Condensatoarele sincrone nu sunt noi, dar sunt utilizate în mod normal din anii 1950 pentru stabilizarea sistemelor de alimentare. Condensatoarele sincrone sunt mașini mari care se rotesc foarte liber și pot absorbi sau genera putere reactivă pentru a stabiliza și întări un sistem de alimentare. Aceste condensatoare ajută atunci când există modificări în sarcină, deoarece sporesc inerția rețelei. Energia cinetică care este stocată într-un condensator sincron furnizează întreaga inerție a sistemului de alimentare și este foarte utilă din punct de vedere al controlului frecvenței. Acest articol discută o prezentare generală a condensator sincron – lucrul și aplicațiile sale.
Ce este un condensator sincron?
Un supra-excitat motor sincron care funcționează fără sarcină este cunoscut sub numele de condensator sincron. Acest condensator este o mașină sincronă excitată în curent continuu al cărei arbore nu este conectat la niciun echipament de antrenare. Acest condensator este cunoscut și ca compensator sincron sau sincron condensator . Acest dispozitiv oferă o stabilitate și o reglare îmbunătățită a tensiunii prin generarea sau absorbția unei puteri reactive reglabile continuu, rezistență îmbunătățită la scurtcircuit și stabilitatea frecvenței prin furnizarea de inerție sincronă.
Scopul principal al unui condensator sincron este de a utiliza capacitățile de control al puterii reactive și inerția sincronă a mașinii. Sistemul de alimentare include o soluție alternativă atractivă la băncile de condensatoare, datorită capacității de a regla continuu cantitatea de putere reactivă. Aceste condensatoare sunt perfect potrivite pentru a controla tensiunea pe liniile lungi de transmisie sau în cadrul rețelelor printr-o difuzie ridicată a dispozitivelor electronice de putere și în rețele, oriunde există un pericol mare de „insulare” din rețeaua principală.
Proiectarea condensatorului sincron
Condensatorul sincron este proiectat cu diferite componente, cum ar fi un stator, rotor, excitator, înfășurare amor tissuer și cadru. Un motor sincron include un stator trifazat care este analog cu un motor cu inducție. Unitatea începe ca un motor de inducție cu înfășurarea amortizorului care trebuie să alunece pentru a genera cuplul de pornire.
Pentru motoarele sincrone, curentul continuu este furnizat înfășurării de câmp a rotorului numită excitator. Este dispus pe arborele motorului sincron. Un rotor cu un număr egal de poli precum statorul este alimentat printr-o sursă de curent continuu. Curentul rotorului creează o conexiune de pol magnetic nord-sud în cadrul perechilor de poli rotori, permițând rotorului să se „blocheze în pas” de fluxul statorului rotativ. Cadrul este partea exterioară a mașinii și este proiectat cu fontă.
Cum funcționează condensatorul sincron?
Deoarece funcționarea condensatorului sincron este similară cu principiul motorului sincron. Principiul de funcționare al acestui motor este EMF mișcare, ceea ce înseamnă că un conductor tinde să se rotească din cauza efectului câmpului magnetic. Aici, sunt utilizate două moduri pentru furnizarea unui câmp magnetic, cum ar fi o sursă de curent alternativ trifazată și o sursă de alimentare CC stabilă pentru stator .
Motivul principal pentru a oferi două moduri de excitare este că se poate roti la viteză sincronă, deoarece motorul lucrează pur și simplu pe interblocarea câmpului magnetic generat din cauza statorului, precum și a înfășurării câmpului de curent continuu.
Modificarea excitației câmpului DC poate avea ca rezultat diferite moduri. Deci modurile de funcționare a condensatorului sincron sunt discutate mai jos.
La început, prin creșterea sursei de curent continuu, curentul armăturii se reduce și arată că statorul utilizează un curent scăzut pentru a genera flux și, de asemenea, motorul sincron atrage mai puțin curent reactiv, așa că se numește modul subexcitat.
În continuare, la creșterea excitației câmpului de curent continuu, apare un punct oriunde curentul armăturii este scăzut și motorul funcționează la factorul de putere unitar (PF). Cerințele tuturor excitației câmpului sunt îndeplinite de sursa de curent continuu. Deci, acest mod este cunoscut ca modul normal-excitat.
În plus, creșteți curentul de câmp cu sursa de curent continuu, apoi fluxul crește excesiv și pentru a-l compensa, statorul va începe să furnizeze putere reactivă în loc de a o absorbi. Astfel, motorul sincron atrage un curent de conducere.
Condensator sincron vs banc de condensatori
Diferența dintre un condensator sincron Vs a banc de condensatori include următoarele.
