A szinkron kondenzátorok nem újak, de általában az 1950-es évek óta használják az energiarendszerek stabilizálására. A szinkron kondenzátorok nagy gépek, amelyek nagyon szabadon forognak, és képesek elnyelni vagy előállítani a meddőteljesítményt az energiarendszer stabilizálása és megerősítése érdekében. Ezek a kondenzátorok segítséget nyújtanak, ha a terhelésen belül bármilyen változás történik, mivel növelik a hálózati tehetetlenséget. A szinkron kondenzátorban tárolt kinetikus energia biztosítja az energiarendszer teljes tehetetlenségét, és nagyon hasznos a frekvenciaszabályozás szempontjából. Ez a cikk áttekintést nyújt a szinkron kondenzátor – működés és alkalmazásai.
Mi az a szinkron kondenzátor?
Egy túlzottan izgatott szinkron motor amely terhelés nélkül működik, az úgynevezett szinkron kondenzátor. Ez a kondenzátor egy egyenáramú gerjesztésű szinkrongép, amelynek tengelye nincs csatlakoztatva semmilyen meghajtó berendezéshez. Ezt a kondenzátort szinkron kompenzátornak vagy szinkronnak is nevezik kondenzátor . Ez az eszköz javított stabilitást és feszültségszabályozást biztosít folyamatosan állítható meddőteljesítmény generálásával vagy elnyelésével, javítja a rövidzárlati szilárdságot és a frekvencia stabilitását szinkron tehetetlenség biztosításával.
A szinkron kondenzátor fő célja a gép meddőteljesítmény-szabályozási képességeinek és szinkron tehetetlenségének kihasználása. Az energiarendszer vonzó alternatív megoldást kínál a kondenzátortelepekhez, mivel képes a meddőteljesítmény mennyiségének folyamatos szabályozására. Ezek a kondenzátorok tökéletesen alkalmasak a feszültség szabályozására hosszú távvezetékeken vagy hálózatokon belül az erősáramú elektronikai eszközök nagy diffúziója révén, valamint olyan hálózatokban, ahol nagy a veszélye annak, hogy „elszigetelődnek” a fő hálózattól.
Szinkron kondenzátor kialakítás
A szinkron kondenzátort különböző alkatrészekkel tervezték, mint például állórész, forgórész, gerjesztő, amor szövet tekercselés és keret. A szinkronmotor háromfázisú állórészt tartalmaz, amely hasonló az aszinkron motorhoz. Az egység an indukciós motor az amortisseur tekercseléssel, amelynek meg kell csúsznia az indítónyomaték létrehozásához.
Szinkron motorok esetén az egyenáramot a forgórész terepi tekercselése, az úgynevezett gerjesztő táplálja. A szinkronmotor tengelyén van elrendezve. Az azonos számú pólusú forgórészt, mint az állórész, egyenáramú forrás táplálja. A rotor árama észak-déli mágneses pólus kapcsolatot hoz létre a rotor póluspárjain belül azáltal, hogy lehetővé teszi a forgórész számára, hogy a forgó állórész fluxusa „lépésben rögzüljön”. A keret a gép külső része, és öntöttvasból készült.
Hogyan működik a szinkron kondenzátor?
A szinkron kondenzátor működése hasonló a szinkronmotoros elvhez. Ennek a motornak a működési elve a mozgásos EMF, ami azt jelenti, hogy a vezető hajlamos forogni a mágneses térhatás miatt. Itt kétféleképpen lehet mágneses mezőt biztosítani, például háromfázisú váltakozó áramú tápegységet és stabil egyenáramú tápegységet. állórész .
A kétféle gerjesztési lehetőség fő oka az, hogy szinkron fordulatszámmal tud forogni, mivel a motor egyszerűen az állórész és az egyenáramú mező tekercselése miatt generált mágneses térreteszelésen működik.
Az egyenáramú térgerjesztés változása különböző módokat eredményezhet. Tehát a szinkron kondenzátor működési módjait az alábbiakban tárgyaljuk.
