Els condensadors síncrons no són nous, però s'utilitzen normalment des dels anys 50 per estabilitzar sistemes d'alimentació. Els condensadors síncrons són màquines grans que giren molt lliurement i poden absorbir o generar potència reactiva per estabilitzar i reforçar un sistema d'alimentació. Aquests condensadors ajuden quan hi ha canvis a la càrrega, ja que milloren la inèrcia de la xarxa. L'energia cinètica que s'emmagatzema dins d'un condensador síncron subministra tota la inèrcia del sistema elèctric i és molt útil des del punt de vista del control de freqüència. Aquest article tracta una visió general del condensador síncron – El treball i les seves aplicacions.
Què és un condensador síncron?
Un sobreexcitat motor síncron que funciona sense càrrega es coneix com a condensador síncron. Aquest condensador és una màquina síncrona excitada amb corrent continu l'eix de la qual no està connectat a cap equip de conducció. Aquest condensador també es coneix com a compensador síncron o síncron condensador . Aquest dispositiu proporciona una estabilitat i una regulació de tensió millorades mitjançant la generació o absorció de potència reactiva ajustable contínuament, una millora de la força del curtcircuit i l'estabilitat de la freqüència proporcionant inèrcia sincrònica.
L'objectiu principal d'un condensador síncron és utilitzar les capacitats de control de la potència reactiva i la inèrcia sincrònica de la màquina. El sistema d'alimentació inclou una solució alternativa atractiva als bancs de condensadors a causa de la capacitat de regular la quantitat de potència reactiva de manera contínua. Aquests condensadors són perfectament adequats per controlar la tensió en línies de transmissió llargues o dins de xarxes mitjançant una alta difusió de dispositius electrònics de potència i en xarxes allà on hi hagi un alt perill d''illament' de la xarxa principal.
Disseny del condensador síncron
El condensador síncron està dissenyat amb diferents components com un estator, un rotor, un excitador, un bobinatge amor tissuer i un bastidor. Un motor síncron inclou un estator trifàsic que és anàleg a un motor d'inducció. La unitat comença com a motor d'inducció amb el bobinatge amortitzador que ha de relliscar per generar parell d'arrencada.
Per als motors síncrons, la CC es subministra a l'enrotllament de camp del rotor anomenat excitador. Està disposat a l'eix del motor síncron. Un rotor amb el mateix nombre de pols com l'estator s'alimenta a través d'una font de corrent continu. El corrent del rotor crea una connexió de pols magnètics nord-sud dins dels parells de pols del rotor permetent que el rotor es 'bloqui en pas' pel flux de l'estator rotatiu. El marc és la part externa de la màquina i està dissenyat amb ferro colat.
Com funciona el condensador síncron?
Com que el funcionament del condensador síncron és similar al principi del motor síncron. El principi de funcionament d'aquest motor és EMF de moviment, el que significa que un conductor tendeix a girar a causa de l'efecte del camp magnètic. Aquí, s'utilitzen dues maneres de proporcionar un camp magnètic com una font de corrent alterna trifàsica i una font d'alimentació de CC estable al estator .
La raó principal per proporcionar dues maneres d'excitació és que pot girar a velocitat síncrona perquè el motor simplement treballa en l'enclavament del camp magnètic generat a causa de l'estator i del bobinat de camp de corrent continu.
El canvi de l'excitació del camp DC pot donar lloc a diferents modes. Per tant, els modes de funcionament del condensador síncron es discuteixen a continuació.
Al principi, augmentant el subministrament de corrent continu, el corrent de l'induït es redueix i mostra que l'estator utilitza un corrent baix per generar flux, i també el motor síncron consumeix menys corrent reactiu, per la qual cosa s'anomena mode subexcitat.
Més enllà de l'augment dins de l'excitació del camp de corrent continu, arriba un punt allà on el corrent de l'induït és baix i el motor funciona amb un factor de potència unitari (PF). La font de CC compleix els requisits de tota l'excitació del camp. Per tant, aquest mode es coneix com el mode excitat normal.
A més, augmenteu el corrent de camp amb el subministrament de corrent continu, aleshores el flux augmenta excessivament i per compensar-lo, l'estator començarà a subministrar potència reactiva en lloc d'absorbir-la. Per tant, el motor síncron consumeix un corrent principal.
Condensador síncron vs banc de condensadors
La diferència entre un condensador síncron Vs a banc de condensadors inclou el següent.
