Synchronní kondenzátor: Konstrukce, práce, fázorový diagram a jeho aplikace

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





Synchronní kondenzátory nejsou nové, ale běžně se používají od 50. let 20. století pro stabilizaci energetických systémů. Synchronní kondenzátory jsou velké stroje, které se velmi volně otáčejí a mohou absorbovat nebo generovat jalovou energii pro stabilizaci a posílení energetického systému. Tyto kondenzátory pomáhají při jakýchkoli změnách v zátěži, protože zvyšují setrvačnost sítě. Kinetická energie, která je uložena v synchronním kondenzátoru, dodává celou setrvačnost energetického systému a je velmi užitečná z hlediska řízení frekvence. Tento článek pojednává o přehledu synchronní kondenzátor – práce a její aplikace.


Co je synchronní kondenzátor?

Přehnaně vzrušený synchronní motor který běží naprázdno je známý jako synchronní kondenzátor. Tento kondenzátor je stejnosměrně buzený synchronní stroj, jehož hřídel není připojen k žádnému hnacímu zařízení. Tento kondenzátor je také známý jako synchronní kompenzátor nebo synchronní kondenzátor . Toto zařízení poskytuje zlepšenou stabilitu a regulaci napětí tím, že generuje  nebo absorbuje plynule nastavitelný jalový výkon, zlepšuje zkratovou odolnost a stabilitu frekvence dodáváním synchronní setrvačnosti.



  Synchronní kondenzátor
Synchronní kondenzátor

Hlavním účelem synchronního kondenzátoru je využití možností řízení jalového výkonu a synchronní setrvačnosti stroje. Energetický systém obsahuje atraktivní alternativní řešení ke kondenzátorovým bateriím díky schopnosti plynule regulovat množství jalového výkonu. Tyto kondenzátory jsou dokonale vhodné pro řízení napětí na dlouhých přenosových vedeních nebo v sítích prostřednictvím velkého šíření výkonových elektronických zařízení a v sítích všude tam, kde existuje vysoké nebezpečí „ostrova“ z hlavní sítě.

Konstrukce synchronního kondenzátoru

Synchronní kondenzátor je navržen s různými součástmi, jako je stator, rotor, budič, vinutí amor tissuer a rám. Synchronní motor obsahuje 3-fázový stator, který je analogický s indukčním motorem. Jednotka začíná jako an indukční motor s vinutím amortisseur, které musí prokluzovat, aby vytvořilo rozběhový moment.



  Konstrukce synchronního kondenzátoru
Konstrukce synchronního kondenzátoru

U synchronních motorů je stejnosměrný proud přiváděn do budícího vinutí rotoru nazývaného budič. Je umístěn na hřídeli synchronního motoru. Rotor se stejným počtem pólů jako stator je napájen ze zdroje stejnosměrného proudu. Proud rotoru vytváří spojení mezi magnetickým pólem sever-jih v párech pólů rotoru tím, že umožňuje rotoru „zablokovat se v kroku“ tokem rotačního statoru. Rám je vnější částí stroje a je vyroben z litiny.

Jak funguje synchronní kondenzátor?

Funkce synchronního kondenzátoru je podobná principu synchronního motoru. Pracovní princip tohoto motoru je pohybový EMF, což znamená, že vodič má tendenci se otáčet kvůli efektu magnetického pole. Zde existují dva způsoby, jak zajistit magnetické pole, jako je 3-fázové napájení střídavým proudem a stabilní napájení stejnosměrným proudem do stator .

Hlavním důvodem pro poskytnutí dvou způsobů buzení je to, že se může otáčet synchronní rychlostí, protože motor jednoduše funguje na blokování magnetického pole generovaného statorem a stejnosměrným budicím vinutím.

Změna buzení stejnosměrného pole může mít za následek různé režimy. Takže režimy provozu synchronního kondenzátoru jsou diskutovány níže.

Nejprve zvýšením stejnosměrného napájení proud kotvy sníží a ukáže, že stator využívá nízký proud ke generování toku a také synchronní motor odebírá méně jalového proudu, takže se nazývá režim podbuzení.

Dále při zvýšení stejnosměrného buzení pole nastává bod, kdy je proud kotvy nízký a motor pracuje s jednotkovým účiníkem (PF). Požadavky veškerého buzení pole splňuje stejnosměrný zdroj. Tento režim je tedy známý jako režim s normálním buzením.

Dále zvyšte budicí proud pomocí stejnosměrného zdroje, pak se tok nadměrně zvýší a aby se vyrovnal, stator začne dodávat jalový výkon místo jeho pohlcování. Synchronní motor tedy odebírá vedoucí proud.

Synchronní kondenzátor vs kondenzátorová banka

Rozdíl mezi synchronním kondenzátorem Vs a kondenzátorová banka zahrnuje následující.

Synchronní kondenzátor

Kondenzátorová banka

Jedná se o stejnosměrně buzený synchronní motor, který se používá ke zlepšení účiníku a faktor síly korekce v rámci elektrického vedení jednoduchým propojením s přenosovými vedeními. Kondenzátorová banka je sada kondenzátorů, které jsou uspořádány v sérii
(nebo) paralelní kombinace. Kondenzátorové banky se používají hlavně pro korekci účiníku a kompenzaci jalového výkonu v rozvodnách.
Je také známý jako synchronní kompenzátor nebo synchronní kondenzátor. Je také známá jako kondenzátorová jednotka.
Na rozdíl od statické kondenzátorové banky lze množství jalového výkonu ze synchronního kondenzátoru plynule upravovat. Jalový výkon ze statického náboje kondenzátorová banka snižuje, když se napětí sítě snižuje, zatímco synchronní kondenzátor zvyšuje jalový výkon, když napětí klesá.
Synchronní kondenzátor má vyšší životnost ve srovnání s kondenzátorovou baterií. Životnost baterie kondenzátoru je nízká.
Poskytují lepší výkon v rámci vysokonapěťového systému ve srovnání s kondenzátorovou baterií. Poskytují nižší výkon v rámci vysokonapěťového systému.
Je dražší než kondenzátorová banka. Je to ekonomické.