Eleinte az egyenáram növelésével az armatúra árama csökken, és azt mutatja, hogy az állórész alacsony áramot használ a fluxus generálására, valamint a szinkronmotor kevesebb meddőáramot vesz fel, ezért alulgerjesztett üzemmódnak nevezik.
Tovább növekszik az egyenáramú mező gerjesztésén belül, ahol az armatúra árama alacsony, és a motor egységnyi teljesítménytényezővel (PF) működik. Az összes térgerjesztési követelményt az egyenáramú forrás teljesíti. Tehát ezt az üzemmódot normál-gerjesztett módnak nevezik.
Továbbá növelje meg a mezőáramot az egyenáramú betáplálással, majd a fluxus túlzottan megnő, és ennek kiegyenlítésére az állórész meddőteljesítményt kezd szolgáltatni, ahelyett, hogy elnyelné. Így a szinkronmotor vezetőáramot vesz fel.
Szinkron kondenzátor vs kondenzátor bank
A különbség a szinkron kondenzátor vs a kondenzátor bank a következőket tartalmazza.
| Szinkron kondenzátor |
Kondenzátor bank |
| Ez egy DC-gerjesztésű szinkronmotor, amelyet a teljesítménytényező javítására és teljesítménytényező a távvezetékeken belüli korrekciót egyszerűen távvezetékekhez csatlakoztatva. | A kondenzátortelep kondenzátorok sorozata, amelyek sorba vannak rendezve (vagy) párhuzamos kombinációk. A kondenzátortelepeket főként teljesítménytényező-korrekcióra és meddőteljesítmény-kompenzációra használják az erőátviteli alállomásokon belül. |
| Szinkron kompenzátorként vagy szinkronkondenzátorként is ismert. | Kondenzátor egységként is ismert. |
| Nem úgy, mint egy statikus kondenzátortelepnél, a szinkronkondenzátor meddőteljesítménye folyamatosan állítható. | Meddő teljesítmény egy statikus kondenzátor bank csökken, ha a hálózati feszültség csökken, míg a szinkron kondenzátor növeli a meddőteljesítményt, amikor a feszültség csökken. |
| A szinkron kondenzátor élettartama magasabb, mint a kondenzátortelepé. | A kondenzátortelep élettartama alacsony. |
| Jobb teljesítményt nyújtanak a nagyfeszültségű rendszerben, mint a kondenzátortelep. | Kisebb teljesítményt nyújtanak a nagyfeszültségű rendszeren belül. |
| Drágább, mint egy kondenzátor bank. | Ez gazdaságos. |
Phasor diagram
A szinkron kondenzátor fázisdiagramja alább látható. Ha egy szinkronmotort általában túlgerjesztenek, akkor a vezető teljesítménytényezős áramot veszi fel. Ha ez a motor terhelés nélküli állapotban van, ahol a „δ” terhelési szög rendkívül kicsi, és túlgerjesztett, például Eb > V, akkor a PF szög közel 90 fokra nő. Tehát ez a motor megközelítőleg „0” vezető PF feltétellel működik, amely a következő fázisdiagramon látható.
Ez a jellemző egy tipikus kondenzátorhoz kapcsolódik, amely vezető PF áramot használ. Így a túlgerjesztett, terhelés nélkül működő motort szinkron kondenzátornak nevezik. Ez a fő tulajdonság, mert melyik motort használják teljesítményjavító eszközként vagy fázisfejlődésre.
Előnyök és hátrányok
A A szinkron kondenzátor előnyei a következőket tartalmazzák.
- Növelheti a rendszer tehetetlenségét.
- A rövid távú túlterhelési kapacitás növelhető.
- Kisfeszültségű átvezetés.
- Gyors válasz
- Extra rövidzárlati szilárdság.
- Nincsenek harmonikusok.
- A meddőteljesítmény folyamatosan beállítható.
- Karbantartásmentes.
- Magas szintű biztonság tartható fenn.
