Синхронные компенсаторы (СК) предназначены для стабилизации напряжения в точке подключения СК в пределах ±5% номинального значения, а также для генерирования и потребления реактивной мощности, чем они и влияют на режим электроэнергетической системы. Синхронные компенсаторы устанавливаются в тех точках ЭЭС, где график нагрузки меняется в широких пределах, в связи с чем существенно изменяется баланс реактивной мощности. Как правило, это подстанции 330—500кВ, где СК присоединяется к шинам низшего напряжения 10—20кВ.

Синхронный компенсатор — электрическая вращающаяся машина, работающая в режиме холостого хода, т.е. без активной нагрузки. Синхронный компенсатор, включенный в систему без возбуждения, потребляет реактивную мощность (индуктивный режим). Потребляемая в этом режиме реактивная мощность может быть приближенно определена как

Q_CK = U²/x_d,

где x_d — синхронное реактивное сопротивление СК.

При включении возбуждения и постепенном увеличении тока ротора СК переходит в режим генерирования реактивной мощности (емкостной режим).

Минимальная длительно допустимая реактивная мощность СК, как правило, не ниже 50% номинальной мощности. Снижение потребляемой в этом режиме мощности сопровождается снижением ЭДС синхронной машины, и, как следствие, снижается запас устойчивой работы, чем и ограничивается минимальный уровень потребляемой реактивной мощности.

В режиме генерирования реактивной мощности (Q_max = S_ном) допускаются и кратковременные перегрузки, возникающие за счёт форсировки тока возбуждения СК. Так же, как и для генераторов, свойства СК определяются и его регулятором возбуждения. Достоинством СК является положительный регулирующий эффект, т.е. способность увеличивать генерируемую реактивную мощность при снижении напряжения на его шинах. Параметрами регулирования СК являются реактивная мощность и напряжение, ограниченные допустимыми диапазонами изменения:

Q_min ≤ Q_CK ≤ Q_max;

0,95U_ном ≤ U_CK ≤ 1,05U_ном.

Статическая характеристика СК аналогична характеристике синхронного генератора (см. рис. 4.3).