Synchrónny kondenzátor: Dizajn, práca, fázorový diagram a jeho aplikácie

Synchrónne kondenzátory nie sú nové, ale bežne sa používajú od 50. rokov minulého storočia na stabilizáciu energetických systémov. Synchrónne kondenzátory sú veľké stroje, ktoré sa otáčajú veľmi voľne a môžu absorbovať alebo generovať reaktívnu energiu na stabilizáciu a posilnenie energetického systému. Tieto kondenzátory pomáhajú pri akýchkoľvek zmenách v záťaži, pretože zvyšujú zotrvačnosť siete. Kinetická energia, ktorá je uložená v synchrónnom kondenzátore, dodáva celú zotrvačnosť energetického systému a je veľmi užitočná z hľadiska kontroly frekvencie. Tento článok pojednáva o prehľade synchrónny kondenzátor – práca a jej aplikácie.

Čo je to synchrónny kondenzátor?

Príliš vzrušený synchrónny motor ktorý beží naprázdno je známy ako synchrónny kondenzátor. Tento kondenzátor je jednosmerne budený synchrónny stroj, ktorého hriadeľ nie je pripojený k žiadnemu hnaciemu zariadeniu. Tento kondenzátor je tiež známy ako synchrónny kompenzátor alebo synchrónny kondenzátor . Toto zariadenie poskytuje zlepšenú stabilitu a reguláciu napätia tým, že generuje  alebo absorbuje plynule nastaviteľný jalový výkon, zlepšuje skratovú pevnosť a stabilitu frekvencie dodávaním synchrónnej zotrvačnosti.

Hlavným účelom synchrónneho kondenzátora je využitie možností riadenia jalového výkonu a synchrónnej zotrvačnosti stroja. Napájací systém obsahuje atraktívne alternatívne riešenie ku kondenzátorovým batériám vďaka schopnosti plynule regulovať množstvo jalového výkonu. Tieto kondenzátory sa dokonale hodia na riadenie napätia na dlhých prenosových vedeniach alebo v sieťach prostredníctvom vysokej difúzie výkonových elektronických zariadení a v sieťach všade tam, kde je vysoké nebezpečenstvo „ostrova“ z hlavnej siete.

Konštrukcia synchrónneho kondenzátora

Synchrónny kondenzátor je navrhnutý s rôznymi komponentmi, ako je stator, rotor, budič, vinutie amor tissuer a rám. Synchrónny motor obsahuje 3-fázový stator, ktorý je analogický s indukčným motorom. Jednotka začína ako an indukčný motor s amortisérovým vinutím, ktoré musí skĺznuť, aby vytvorilo rozbehový moment.

Pri synchrónnych motoroch sa jednosmerný prúd privádza do budiaceho vinutia rotora, ktorý sa nazýva budič. Je usporiadaný na hriadeli synchrónneho motora. Rotor s rovnakým počtom pólov ako stator je napájaný cez zdroj jednosmerného prúdu. Prúd rotora vytvára spojenie medzi severom a južným magnetickým pólom v rámci párov pólov rotora tým, že umožňuje rotoru „zablokovať sa v kroku“ tokom rotujúceho statora. Rám je vonkajšou časťou stroja a je vyrobený z liatiny.

Ako funguje synchrónny kondenzátor?

Synchrónny kondenzátor pracuje podobne ako princíp synchrónneho motora. Princíp činnosti tohto motora je pohybový EMF, čo znamená, že vodič má tendenciu otáčať sa kvôli účinku magnetického poľa. Tu existujú dva spôsoby, ktoré sa používajú na poskytovanie magnetického poľa, ako je 3-fázové napájanie striedavým prúdom a stabilné napájanie jednosmerným prúdom do stator .

Hlavným dôvodom na poskytnutie dvoch spôsobov budenia je to, že sa môže otáčať synchrónnou rýchlosťou, pretože motor jednoducho funguje na blokovaní magnetického poľa generovaného statorom, ako aj jednosmerným budiacim vinutím.

Zmena budenia jednosmerného poľa môže viesť k rôznym režimom. Takže režimy prevádzky synchrónneho kondenzátora sú opísané nižšie.

Najprv zvýšením jednosmerného napájania sa prúd kotvy zníži a ukáže sa, že stator využíva nízky prúd na generovanie toku a tiež synchrónny motor odoberá menej jalového prúdu, takže sa nazýva režim nedostatočne budeného.

Ďalej po zvýšení v rámci budenia jednosmerného poľa prichádza bod vždy, keď je prúd kotvy nízky a motor pracuje pri jednotnom účinníku (PF). Požiadavky na všetky budenie poľa spĺňa jednosmerný zdroj. Takže tento režim je známy ako režim normálneho budenia.

Ďalej zvýšte prúd poľa pomocou jednosmerného napájania, potom sa tok nadmerne zvýši a aby sa vyrovnal, stator začne dodávať jalový výkon namiesto jeho absorpcie. Synchrónny motor teda odoberá vedúci prúd.

Synchrónny kondenzátor vs kondenzátorová banka

Rozdiel medzi synchrónnym kondenzátorom Vs a kondenzátorová banka zahŕňa nasledujúce.

