическим регулируемым компенсатором, таким образом, устраняются. Сложные и объемистые батареи конденсаторов и реакторов в установках со статическим регулируемым компенсатором являются одним таким недостатком. Другой большой недостаток, связанный с техникой статических регулируемых компенсаторов - отсутствие той устойчивости, которую можно получить с помощью инерции во вращающейся электрической машине с ее ЭДС вращения, как для напряжения, так и и фазового угла. Синхронный компенсатор, следовательно, способен лучше адаптироваться к временным сбоям в сети и к флуктуациям фазового угла. Тиристоры, которые управляют установкой со статическим регулируемым компенсатором, чувствительны к смещению фазового угла. Установка, выполненная согласно изобретению, также дает возможность решения проблемы гармоник. Синхронный компенсатор, выполненный согласно изобретению, дает возможность использовать преимущества синхронного компенсатора по сравнению со статическим регулируемым компенсатором, так что получается более эффективная и устойчивая компенсация при затратах, соответствующих этой цели с точки зрения капиталовложений и затрат на эксплуатацию установки. Установка, выполненная согласно изобретению, невелика, недорога, эффективна и надежна по сравнению с обычным синхронным компенсатором и статическим регулируемым компенсатором. Другая цель изобретения состоит в том,чтобы удовлетворить потребность в быстро и непрерывно управляемой реактивной мощности, которая непосредственно включается в магистральную сеть или систему распределения на высоком напряжении, чтобы обеспечить устойчивость системы и/или зависимость от вращающейся массы и электродвижущей силы 9 вблизи высоковольтных линий передачи постоянного тока. Установки должны быть способны выдавать реактивную мощность от нескольких МВА (мегавольтампер) до тысяч МВА. Преимуществом, получаемым при достижении указанных целей, является исключение промежуточного трансформатора, реактанс которого в противном случае потребляет реактивную мощность. Это также дает возможность исключить традиционные выключатели большой мощности. Обеспечиваются также преимущества в качестве сети, т.к. существует вращающаяся компенсация. В установке, выполненной согласно изобретению, перегрузочная способность также увеличивается и может достигать +100%. Синхронный компенсатор,согласно изобретению, может иметь более высокую перегрузочную способность в перевозбужденном режиме, чем обычные синхронные компенсаторы, как кратковременную, так и долговременную перегрузочную способность. Это прежде всего связано с тем, что постоянные времени для нагревания статора велики при электрической изоляции статорной обмотки,выполненной согласно изобретению. Однако тепловые параметры ротора должны быть выбраны такими, чтобы он не ограничивал возможности использования этой перегрузочной способности. Это дает возможность использования меньших машин. Диапазон управления может быть больше, чем при существующей технике. Чтобы осуществить это, магнитная цепь в электрической машине, включенной в синхронный компенсатор, выполняется с использованием многожильного кабеля с долговечной изоляцией и включенной в него "землей". Изобретение также относится к способу изготовления такой магнитной цепи. Главное и существенное различие между известной техникой и выполнением установки согласно изобретению состоит в том, что электрическая машина снабжена твердой изоляцией,а магнитная цепь (или цепи) может непосредственно соединяться через выключатели и разъединители с высоковольтными системами энергоснабжения с напряжением в диапазоне между 20 и 800 кВ, предпочтительно выше 36 кВ. Магнитная цепь содержит пластинчатый сердечник,имеющий, по меньшей мере, одну обмотку, выполненную из многожильного кабеля с одним или более надежно изолированными проводниками с долговечной изоляцией, имеющими полупроводящий слой на проводнике и снаружи изоляции, причем внешний полупроводящий слой соединен с потенциалом земли. Чтобы решить проблемы, возникающие при прямом соединении электрических машин со всеми типами высоковольтных электрических сетей, машина в установке, выполненной согласно изобретению, обладает рядом признаков, как упомянуто выше, которые заметно от 001487 10 личаются от известной техники. Дополнительные признаки и дальнейшие формы осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения и обсуждаются ниже. Такие признаки, упомянутые выше, и другие существенные свойства синхронного компенсатора и электрической машины, выполненных согласно изобретению, включают следующее: обмотка магнитной цепи выполнена из кабеля, имеющего один или более постоянно изолированных проводников с полупроводящим слоем на проводнике и на оболочке. Некоторыми типичными проводниками такого типа являются кабель с изоляцией из полиэтилена с межмолекулярными связями или кабель с изоляцией из этилен-пропиленового каучука, которые для настоящего изобретения усовершенствованы в отношении жил в проводнике и свойств внешней оболочки; кабели с круглым