Skraplacz synchroniczny: projektowanie, działanie, diagram fazorowy i jego zastosowania

Kondensatory synchroniczne nie są nowe, ale są zwykle używane od lat pięćdziesiątych XX wieku do stabilizacji systemów zasilania. Kondensatory synchroniczne to duże maszyny, które obracają się bardzo swobodnie i mogą absorbować lub generować moc bierną w celu stabilizacji i wzmocnienia systemu elektroenergetycznego. Kondensatory te pomagają, gdy występują jakiekolwiek zmiany w obciążeniu, ponieważ zwiększają bezwładność sieci. Energia kinetyczna magazynowana w kondensatorze synchronicznym zasila całą bezwładność systemu elektroenergetycznego i jest bardzo pomocna z punktu widzenia kontroli częstotliwości. W tym artykule omówiono przegląd kondensator synchroniczny – praca i jej zastosowania.

Co to jest kondensator synchroniczny?

Zbyt podekscytowany Silnik synchroniczny który działa bez obciążenia, jest znany jako kondensator synchroniczny. Ten skraplacz jest maszyną synchroniczną wzbudzaną prądem stałym, której wał nie jest podłączony do żadnego urządzenia napędowego. Ten kondensator jest również znany jako kompensator synchroniczny lub synchroniczny kondensator . To urządzenie zapewnia lepszą stabilność i regulację napięcia poprzez generowanie lub pochłanianie regulowanej w sposób ciągły mocy biernej, lepszą wytrzymałość zwarciową i stabilność częstotliwości dzięki dostarczaniu bezwładności synchronicznej.

Głównym celem kondensatora synchronicznego jest wykorzystanie możliwości sterowania mocą bierną i bezwładności synchronicznej maszyny. System elektroenergetyczny stanowi atrakcyjną alternatywę dla baterii kondensatorów ze względu na możliwość płynnej regulacji wielkości mocy biernej. Kondensatory te doskonale nadają się do kontroli napięcia na długich liniach przesyłowych lub w sieciach poprzez duże rozproszenie urządzeń energoelektronicznych oraz w sieciach wszędzie tam, gdzie istnieje duże niebezpieczeństwo „wyspowania” z głównej sieci.

Projekt synchronicznego skraplacza

Skraplacz synchroniczny jest zaprojektowany z różnymi komponentami, takimi jak stojan, wirnik, wzbudnica, uzwojenie bibułki amora i rama. Silnik synchroniczny zawiera 3-fazowy stojan, który jest analogiczny do silnika indukcyjnego. Jednostka zaczyna jako silnik indukcyjny z uzwojeniem amortyzującym, które musi się ślizgać, aby wytworzyć moment rozruchowy.

W przypadku silników synchronicznych prąd stały jest doprowadzany do uzwojenia wzbudzenia wirnika zwanego wzbudnikiem. Jest on umieszczony na wale silnika synchronicznego. Wirnik z taką samą liczbą biegunów jak stojan jest zasilany przez źródło prądu stałego. Prąd wirnika tworzy połączenie biegunów magnetycznych północ-południe w parach biegunów wirnika, umożliwiając wirnikowi „zablokowanie kroku” przez strumień obrotowego stojana. Rama jest zewnętrzną częścią maszyny i jest wykonana z żeliwa.

Jak działa kondensator synchroniczny?

Ponieważ praca kondensatora synchronicznego jest podobna do zasady silnika synchronicznego. Zasada działania tego silnika to ruchome pole elektromagnetyczne, co oznacza, że ​​przewodnik ma tendencję do obracania się z powodu efektu pola magnetycznego. Tutaj istnieją dwa sposoby dostarczania pola magnetycznego, takie jak 3-fazowe zasilanie prądem zmiennym i stabilne zasilanie prądem stałym do stojan .

Głównym powodem zapewnienia dwóch sposobów wzbudzenia jest to, że może on obracać się z prędkością synchroniczną, ponieważ silnik po prostu działa na blokadę pola magnetycznego generowanego przez stojan oraz uzwojenie pola prądu stałego.

Zmiana wzbudzenia pola DC może powodować różne tryby. Tak więc synchroniczne tryby pracy kondensatora są omówione poniżej.

Początkowo poprzez zwiększenie zasilania prądem stałym prąd twornika zmniejsza się i pokazuje, że stojan wykorzystuje niski prąd do generowania strumienia, a także silnik synchroniczny pobiera mniej prądu biernego, dlatego nazywa się to trybem niedowzbudzenia.

Dalej, wraz ze wzrostem wzbudzenia pola prądu stałego, punkt pojawia się wszędzie tam, gdzie prąd twornika jest niski, a silnik pracuje z jednostkowym współczynnikiem mocy (PF). Wymagania wszystkich wzbudzeń pola są spełnione przez źródło prądu stałego. Więc ten tryb jest znany jako tryb normalnie wzbudzony.

Co więcej, zwiększ prąd pola przy zasilaniu prądem stałym, a następnie strumień nadmiernie wzrośnie i aby go zrównoważyć, stojan zacznie dostarczać moc bierną zamiast ją absorbować. W ten sposób silnik synchroniczny pobiera prąd wiodący.

Synchroniczny kondensator kontra bank kondensatorów

Różnica między kondensatorem synchronicznym Vs a bank kondensatorów obejmuje następujące.