Fázorový diagram

The fázorový diagram synchronního kondenzátoru je zobrazen níže. Kdykoli je synchronní motor normálně přebuzen, odebírá hlavní proud účiníku. Pokud je tento motor ve stavu bez zatížení, kde je úhel zatížení ‚δ‘ extrémně malý a také je přebuzen jako Eb > V, pak se úhel PF zvýší téměř na 90 stupňů. Tento motor tedy běží s přibližně „0“ předním PF stavem, který je znázorněn na následujícím fázorovém diagramu.

  Fázorový diagram
Fázorový diagram synchronního motoru

Tato charakteristika souvisí s typickým kondenzátorem, který používá vedoucí PF proud. Přebuzený motor pracující bez zatížení je tedy znám jako synchronní kondenzátor. Toto je hlavní vlastnost, protože který motor se používá jako zařízení pro zlepšení výkonu nebo fázový posun.

Výhody a nevýhody

The výhody synchronního kondenzátoru zahrnout následující.

  • Může zvýšit setrvačnost systému.
  • Krátkodobou přetížitelnost lze zvýšit.
  • Nízkonapěťový průjezd.
  • Rychlá odezva
  • Extra odolnost proti zkratu.
  • Neexistují žádné harmonické.
  • Jalový výkon je plynule upravován.
  • Je bezúdržbový.
  • Lze zachovat vysokou míru zabezpečení.
  • Má vysokou životnost.
  • Poruchy lze snadno odstranit.
  • Velikost proudu odebíraného motorem lze snadno změnit změnou buzení pole s libovolnou hodnotou. To pomáhá při dosahování plynulé regulace účiníku.
  • Tepelná stabilita vinutí motoru je vysoká pro zkratové proudy.

The nevýhody synchronního kondenzátoru zahrnout následující.

  • Je to drahé.
  • Vytváří hluk.
  • V motoru jsou velké ztráty.
  • Zabírá více místa.
  • Vyžaduje průběžné chlazení.
  • Polní proud je třeba neustále kontrolovat.
  • Nemá žádný samospouštěcí moment, takže; musí být zajištěno pomocné zařízení.

Aplikace

Použití nebo aplikace synchronních kondenzátorů zahrnují následující.

  • Mezi typické aplikace patří především HVDC, Wind  nebo  Solar, Grid Support & Regulation.
  • Používají se na úrovních přenosového i distribučního napětí ke zvýšení stability a udržení napětí v upřednostňovaných mezích při měnících se podmínkách zatížení a mimořádných situacích.
  • Tyto kondenzátory se používají v elektrických systémech pro regulaci napětí na dlouhých přenosové linky , zejména pro přenosová vedení s poměrně vysokým poměrem indukční reaktance k odporu.
  • Používá se v elektrických vedeních pro zvýšení účiníku (P.F) a korekci PF jednoduchým připojením k přenosovým vedením.
  • Tyto kondenzátory se používají v hybridních energetických systémech.
  • Tyto kondenzátory se chovají jako proměnný kondenzátor resp variabilní induktor , používané v systémech přenosu energie pro řízení síťového napětí.

Proč se tomu říká synchronní kondenzátor?

Když je synchronní motor ve stavu bez zátěže přebuzen, funguje jako kondenzátor, protože začíná používat vedoucí proud naprázdno. Synchronní motor, který je přebuzen naprázdno, je tedy znám jako synchronní kondenzátor. Jednoduše se připojí paralelně k zátěži pro zlepšení účiníku.

Kde se používá synchronní kondenzátor?

Používá se v systémech přenosu energie pro regulaci síťového napětí, v HVDC, větrné/solární, podpoře sítě, regulaci, korekci účiníku a Kompenzátor WAS .

Je synchronní motor samoindukovaný?

Synchronní motor není samospouštěcí motor kvůli setrvačnosti rotor . Nemůže tedy okamžitě sledovat otáčky magnetického pole statoru. Když rotor dosáhne synchronní rychlosti, budí se budící vinutí a motor přejde do synchronizace.

Jaké jsou výhody instalace synchronního kondenzátoru v elektrickém systému?

Synchronní kondenzátor je velmi užitečný na úrovni přenosového i distribučního napětí pro zvýšení stability a také pro udržení napětí v požadovaných mezích v měnících se podmínkách zatížení a také v nepředvídaných situacích.

Proč je synchronní stroj synchronní kondenzátor?

Synchronní stroj běží bez zátěže povede proud. Takže synchronní motor běží bez zátěže, která je přebuzena, se nazývá synchronní kondenzátor.

Tedy, toto je přehled synchronního kondenzátoru který se používá hlavně při korekci účiníku (PF) ke zvýšení PF od zpoždění k předstihu. Protože tento kondenzátor funguje jako proměnný kondenzátor nebo proměnná induktor, pak se používá k řízení síťového napětí v systémech přenosu energie. Zde je pro vás otázka, co je to synchronní motor?