Синхронный конденсатор: улучшение косинуса фи и стабильность сети

Синхронные двигатели работают с опережающим косинусом фи, что эффективно компенсирует запаздывающий косинус фи, создаваемый асинхронными двигателями и другими индуктивными нагрузками.

Исторически крупные промышленные синхронные двигатели внедрялись преимущественно ради этой возможности коррекции косинуса фи.

Перевозбуждение поля синхронных двигателей

Исключая механическую нагрузку и применяя дополнительное возбуждение поля — известное как перевозбуждение — синхронный двигатель может обеспечить еще более высокий опережающий косинус фи. Используемый без механической нагрузки, двигатель функционирует как синхронный конденсатор, обеспечивая точное управление реактивной мощностью. Регулировка возбуждения поля позволяет устройству точно настраивать опережающий косинус фи, обеспечивая практически полную компенсацию любой запаздывающей нагрузки при параллельной работе конденсатора.

В отличие от обычного двигателя или генератора, синхронный конденсатор не развивает крутящий момент. Следовательно, его вал может быть опущен, а блок обычно помещается в герметичную оболочку. Заполнение оболочки водородом улучшает характеристики: плотность водорода составляет всего 7% от воздушной, поэтому вентиляционные потери падают до 7% от потерь в воздухе, а теплопроводность в десять раз выше, обеспечивая в десять раз более быстрое удаление тепла. Водородный конденсатор может поэтому обрабатывать более высокие плотности мощности или быть физически меньше при той же емкости. Безопасность гарантирована, пока концентрация водорода остается выше 70%, обычно поддерживаемой выше 91%.

Устранение запаздывающих токов на дальних линиях передачи

Установка синхронных конденсаторов вдоль длинных коридоров передачи помогает противодействовать запаздывающим токам, порожденным индуктивностью линии. Сближая косинус фи с единицей, через линию фиксированного сечения можно передать больше активной мощности. Кроме того, способность конденсатора поглощать или генерировать реактивную мощность в переходных процессах обеспечивает быструю поддержку сети при КЗ и других переходных авариях, стабилизируя провалы напряжения длительностью в миллисекунды.

Эта способность дополняет более медленные, быстродействующие системы регулирования напряжения в генераторах. Когда напряжение в линии проседает, конденсатор подает опережающий ток, усиливая возбуждение генератора и восстанавливая напряжение — функцию, которую не может воспроизвести простой банк конденсаторов.

Синхронный конденсатор улучшает регулирование напряжения линии

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

• Рабочий лист по силовой электронике переменного тока