- Magas élettartammal rendelkezik.
- A hibák könnyen eltávolíthatók.
- A motoron felvett áram nagysága könnyen megváltoztatható a térgerjesztés tetszőleges mértékű változtatásával. Így ez segít a fokozatmentes teljesítménytényező szabályozás elérésében.
- A motortekercsek hőstabilitása rövidzárlati áramok esetén magas.
A A szinkron kondenzátor hátrányai a következőket tartalmazzák.
- Ez drága.
- Zajt generál.
- Hatalmas veszteségek vannak a motoron belül.
- Több helyet foglal el.
- Folyamatos hűtést igényel.
- A terepi áramerősséget folyamatosan ellenőrizni kell.
- Nincs önindító nyomatéka tehát; segédeszközöket kell biztosítani.
Alkalmazások
A szinkron kondenzátorok felhasználási területei a következők.
- A tipikus alkalmazások főként a HVDC, a Wind vagy a 'Solar, Grid Support & Regulation) alkalmazások.
- Ezeket mind az átviteli, mind az elosztó feszültségszinteken használják a stabilitás növelésére és a feszültségek preferált határértékeken tartására változó terhelési feltételek és vészhelyzetek esetén.
- Ezeket a kondenzátorokat elektromos energiarendszerekben használják feszültségszabályozásra hosszú ideig távvezetékek , különösen a meglehetősen magas induktív reaktancia/ellenállás arányú átviteli vonalak esetében.
- Erőátviteli vezetékekben használják a teljesítménytényező (P.F) és a PF korrekció növelésére, egyszerűen átviteli vonalakhoz való csatlakoztatásával.
- Ezeket a kondenzátorokat hibrid energiarendszerekben használják.
- Ezek a kondenzátorok változó kondenzátorként viselkednek, ill változó induktor Erőátviteli rendszerekben a hálózati feszültség szabályozására használják.
Miért hívják szinkron kondenzátornak?
Ha egy terhelés nélküli szinkronmotor túlgerjesztett, akkor úgy működik, mint egy kondenzátor, mert terhelés nélkül kezdi a vezető áramot használni. Így a terhelés nélkül túlgerjesztett szinkronmotort szinkronkondenzátornak nevezik. Egyszerűen párhuzamosan csatlakozik a terheléshez a teljesítménytényező javítása érdekében.
Hol használják a szinkron kondenzátort?
Erőátviteli rendszerekben használják hálózati feszültség szabályozására, HVDC, szél/napenergia, hálózati támogatás, szabályozás, teljesítménytényező korrekció és WAS kompenzátor .
A szinkronmotor önindukált?
A szinkronmotor a tehetetlensége miatt nem önindító motor forgórész . Tehát nem tudja azonnal követni az állórész mágneses terének forgását. Amikor a forgórész eléri a szinkron fordulatszámot, akkor a terepi tekercselés gerjesztődik, és a motor szinkronba kapcsol.
Milyen előnyei vannak a szinkron kondenzátor elektromos rendszerbe történő beépítésének?
A szinkron kondenzátor nagyon hasznos mind az átviteli, mind az elosztó feszültségszinten a stabilitás növelése és a feszültségek kívánt határértéken tartása érdekében változó terhelési feltételek mellett, valamint vészhelyzetekben.
Miért a szinkron gép szinkron kondenzátor?
A terhelés nélkül működő szinkron gép vezeti az áramot. Tehát a túlgerjesztett terhelés nélküli szinkronmotorokat szinkronkondenzátornak nevezik.
Ez tehát az a szinkron kondenzátor áttekintése amelyet főként a teljesítménytényező (PF) korrekciójában használnak, hogy a PF-et a lemaradástól a vezetőig fokozzák. Mivel ez a kondenzátor változtatható kondenzátorként vagy változtatható induktorként működik, ezért az erőátviteli rendszerekben a hálózati feszültség szabályozására szolgál. Itt egy kérdés, hogy mi az a szinkronmotor?
