Synkronkondensatorer är inte nya utan används normalt sedan 1950-talet för att stabilisera kraftsystem. Synkronkondensatorer är stora maskiner som roterar mycket fritt och kan absorbera eller generera reaktiv effekt för att stabilisera och stärka ett kraftsystem. Dessa kondensorer hjälper till när det finns några förändringar inom belastningen eftersom de ökar nätverkströgheten. Den kinetiska energin som lagras i en synkron kondensor förser kraftsystemets hela tröghet och är till stor hjälp ur frekvenskontrollsynpunkt. Den här artikeln diskuterar en översikt över synkron kondensor – arbete och dess tillämpningar.
Vad är en synkron kondensor?
En överupphetsad synkronmotor som går utan belastning kallas en synkron kondensor. Denna kondensor är en DC-exciterad synkronmaskin vars axel inte är kopplad till någon drivutrustning. Denna kondensor är också känd som en synkron kompensator eller synkron kondensator . Den här enheten ger förbättrad stabilitet och spänningsreglering genom att generera eller absorbera kontinuerligt justerbar reaktiv effekt, förbättrad kortslutningsstyrka och frekvensstabilitet genom att tillföra synkron tröghet.
Huvudsyftet med en synkron kondensor är att använda den reaktiva effektkontrollkapaciteten och maskinens synkrona tröghet. Kraftsystemet inkluderar en attraktiv alternativ lösning till kondensatorbanker på grund av möjligheten att reglera mängden reaktiv effekt kontinuerligt. Dessa kondensorer är perfekta för att styra spänningen på långa transmissionsledningar eller inom nätverk genom en hög spridning av kraftelektroniska enheter och i nätverk överallt där det finns en stor risk för att 'ö' från det stora nätverket.
Synkron kondensatordesign
Den synkrona kondensorn är designad med olika komponenter som en stator, rotor, exciter, amor tissuer-lindning och ram. En synkronmotor inkluderar en 3-fas stator som är analog med en induktionsmotor. Enheten börjar som en induktionsmotor med amortisörlindningen som måste glida för att generera startmoment.
För synkronmotorer matas DC till rotorns fältlindning som kallas en exciter. Den är anordnad på synkronmotorns axel. En rötor med lika många poler som statorn matas genom en likströmskälla. Rotorströmmen skapar en nord-syd magnetisk polförbindelse inom rotorpolparen genom att låta rotorn 'låsa i steg' av det roterande statorflödet. Ramen är den yttre delen av maskinen och är designad med gjutjärn.
Hur fungerar synkron kondensor?
Eftersom synkron kondensor fungerar liknar principen för synkronmotorn. Arbetsprincipen för denna motor är rörelse-EMK vilket betyder att en ledare tenderar att rotera på grund av magnetfältseffekten. Här finns det två sätt som används för att tillhandahålla ett magnetfält som en 3-fas växelströmsförsörjning och en stabil likströmsförsörjning till stator .
Det främsta skälet till att tillhandahålla två sätt för excitering är att den kan rotera med synkron hastighet eftersom motorn helt enkelt arbetar på magnetfältslåsningen som genereras på grund av såväl statorn som likströmsfältlindningen.
Ändringen av DC-fältets excitation kan resultera i olika lägen. Så synkrona kondensordriftslägen diskuteras nedan.
Först genom att öka likströmsförsörjningen minskar ankarströmmen och visar att statorn använder låg ström för att generera flöde, och även synkronmotorn drar mindre reaktiv ström, så det kallas underexciterat läge.
Ytterligare på ökningen inom likströmsfältsexcitering kommer en punkt varhelst ankarströmmen är låg och motorn arbetar med enhetseffektfaktor (PF). Kraven för all fältexcitering uppfylls av likströmskällan. Så detta läge är känt som det normalexciterade läget.
Öka vidare fältströmmen med likströmsmatningen, sedan ökar flödet överdrivet och för att kompensera det kommer statorn att börja leverera reaktiv effekt istället för att absorbera den. Således drar synkronmotorn en ledande ström.
Synkron kondensor vs kondensatorbank
Skillnaden mellan en synkron kondensor mot en kondensatorbank omfattar följande.
| Synkron kondensor |
Kondensatorbank |
| Det är en DC-exciterad synkronmotor, som används för att förbättra effektfaktorn och effektfaktor korrigering inom kraftledningar genom att helt enkelt ansluta den med transmissionsledningar. | En kondensatorbank är en uppsättning kondensatorer som är arrangerade i serie (eller) parallella kombinationer. Kondensatorbanker används huvudsakligen för effektfaktorkorrigering och reaktiv effektkompensation inom krafttransformatorstationerna. |
| Det är också känt som en synkron kompensator eller synkron kondensator. | Det är också känt som en kondensatorenhet. |
| Inte som en statisk kondensatorbank, mängden reaktiv effekt från en synkron kondensor kan justeras kontinuerligt. | Reaktiv effekt från en statisk kondensatorbank minskar när nätspänningen minskar, medan en synkron kondensor ökar den reaktiva effekten när spänningen minskar. |
| Synkronkondensorn har längre livslängd jämfört med kondensatorbanken. | Kondensatorbankens livslängd är låg. |
| De ger bättre prestanda inom högspänningssystemet jämfört med kondensatorbanken. | De ger mindre prestanda inom högspänningssystemet. |
| Det är dyrare än en kondensatorbank. | Det är ekonomiskt. |
Fasordiagram
De synkront kondensor fasdiagram visas nedan. Närhelst en synkronmotor normalt är överexciterad tar den den ledande effektfaktorströmmen. Om denna motor är utan belastning, där belastningsvinkeln 'δ' är extremt liten och den är överexiterad som Eb > V, kommer PF-vinkeln att öka nästan till 90 grader. Så den här motorn körs med ungefär '0' ledande PF-tillstånd som visas i följande fasdiagram.
