Электроника:Переменный ток/Двигатели переменного тока/Синхронный конденсатор

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 648.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Синхронный конденсатор[1]

Синхронные двигатели нагружают линию электропередач с опережающим коэффициентом мощности. Обычно это хорошо, поскольку компенсирует более часто встречающийся запаздывающий коэффициент мощности, вызванный асинхронными двигателями и другими индуктивными нагрузками. Первоначально большие промышленные синхронные двигатели получили широкое распространение именно из-за этой способности корректировать запаздывающий коэффициент мощности асинхронных двигателей.

Перенасыщение синхронных двигателей

Этот ведущий коэффициент мощности можно максимизировать, если вообще убрать механическую нагрузку и по максимуму возбудить электрическое поле синхронного двигателя. Такое устройство известно как синхронный конденсатор. Кроме того, опережающий коэффициент мощности можно регулировать путём изменения возбуждения электрического поля.

Это на практике позволяет свести произвольный запаздывающий коэффициент мощности к единице, подключив запаздывающую нагрузку параллельно синхронному двигателю. Синхронный конденсатор – это нечто среднее между двигателем и генератором, с вычетом механической нагрузки.

Он может компенсировать опережающий или запаздывающий коэффициент мощности за счёт поглощения или подачи реактивной мощности в сеть. Это улучшает регулирование напряжения в линии электропередач.

Поскольку синхронный конденсатор не обеспечивает крутящего момента, можно отказаться от выходного вала и тогда легко заключить блок в газонепроницаемую оболочку. Затем синхронный конденсатор можно заполнить водородом, чтобы способствовать охлаждению и уменьшить потери на сопротивление воздуха.

Поскольку плотность водорода составляет 7% от плотности воздуха, потери на сопротивление воздуха для заполненного водородом блока составляют 7%, от того, как если бы вместо водорода была воздушная среда. Кроме того, теплопроводность водорода в десять раз больше, чем у воздуха. Таким образом, и отвод тепла в десять раз эффективнее.

В результате синхронный конденсатор, заполненный водородом, может работать с большей нагрузкой, чем блок с воздушным охлаждением, или же он может иметь меньшие физические размеры для данной мощности. Опасность взрыва отсутствует, если концентрация водорода поддерживается выше 70%, обычно это выше 91%.

Запаздывающие токи

Эффективность длинных линий электропередачи может быть увеличена путём размещения вдоль линии синхронных конденсаторов для компенсации запаздывающих токов, вызванных индуктивностью линии. Бо́льшая активная мощность может быть передана по линии фиксированного размера, если коэффициент мощности будет приближен к единице синхронными конденсаторами, поглощающими реактивную мощность.

Способность синхронных конденсаторов поглощать или производить реактивную мощность на переходной основе стабилизирует энергосистему от коротких замыканий и других переходных состояний неисправности. Стабилизация переходных провалов происходит за миллисекунды.

Это дополняет более длительное время реакции быстродействующей регулировки напряжения и возбуждения генераторного оборудования. Синхронный конденсатор помогает регулировать напряжение, потребляя опережающий ток, когда напряжение в сети падает, что увеличивает возбуждение генератора, тем самым восстанавливая напряжение в сети. Обычная конденсаторная батарея на такое не способна.

Рис. 1. Синхронный конденсатор улучшает регулирование напряжения в сети.

См.также

Внешние ссылки