поперечным сечение предпочтительны, но могут быть использованы кабели с каким-либо другим поперечным сечением, чтобы получить, например, лучшую плотность монтажа; такой кабель допускает, чтобы пластинчатый сердечник был сконструирован согласно изобретению новым и оптимальным образом,что касается пазов и зубцов; обмотка предпочтительно изготавливается со ступенчатой изоляцией для лучшего использования пластинчатого сердечника; обмотка предпочтительно изготавливается как многослойная концентрическая обмотка кабелем, что дает возможность уменьшить число пересечений торцов катушек; конструкция паза соответствует поперечному сечению обмоточного кабеля, так что пазы выполняются в форме ряда цилиндрических отверстий, проходящих в осевом и/или радиальном направлениях, одно отдельно от другого, и имеющих открытый узкий промежуток,проходящий между слоями статорной обмотки; конструкция пазов приспособлена к соответствующему поперечному сечению кабеля и к ступенчатой изоляции обмотки. Ступенчатая изоляция позволяет магнитному сердечнику иметь в основном постоянную ширину зубца,независимо от радиального положения; вышеупомянутое дальнейшее развитие в отношении жил кабеля заключается в том, что проводники обмотки состоят из ряда плотно сжатых слоев, т.е. изолированных жил, которые,с точки зрения электрической машины, не обязательно правильно чередовать (неизолированные и/или изолированные) друг с другом; вышеупомянутое дальнейшее развитие в отношении внешней оболочки заключается в том, что в подходящих точках вдоль длины проводника внешняя оболочка срезается, причем 11 каждый частичный отрезок соединяется непосредственно с потенциалом земли. Использование кабеля описанного выше типа позволяет всю длину внешней оболочки обмотки, а также другие части установки, поддерживать при потенциале земли. Важное преимущество состоит в том, что электрическое поле близко к нулю в области торца катушки снаружи от внешнего полупроводящего слоя. При потенциале земли на внешней оболочке электрическим полем не нужно управлять. Это значит, что никаких концентраций поля не произойдет ни в сердечнике, ни в областях торцов катушек, ни в области перехода между ними. Перемешивание изолированных и/или неизолированных плотно сжатых жил кабеля или транспонирование жилы дает в результате низкие потери рассеяния. Кабель для высокого напряжения, используемый в обмотке магнитной цепи, содержит внутреннюю сердцевину/проводник с множеством жил, по меньшей мере, два полупроводящих слоя, причем внутренний слой окружен изолирующим слоем, который, в свою очередь,окружен внешним полупроводящим слоем, и имеет внешний диаметр порядка 20-250 мм и площадь проводника порядка 30-3000 мм 2. Согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления изобретения, по меньшей мере, два из этих слоев, а предпочтительно - все три, имеют одинаковый коэффициент теплового расширения. Значительная выгода от этого состоит в том, что дефекты, трещины и т.п. не возникнут при тепловом движении в обмотке. Изобретение также относится к способу изготовления магнитной цепи для электрической машины, включенной в синхронный компенсатор. Способ предусматривает, что обмотка помещается в пазы путем протягивания кабеля через цилиндрические отверстия в пазах. В другом аспекте изобретения цель достигается за счет того, что установка, описанная в ограничительной части п.35 формулы изобретения, обладает особыми признаками, описанными в отличительной части этого пункта. Так как система изоляции, достаточно долговечная, сконструирована так, что с тепловой и электрической точки зрения она рассчитана на напряжения свыше 36 кВ, установка может быть подключена к высоковольтным электрическим сетям без промежуточного повышающего трансформатора, обеспечивая при этом преимущества, о которых говорилось выше. Такая установка предпочтительно, но не обязательно, изготовляется таким образом, чтобы включать признаки, определенные для установки в любом из пп.1-34 формулы изобретения. Вышеупомянутый и другие предпочтительные варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения. 12 Краткое описание чертежей Изобретение будет рассмотрено более подробно в следующем описании предпочтительного варианта конструкции магнитной цепи электрической машины в синхронном компенсаторе, со ссылкой на сопровождающие чертежи, где фиг. 1 показывает однолинейную схему предложенного синхронного компенсатора; фиг. 2 схематически показывает осевой вид с торца на сектор статора в электрической машине синхронного компенсатора, согласно изобретению; фиг. 3 показывает вид конца кабеля, используемого в обмотке статора согласно фиг. 2,со ступенчатым разрезом. Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения Фиг. 1 показывает однолинейную схему синхронного компенсатора согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения,где машина приспособлена для прямого подключения к электрической сети, без повышающего трансформатора, при двух различных уровнях напряжений. На схематическом осевом виде сектора статора 1 (фиг. 2), принадлежащего электрической машине, включенной в синхронный компенсатор, также показан ротор 2 машины. Статор 1 набран обычным образом в виде пластинчатого сердечника. Фиг. 2 показывает сектор машины, соответствующий одному полюсному делению. Из части 3 ярма сердечника, расположенной радиально с внешней стороны, зубцы 4 идут радиально в направлении ротора 2 и разделяются пазами 5, в которых располагается обмотка статора. Кабели 6, образующие эту статорную обмотку, являются высоковольтными кабелями, которые могут быть, по существу,того же типа, что и кабели, используемые для распределения энергии, т.е. с изоляцией из полиэтилена с межмолекулярными связями. Одно отличие состоит в том, что внешняя защищающая от механических повреждений оболочка и металлический экран, обычно окружающие такие энергораспределительные кабели, исключены, так что кабель для данного применения содержит только проводник и, по меньшей мере,один полупроводящий слой на каждой стороне изолирующего слоя. Таким образом, полупроводящий слой, который чувствителен к механическому повреждению, лежит на поверхности кабеля. Кабели 6 на фиг. 2 показаны схематично,причем изображена только проводящая центральная часть каждой части кабеля или боковой стороны катушки. Как можно видеть, каждый паз 5 имеет переменное поперечное сечение с чередующимися широкими частями 7 и узкими частями 8. Широкие части 7 в основном круглые и окружают кабельную укладку, суженные части между ними образуют узкие час 13 ти 8. Суженные части служат для фиксации радиального положения каждого кабеля. Поперечное сечение паза 5 также сужается по направлению радиально внутрь. Это происходит потому, что напряжение на частях кабеля тем ниже, чем ближе к внутренней в радиальном направлении части статора 1 они расположены. Следовательно, там могут быть использованы более тонкие кабели, в то время как более толстые кабели необходимы ближе к наружной стороне. В изображенном примере использованы кабели трех разных размеров, уложенные соответственно размерам в три секции 51, 52, 53 пазов 5. Вспомогательная обмотка 9 для генерирования вспомогательной мощности размещена как самая внешняя обмотка. Фиг. 3 показывает вид конца высоковольтного кабеля со ступенчатым разрезом для использования в электрической машине в соответствии с данным изобретением. Высоковольтный кабель 6 содержит один или более проводник 31, каждый из которых содержит множество жил 36, например, из меди, которые вместе образуют круглое поперечное сечение. Эти проводники 31 расположены в середине высоковольтного кабеля 6 и в показанном варианте осуществления изобретения каждый из них окружен частичной изоляцией 35. Однако, возможно, чтобы на одном из проводников 31 частичная изоляция 35 отсутствовала. Число проводников 31, естественно, может быть больше или меньше четырех. Проводники 31 вместе окружены первым полупроводящим слоем 32. Вокруг этого первого полупроводящего слоя 32 находится изолирующий слой 33, например,изоляция из полиэтилена с межмолекулярными связями, который, в свою очередь, окружен вторым полупроводящим слоем 34. Таким образом,понятие "высоковольтного кабеля" в этом применении не требует включения металлического экрана или внешней оболочки, которые обычно окружают такой кабель для распределительных электрических сетей. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Синхронный компенсатор, содержащий,по меньшей мере, одну вращающуюся электрическую машину, имеющую, по меньшей мере,одну обмотку, причем обмотка, по меньшей мере, в одной из электрических машин содержит систему изоляции, включающую два полупроводящих слоя, каждый из которых образует по существу эквипотенциальную поверхность, и твердую изоляцию, расположенную между ними. 2. Синхронный компенсатор по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из слоев имеет по существу такой же коэффициент теплового расширения, что и твердая изоляция. 14 3. Синхронный компенсатор по п.1 или 2,отличающийся тем, что изоляция размещена в кабеле (6), предназначенном для высоких напряжений и содержащем один или более токонесущих проводников (31), окруженных, по меньшей мере, одним полупроводящим слоем(33) из твердой изоляции. 4. Синхронный компенсатор по п.3, отличающийся тем, что самый внутренний полупроводящий слой (32) находится по существу под тем же потенциалом, что и проводник (проводники) (31). 5. Синхронный компенсатор по п.3 или 4,отличающийся тем, что один из внешних полупроводящих слоев (34) выполнен так, что образует по существу эквипотенциальную поверхность, окружающую проводник (проводники)(31). 6. Синхронный компенсатор по п.5, отличающийся тем, что упомянутый полупроводящий слой (34) подключен к заданному потенциалу. 7. Синхронный компенсатор по п.6, отличающийся тем, что заданный потенциал является потенциалом земли. 8. Синхронный компенсатор по любому из пп.3-7, отличающийся тем, что, по меньшей мере, два из упомянутых слоев имеют по существу одинаковый коэффициент теплового расширения. 