Fázorový diagram

The fázorový diagram synchrónneho kondenzátora je znázornené nižšie. Kedykoľvek je synchrónny motor normálne prebudený, odoberá hlavný prúd účinníka. Ak je tento motor v stave bez zaťaženia, kde je uhol zaťaženia „δ“ extrémne malý a tiež je nadmerne vzrušený ako Eb > V, uhol PF sa zvýši takmer na 90 stupňov. Tento motor teda beží s približne „0“ vedúcim stavom PF, ktorý je znázornený na nasledujúcom fázorovom diagrame.

Táto charakteristika súvisí s typickým kondenzátorom, ktorý používa vedúci PF prúd. Preto prebudený motor pracujúci v stave bez zaťaženia je známy ako synchrónny kondenzátor. Toto je hlavná vlastnosť, pretože ktorý motor sa používa ako zariadenie na zlepšenie výkonu alebo pokročilá fáza.

Výhody a nevýhody

The výhody synchrónneho kondenzátora zahŕňajú nasledujúce.

• Môže zvýšiť zotrvačnosť systému.
• Krátkodobá kapacita preťaženia sa môže zvýšiť.
• Nízkonapäťový prejazd.
• Rýchla odozva
• Extra odolnosť proti skratu.
• Neexistujú žiadne harmonické.
• Jalový výkon sa plynule upravuje.
• Je bezúdržbový.
• Dá sa zachovať vysoká miera bezpečnosti.
• Má vysokú životnosť.
• Poruchy sa dajú ľahko odstrániť.
• Veľkosť prúdu odoberaného motorom sa dá ľahko zmeniť zmenou budenia poľa s ľubovoľnou hodnotou. Pomáha to teda dosiahnuť plynulé riadenie účinníka.
• Tepelná stabilita vinutia motora je vysoká pre skratové prúdy.

The nevýhody synchrónneho kondenzátora zahŕňajú nasledujúce.

• Je to drahé.
• Vytvára hluk.
• V motore sú obrovské straty.
• Zaberá viac miesta.
• Vyžaduje nepretržité chladenie.
• Poľný prúd je potrebné neustále kontrolovať.
• Nemá žiadny samoštartovací moment, takže; je potrebné zabezpečiť pomocné vybavenie.

Aplikácie

Použitie alebo aplikácie synchrónnych kondenzátorov zahŕňajú nasledujúce.

• Typické aplikácie zahŕňajú hlavne HVDC, Wind  alebo  Solar, Grid Support & Regulation.
• Používajú sa na úrovniach prenosového aj distribučného napätia na zvýšenie stability a udržanie napätia v preferovaných limitoch pri meniacich sa podmienkach zaťaženia a nepredvídaných situáciách.
• Tieto kondenzátory sa používajú v elektrických systémoch na reguláciu napätia na dlhých prenosové linky najmä pre prenosové vedenia s pomerne vysokým pomerom indukčnej reaktancie k odporu.
• Používa sa v elektrických vedeniach na zvýšenie účinníka (P.F) a korekcie PF jednoduchým pripojením k prenosovým vedeniam.
• Tieto kondenzátory sa používajú v hybridných energetických systémoch.
• Tieto kondenzátory sa správajú ako variabilný kondenzátor resp variabilný induktor , používané v systémoch prenosu energie na riadenie sieťového napätia.

Prečo sa nazýva synchrónny kondenzátor?

Keď je synchrónny motor v stave bez zaťaženia prebudený, potom funguje ako kondenzátor, pretože začína používať vedúci prúd pri voľnom zaťažení. Synchrónny motor, ktorý je pri voľnobehu prebudený, je teda známy ako synchrónny kondenzátor. Jednoducho sa pripojí paralelne k záťaži, aby sa zlepšil účinník.

Kde sa používa synchrónny kondenzátor?

Používa sa v systémoch prenosu energie na reguláciu sieťového napätia, v HVDC, veternej/slnečnej sústave, podpore siete, regulácii, korekcii účinníka a Kompenzátor WAS .

Je synchrónny motor samoindukovaný?

Synchrónny motor nie je samoštartovací motor kvôli zotrvačnosti rotor . Nemôže teda okamžite sledovať otáčky magnetického poľa statora. Keď rotor dosiahne synchrónnu rýchlosť, vinutie poľa sa vybudí a motor sa synchronizuje.

Aké sú výhody inštalácie synchrónneho kondenzátora v elektrickom systéme?

Synchrónny kondenzátor je veľmi užitočný pri prenosových aj distribučných napäťových úrovniach na zvýšenie stability a tiež na udržanie napätia v požadovaných limitoch pri meniacich sa podmienkach zaťaženia, ako aj v nepredvídaných situáciách.

Prečo je synchrónny stroj synchrónny kondenzátor?

Synchrónny stroj beží bez zaťaženia povedie prúd. Takže synchrónny motor beží bez záťaže, ktorá je prebudená, je známa ako synchrónny kondenzátor.

Teda toto je prehľad synchrónneho kondenzátora ktorý sa používa hlavne pri korekcii účinníka (PF) na zvýšenie PF z oneskorenia na predstih. Pretože tento kondenzátor funguje ako variabilný kondenzátor alebo variabilná tlmivka, potom sa používa na riadenie sieťového napätia v systémoch prenosu energie. Tu je otázka pre vás, čo je synchrónny motor?