| Condensator sincron |
Banca de condensatoare |
| Este un motor sincron excitat cu curent continuu, folosit pentru a îmbunătăți factorul de putere și factor de putere corectare în liniile electrice prin simpla conectare la liniile de transmisie. | O bancă de condensatoare este un set de condensatori care sunt aranjați în serie (sau) combinații paralele. Băncile de condensatoare sunt utilizate în principal pentru corectarea factorului de putere și compensarea puterii reactive în substațiile electrice. |
| Este cunoscut și ca compensator sincron sau condensator sincron. | Este, de asemenea, cunoscut sub numele de unitate de condensator. |
| Nu ca o bancă de condensatoare statice, cantitatea de putere reactivă de la un condensator sincron poate fi ajustată continuu. | Putere reactivă dintr-o statică banc de condensatori reduce atunci când tensiunea rețelei scade, în timp ce un condensator sincron crește puterea reactivă atunci când tensiunea scade. |
| Condensatorul sincron are o durată de viață mai mare în comparație cu banca de condensatoare. | Durata de viață a bateriei de condensatoare este mică. |
| Ele oferă performanțe mai bune în sistemul de înaltă tensiune în comparație cu banca de condensatoare. | Ele oferă mai puține performanțe în cadrul sistemului de înaltă tensiune. |
| Este mai scump decât o bancă de condensatoare. | Este economic. |
Diagrama fazorilor
The diagrama fazorilor condensatorului sincron este prezentat mai jos. Ori de câte ori un motor sincron este în mod normal supraexcitat, atunci este nevoie de curentul principal al factorului de putere. Dacă acest motor este fără sarcină, unde unghiul de sarcină „δ” este extrem de mic și, de asemenea, este supraexcitat ca Eb > V, atunci unghiul PF va crește aproape la 90 de grade. Deci, acest motor funcționează cu condiția PF de aproximativ „0” care este prezentată în următoarea diagramă fazorială.
Această caracteristică este legată de un condensator tipic care utilizează un curent PF de conducere. Astfel, motorul supraexcitat care funcționează fără sarcină este cunoscut sub numele de condensator sincron. Aceasta este proprietatea principală, deoarece ce motor este utilizat ca dispozitiv de îmbunătățire a puterii sau faza avansată.
Avantaje și dezavantaje
The Avantajele unui condensator sincron includ următoarele.
- Poate crește inerția sistemului.
- Capacitatea de suprasarcină pe termen scurt poate fi mărită.
- Circulație de joasă tensiune.
- Răspuns rapid
- Rezistență suplimentară la scurtcircuit.
- Nu există armonici.
- Puterea reactivă este reglată continuu.
- Nu necesită întreținere.
- O cantitate mare de securitate poate fi menținută.
- Are o durată de viață mare.
- Defecțiunile pot fi îndepărtate cu ușurință.
- Mărimea curentului absorbit prin motor poate fi modificată cu ușurință prin schimbarea excitației câmpului cu orice cantitate. Deci, acest lucru ajută la obținerea controlului factorului de putere în trepte.
- Stabilitatea termică a înfășurărilor motorului este ridicată pentru curenții de scurtcircuit.
The dezavantajele unui condensator sincron includ următoarele.
- Este scump.
- Genera zgomot.
- Există pierderi uriașe în motor.
- Ocupă mai mult spațiu.
- Necesită răcire continuă.
- Curentul de câmp trebuie verificat continuu.
- Nu are cuplu de autopornire deci; trebuie furnizate echipamente auxiliare.
Aplicații
Utilizările sau aplicațiile condensatoarelor sincrone includ următoarele.
- Aplicațiile tipice includ în principal HVDC, Wind sau Solar, Grid Support & Regulation.
- Acestea sunt utilizate atât la niveluri de tensiune de transmisie, cât și de distribuție pentru a spori stabilitatea și a menține tensiunile în limitele preferate în condițiile de sarcină în schimbare și situațiile de urgență.
- Aceste condensatoare sunt utilizate în sistemele de energie electrică pentru controlul tensiunii pe termen lung linii de transmisie , în special pentru liniile de transmisie cu un raport reactanță inductivă la rezistență destul de mare.
- Este utilizat în liniile electrice pentru îmbunătățirea factorului de putere (P.F) și corecția PF prin simpla conectare la liniile de transmisie.
- Aceste condensatoare sunt utilizate în sistemele de energie hibridă.
- Aceste condensatoare se comportă ca un condensator variabil sau inductor variabil , utilizat în sistemele de transport de putere pentru controlul tensiunii de linie.
De ce se numește condensator sincron?
Când un motor sincron fără sarcină este supraexcitat, atunci funcționează ca un condensator, deoarece începe să folosească un curent de conducere fără sarcină. Astfel, un motor sincron care este supraexcitat fără sarcină este cunoscut sub numele de condensator sincron. Este pur și simplu conectat la sarcină în paralel pentru îmbunătățirea factorului de putere.
Unde se folosește condensatorul sincron?
Este utilizat în sistemele de transport de energie pentru reglarea tensiunii de linie, în HVDC, eolian/solar, suport de rețea, reglare, corecție a factorului de putere și A FOST compensator .
Motorul sincron este autoindus?
Un motor sincron nu este un motor cu pornire automată din cauza inerției rotor . Deci, nu poate urmări imediat revoluția câmpului magnetic al statorului. Când rotorul atinge viteza sincronă, atunci înfășurarea câmpului este excitată și motorul va trage în sincronizare.
Care sunt avantajele instalării unui condensator sincron într-un sistem electric?
Un condensator sincron este foarte util atât la nivelurile de tensiune de transmisie, cât și de distribuție pentru a spori stabilitatea și, de asemenea, pentru a menține tensiunile în limitele dorite în condițiile de sarcină în schimbare, precum și în situații de urgență.
De ce mașina sincronă este un condensator sincron?
O mașină sincronă care funcționează fără sarcină va conduce curentul. Deci, motorul sincron funcționează fără o sarcină supraexcitată este cunoscut sub numele de condensator sincron.
Astfel, aceasta este o prezentare generală a unui condensator sincron care este utilizat în principal în corecția factorului de putere (PF) pentru a îmbunătăți PF de la întârziere la avans. Deoarece acest condensator funcționează ca un condensator variabil sau un inductor variabil, atunci este utilizat pentru a controla tensiunea de linie în sistemele de transmisie a puterii. Iată o întrebare pentru tine, ce este un motor sincron?