| Condensador síncron |
Banc de condensadors |
| És un motor síncron excitat amb corrent continu, utilitzat per millorar el factor de potència i factor de potència correcció dins de les línies elèctriques simplement connectant-la amb les línies de transmissió. | Un banc de condensadors és un conjunt de condensadors que estan disposats en sèrie (o) combinacions paral·leles. Els bancs de condensadors s'utilitzen principalment per a la correcció del factor de potència i la compensació de potència reactiva a les subestacions elèctriques. |
| També es coneix com a compensador síncron o condensador síncron. | També es coneix com a unitat de condensador. |
| No com un banc de condensadors estàtic, la quantitat de potència reactiva d'un condensador síncron es pot ajustar contínuament. | Potència reactiva d'una estàtica banc de condensadors es redueix quan es redueix la tensió de la xarxa, mentre que un condensador síncron augmenta la potència reactiva quan disminueix la tensió. |
| El condensador síncron té una vida útil més alta en comparació amb el banc de condensadors. | La vida útil del banc de condensadors és baixa. |
| Ofereixen un millor rendiment dins del sistema d'alta tensió en comparació amb el banc de condensadors. | Donen menys rendiment dins del sistema d'alta tensió. |
| És més car que un banc de condensadors. | És econòmic. |
Diagrama de fases
El Diagrama fasoral del condensador síncron es mostra a continuació. Sempre que un motor síncron està normalment sobreexcitat, pren el corrent del factor de potència principal. Si aquest motor no està en condicions de càrrega, on l'angle de càrrega 'δ' és extremadament petit i també està sobreexcitat com Eb > V, llavors l'angle PF augmentarà gairebé fins a 90 graus. Per tant, aquest motor funciona amb una condició de PF aproximadament '0' que es mostra al diagrama de fases següent.
Aquesta característica està relacionada amb un condensador típic que utilitza un corrent PF principal. Així, el motor sobreexcitat que treballa sense càrrega es coneix com a condensador síncron. Aquesta és la propietat principal perquè quin motor s'utilitza com a dispositiu de millora de potència o fase avançada.
Avantatges i inconvenients
El avantatges d'un condensador síncron incloure el següent.
- Pot augmentar la inèrcia del sistema.
- La capacitat de sobrecàrrega a curt termini es pot augmentar.
- Passeig de baixa tensió.
- Resposta ràpida
- Força extra de curtcircuit.
- No hi ha harmònics.
- La potència reactiva s'ajusta contínuament.
- No requereix manteniment.
- Es pot mantenir una gran quantitat de seguretat.
- Té una vida útil elevada.
- Les falles es poden eliminar fàcilment.
- La magnitud del corrent a través del motor es pot canviar fàcilment canviant l'excitació del camp amb qualsevol quantitat. Així, això ajuda a aconseguir un control progressiu del factor de potència.
- L'estabilitat tèrmica dels bobinatges del motor és alta per als corrents de curtcircuit.
El inconvenients d'un condensador síncron incloure el següent.
- És car.
- Genera soroll.
- Hi ha grans pèrdues dins del motor.
- Ocupa més espai.
- Requereix un refredament continu.
- El corrent del camp s'ha de comprovar contínuament.
- No té parell d'arrencada automàtica, per tant; s'ha de disposar d'equips auxiliars.
Aplicacions
Els usos o aplicacions dels condensadors síncrons inclouen els següents.
- Les aplicacions típiques inclouen principalment HVDC, Wind o Solar, Grid Support & Regulation.
- S'utilitzen tant a nivells de tensió de transmissió com de distribució per millorar l'estabilitat i mantenir les tensions en els límits preferits en condicions de càrrega canviants i situacions de contingència.
- Aquests condensadors s'utilitzen en sistemes d'energia elèctrica per al control de voltatge durant llargs línies de transmissió , especialment per a línies de transmissió amb una relació reactància inductiva a resistència força alta.
- S'utilitza a les línies elèctriques per millorar el factor de potència (P.F) i la correcció de PF simplement connectant-lo amb línies de transmissió.
- Aquests condensadors s'utilitzen en sistemes híbrids d'energia.
- Aquests condensadors es comporten com un condensador o variable inductor variable , utilitzat en sistemes de transmissió d'energia per controlar la tensió de línia.
Per què s'anomena condensador síncron?
Quan un motor síncron en condicions sense càrrega està sobreexcitat, funciona com un condensador perquè comença a utilitzar un corrent principal sense càrrega. Així, un motor síncron que està sobreexcitat sense càrrega es coneix com a condensador síncron. Simplement es connecta a la càrrega en paral·lel per millorar el factor de potència.
On s'utilitza el condensador síncron?
S'utilitza en sistemes de transmissió d'energia per regular la tensió de línia, en HVDC, vent/solar, suport de xarxa, regulació, correcció del factor de potència i ERA compensador .
El motor síncron s'autoindueix?
Un motor síncron no és un motor d'arrencada automàtica a causa de la inèrcia del rotor . Per tant, no pot seguir immediatament la revolució del camp magnètic de l'estator. Quan el rotor assoleix la velocitat síncrona, el bobinat de camp s'excita i el motor es sincronitzarà.
Quins són els avantatges d'instal·lar un condensador síncron en un sistema elèctric?
Un condensador síncron és molt útil tant a nivells de tensió de transmissió com de distribució per millorar l'estabilitat i també per mantenir les tensions en els límits desitjats en condicions de càrrega canviants i situacions de contingència.
Per què la màquina síncrona és condensadora síncrona?
Una màquina síncrona que funciona sense càrrega conduirà el corrent. Així, el motor síncron funciona sense una càrrega sobreexcitada es coneix com a condensador síncron.
Així, això és una visió general d'un condensador síncron que s'utilitza principalment en la correcció del factor de potència (PF) per millorar el PF des del retard fins al lideratge. Com que aquest condensador funciona com un condensador variable o un inductor variable, s'utilitza per controlar la tensió de línia dins dels sistemes de transmissió d'energia. Aquí teniu una pregunta per a vosaltres, què és un motor síncron?