Diagram fazorowy

The wykres wskazowy kondensatora synchronicznego jest pokazany poniżej. Ilekroć silnik synchroniczny jest normalnie nadmiernie wzbudzony, pobiera wiodący prąd o współczynniku mocy. Jeśli ten silnik jest w stanie bez obciążenia, gdzie kąt obciążenia „δ” jest bardzo mały, a także jest nadmiernie wzbudzony, jak Eb > V, wówczas kąt PF wzrośnie prawie do 90 stopni. Tak więc ten silnik pracuje z przybliżonym stanem PF wiodącym „0”, który pokazano na poniższym diagramie wskazówkowym.

Ta cecha jest związana z typowym kondensatorem, który wykorzystuje wiodący prąd PF. Tak więc nadmiernie wzbudzony silnik pracujący bez obciążenia jest znany jako kondensator synchroniczny. Jest to główna właściwość, ponieważ który silnik jest wykorzystywany jako urządzenie poprawiające moc lub przesuwane fazowo.

Zalety i wady

The zalety kondensatora synchronicznego zawierać następujące.

• Może zwiększyć bezwładność systemu.
• Można zwiększyć zdolność do krótkotrwałego przeciążenia.
• Przejazd niskonapięciowy.
• Szybka odpowiedź
• Dodatkowa wytrzymałość na zwarcie.
• Nie ma harmonicznych.
• Moc bierna jest regulowana w sposób ciągły.
• Jest bezobsługowy.
• Można utrzymać wysoki poziom bezpieczeństwa.
• Ma wysoką żywotność.
• Usterki można łatwo usunąć.
• Wielkość prądu pobieranego przez silnik można łatwo zmienić, zmieniając wzbudzenie pola o dowolną wartość. Pomaga to w uzyskaniu bezstopniowej kontroli współczynnika mocy.
• Stabilność termiczna uzwojeń silnika jest wysoka dla prądów zwarciowych.

The wady kondensatora synchronicznego zawierać następujące.

• To jest drogie.
• Generuje hałas.
• W silniku są ogromne straty.
• Zajmuje więcej miejsca.
• Wymaga ciągłego chłodzenia.
• Prąd pola musi być stale sprawdzany.
• Nie ma momentu samoczynnego rozruchu, więc; należy zapewnić sprzęt pomocniczy.

Aplikacje

Zastosowania lub zastosowania kondensatorów synchronicznych obejmują następujące elementy.

• Typowe zastosowania obejmują głównie HVDC, Wind  lub  Solar, Wsparcie i regulacja sieci.
• Są one używane zarówno na poziomach napięć przesyłowych, jak i dystrybucyjnych w celu zwiększenia stabilności i utrzymania napięć w preferowanych granicach w zmieniających się warunkach obciążenia i sytuacjach awaryjnych.
• Kondensatory te stosowane są w układach elektroenergetycznych do regulacji napięcia na długich linie przesyłowe , szczególnie dla linii transmisyjnych o dość wysokim stosunku reaktancji indukcyjnej do rezystancji.
• Jest wykorzystywany w liniach energetycznych do zwiększania współczynnika mocy (P.F) i korekcji PF poprzez proste połączenie z liniami transmisyjnymi.
• Kondensatory te są wykorzystywane w hybrydowych systemach energetycznych.
• Te kondensatory zachowują się jak zmienny kondensator lub cewka zmienna , stosowany w systemach przesyłu energii do sterowania napięciem linii.

Dlaczego nazywa się to kondensatorem synchronicznym?

Kiedy silnik synchroniczny bez obciążenia jest nadmiernie wzbudzony, zachowuje się jak kondensator, ponieważ zaczyna wykorzystywać prąd wiodący bez obciążenia. Tak więc silnik synchroniczny, który jest nadmiernie wzbudzany bez obciążenia, jest znany jako kondensator synchroniczny. Jest po prostu podłączony do obciążenia równolegle w celu poprawy współczynnika mocy.

Gdzie jest używany kondensator synchroniczny?

Jest stosowany w systemach przesyłu energii do regulacji napięcia sieciowego, w HVDC, wiatrowo-słonecznym, wspomaganiu sieci, regulacji, korekcji współczynnika mocy i kompensator WAS .

Czy silnik synchroniczny jest samoindukowany?

Silnik synchroniczny nie jest silnikiem samoczynnym ze względu na bezwładność wirnik . Nie może więc natychmiast podążać za obrotem pola magnetycznego stojana. Gdy wirnik osiągnie prędkość synchroniczną, uzwojenie pola jest wzbudzane, a silnik zacznie się synchronizować.

Jakie są zalety instalacji kondensatora synchronicznego w układzie elektrycznym?

Kondensator synchroniczny jest bardzo pomocny zarówno przy poziomach napięć przesyłowych, jak i dystrybucyjnych w celu zwiększenia stabilności, a także utrzymania napięć w pożądanych granicach w zmieniających się warunkach obciążenia, a także w sytuacjach awaryjnych.

Dlaczego synchroniczna maszyna to synchroniczny skraplacz?

Maszyna synchroniczna pracująca bez obciążenia przewodzi prąd. Tak więc silnik synchroniczny pracuje bez obciążenia, które jest nadmiernie wzbudzone, znane jest jako kondensator synchroniczny.

Tak jest przegląd kondensatora synchronicznego który jest używany głównie w korekcji współczynnika mocy (PF) w celu zwiększenia PF od opóźnionego do wiodącego. Ponieważ ten kondensator działa jak zmienny kondensator lub zmienna cewka indukcyjna, jest używany do sterowania napięciem linii w systemach przesyłu energii. Oto pytanie do ciebie, co to jest silnik synchroniczny?