Denna egenskap är relaterad till en typisk kondensator som använder en ledande PF-ström. Överexiterad motor som arbetar utan belastning är därför känd som en synkron kondensor. Detta är huvudegenskapen eftersom vilken motor används som en effektförbättringsanordning eller fasavancerad.
Fördelar och nackdelar
De fördelarna med en synkron kondensor inkluderar följande.
- Det kan öka systemets tröghet.
- Kortvarig överbelastningskapacitet kan ökas.
- Lågspänning genomkörning.
- Snabbt svar
- Extra kortslutningsstyrka.
- Det finns inga övertoner.
- Den reaktiva effekten justeras kontinuerligt.
- Den är underhållsfri.
- En hög säkerhet kan upprätthållas.
- Den har en lång livslängd.
- Felen kan enkelt tas bort.
- Storleken på ström som dras genom motorn kan enkelt ändras genom att ändra fältexciteringen med valfri mängd. Så detta hjälper till att uppnå steglös effektfaktorkontroll.
- Motorlindningarnas termiska stabilitet är hög för kortslutningsströmmar.
De nackdelar med en synkron kondensor inkluderar följande.
- Det är dyrt.
- Det genererar brus.
- Det finns stora förluster i motorn.
- Den tar mer plats.
- Det kräver kontinuerlig kylning.
- Fältströmmen måste kontinuerligt kontrolleras.
- Den har inget självstartande vridmoment så; hjälputrustning måste tillhandahållas.
Ansökningar
Användningen eller tillämpningarna av synkrona kondensorer inkluderar följande.
- De typiska applikationerna inkluderar huvudsakligen HVDC, Wind eller Solar, Grid Support & Regulation.
- Dessa används vid både överförings- och distributionsspänningsnivåer för att förbättra stabiliteten och bibehålla spänningar inom föredragna gränser vid ändrade belastningsförhållanden och oförutsedda situationer.
- Dessa kondensorer används i elkraftsystem för spänningsstyrning på långa transmissionsledningar , speciellt för transmissionsledningar med en ganska hög induktiv reaktans till resistansförhållande.
- Den används i kraftledningar för att förbättra effektfaktorn (P.F) och PF-korrigering genom att helt enkelt ansluta den till transmissionsledningar.
- Dessa kondensorer används i hybridenergisystem.
- Dessa kondensatorer beter sig som en variabel kondensator eller variabel induktor , används inom kraftöverföringssystem för styrning av linjespänning.
Varför kallas det en Synchronous Condenser?
När en synkronmotor utan belastning är överexciterad fungerar den som en kondensator eftersom den börjar använda en ledande ström utan belastning. Således är en synkronmotor som är överexciterad utan belastning känd som en synkron kondensor. Den är helt enkelt parallellkopplad till lasten för att förbättra effektfaktorn.
Var används synkron kondensor?
Den används inom kraftöverföringssystem för reglering av linjespänning, i HVDC, vind/sol, nätstöd, reglering, effektfaktorkorrigering och VAR compensator .
Är synkronmotor självinducerad?
En synkronmotor är inte en självstartande motor på grund av trögheten hos motorn rotor . Så det kan inte följa rotationen av statorns magnetfält omedelbart. När rotorn uppnår den synkrona hastigheten, exciteras fältlindningen och motorn kommer att synkroniseras.
Vilka är fördelarna med att installera en synkron kondensor i ett elektriskt system?
En synkron kondensor är till stor hjälp vid både transmissions- och distributionsspänningsnivåer för att förbättra stabiliteten och även för att bibehålla spänningar inom önskade gränser vid förändrade belastningsförhållanden såväl som i oförutsedda situationer.
Varför är synkronmaskin en synkron kondensor?
En synkronmaskin som körs utan belastning leder strömmen. Så en synkronmotor som körs utan en belastning som är överexciterad kallas en synkron kondensor.
Detta är alltså en översikt över en synkron kondensor som används huvudsakligen vid korrigering av effektfaktor (PF) för att förbättra PF från eftersläpning till ledande. Eftersom denna kondensor fungerar som en variabel kondensator eller en variabel induktor, används den för att styra nätspänningen inom kraftöverföringssystem. Här är en fråga till dig, vad är en synkronmotor?