9. Синхронный компенсатор по любому из пп.3-5, отличающийся тем, что токонесущие проводники содержат множество жил, только некоторые из которых не изолированы друг от друга. 10. Синхронный компенсатор по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что обмотка состоит из кабеля, содержащего один или более токонесущих проводников (2), причем каждый проводник содержит множество жил, вокруг каждого проводника расположен внутренний полупроводящий слой (3), вокруг каждого внутреннего полупроводящего слоя (3) расположен изолирующий слой (4) из твердой изоляции, а вокруг каждого изолирующего слоя (4) расположен внешний полупроводящий слой (5). 11. Синхронный компенсатор по п.10, отличающийся тем, что кабель также содержит металлический экран и оболочку. 12. Синхронный компенсатор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что магнитная цепь находится во вращающейся электрической машине, статор (3) которой охлаждается при потенциале земли. 13. Синхронный компенсатор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что магнитная цепь электрической машины содержит статорную обмотку, помещенную в паз (5), причем упомянутый паз (5) выполнен в виде ряда цилиндрических отверстий (7), проходящих в осевом и радиальном направлениях 15 вне друг друга, имеющих по существу круглое поперечное сечение и отделенных друг от друга суженными участками (8). 14. Синхронный компенсатор по п.13, отличающийся тем, что фазы статорной обмотки соединены звездой. 15. Синхронный компенсатор по п.14, отличающийся тем, что нейтральная точка статорной обмотки изолирована от потенциала земли или соединена с потенциалом земли через высокоомный импеданс и защищена от перенапряжений посредством защитных разрядников. 16. Синхронный компенсатор по п.14, отличающийся тем, что нейтральная точка статорной обмотки заземлена через заграждающий фильтр для третьей гармоники, который выполнен так, чтобы значительно уменьшить или исключить токи третьей гармоники в электрической машине и в то же время ограничить напряжения и токи в случае неисправностей в синхронном компенсаторе. 17. Синхронный компенсатор по п.16, отличающийся тем, что заграждающий фильтр защищен от перенапряжений посредством защитных разрядников, подключенных параллельно заграждающему фильтру. 18. Синхронный компенсатор по п.3 или 14, отличающийся тем, что кабель (6) статорной обмотки имеет постепенно уменьшающуюся изоляцию в направлении со стороны высокого напряжения к нейтральной точке. 19. Синхронный компенсатор по п.18, отличающийся тем, что постепенное уменьшение толщины изоляции выполнено ступенчатым или непрерывным. 20. Синхронный компенсатор по п.13 или 18, отличающийся тем, что круглое поперечное сечение (7) по существу цилиндрических пазов(5) для статорной обмотки имеет уменьшающийся радиус по направлению от ярма к ротору. 21. Синхронный компенсатор по любому из пп.12-20, отличающийся тем, что машина может быть запущена от местного источника питания. 22. Синхронный компенсатор по п.21, отличающийся тем, что машина имеет два или более полюса. 23. Синхронный компенсатор по п.22, отличающийся тем, что полюса ротора явно выражены. 24. Синхронный компенсатор по п.23, отличающийся тем, что его синхронное реактивное сопротивление по поперечной оси значительно меньше, чем синхронное реактивное сопротивление по продольной оси. 25. Синхронный компенсатор по п.24, отличающийся тем, что машина оборудована системой возбуждения, способной обеспечить как 16 положительное, так и отрицательное возбуждение. 26. Синхронный компенсатор по любому из пп.3-25, отличающийся тем, что кабели (6) с твердой изоляцией, предназначенной для высокого напряжения, имеют площадь сечения проводников между 30 и 3000 мм 2 и внешний диаметр кабеля между 20 и 250 мм. 27. Синхронный компенсатор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что цепи статора и ротора (3, 2) снабжены охлаждающими средствами, в которых охладитель находится в жидкой и/или газообразной форме. 28. Синхронный компенсатор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что машина выполнена с возможностью соединения с несколькими различными уровнями напряжения. 29. Синхронный компенсатор по любому из пп.1-28, отличающийся тем, что машина соединяется с электрической сетью без повышающего трансформатора. 30. Синхронный компенсатор по любому из пп.1-29, отличающийся тем, что обмотка имеет систему изоляции, которая имеет такие тепловые и электрические свойства, что допускает уровень напряжения в машине более 36 кВ. 31. Вращающаяся электрическая машина в виде синхронного компенсатора, имеющего, по меньшей мере, одну обмотку, причем обмотка содержит систему изоляции, включающую, по меньшей мере, два полупроводящих слоя, каждый из которых образует по существу одну эквипотенциальную поверхность, с твердой изоляцией, расположенной между ними. 32. Вращающаяся электрическая машина по п.31, отличающаяся тем, что она имеет признаки, указанные для электрической машины в синхронном компенсаторе согласно любому из пп.2-30.