ตัวชดเชยแบบซิงโครนัสในเครือข่ายไฟฟ้า

ตัวชดเชยซิงโครนัสเป็นมอเตอร์ซิงโครนัสน้ำหนักเบาที่ออกแบบมาสำหรับการทำงานที่ไม่ได้ใช้งาน

ผู้ใช้พลังงานไฟฟ้าหลักนอกเหนือจากพลังงานที่ใช้งานอยู่นั้นใช้พลังงานจากเครื่องกำเนิดของระบบ พลังงานปฏิกิริยา… จำนวนผู้ใช้ที่ต้องการกระแสรีแอกทีฟแม่เหล็กขนาดใหญ่เพื่อสร้างและรักษาฟลักซ์แม่เหล็ก ได้แก่ มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส หม้อแปลง เตาเหนี่ยวนำ และอื่นๆ เป็นผลให้เครือข่ายการกระจายมักจะทำงานด้วยกระแสไฟที่ล้าหลัง

พลังงานปฏิกิริยาที่สร้างขึ้นโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้านั้นได้มาจากต้นทุนที่ต่ำที่สุด อย่างไรก็ตาม การถ่ายโอนพลังงานปฏิกิริยาจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับการสูญเสียเพิ่มเติมในหม้อแปลงและสายส่ง ดังนั้น เพื่อให้ได้พลังงานรีแอกทีฟ การใช้ตัวชดเชยแบบซิงโครนัสที่สถานีย่อยที่สำคัญของระบบหรือที่ผู้บริโภคโดยตรงจะเป็นประโยชน์ในเชิงเศรษฐกิจ

มอเตอร์ซิงโครนัสต้องขอบคุณการกระตุ้นด้วยไฟฟ้ากระแสตรง พวกมันสามารถทำงานด้วย cos = 1 และไม่ใช้พลังงานปฏิกิริยาจากเครือข่าย และระหว่างการทำงาน พวกมันให้พลังงานปฏิกิริยากับเครือข่ายระหว่างการทำงาน เป็นผลให้ตัวประกอบกำลังของเครือข่ายได้รับการปรับปรุงและแรงดันตกและการสูญเสียจะลดลงรวมถึงตัวประกอบกำลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทำงานในโรงไฟฟ้า

ตัวชดเชยแบบซิงโครนัสได้รับการออกแบบมาเพื่อชดเชยตัวประกอบกำลังของเครือข่าย และรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าปกติของเครือข่ายในพื้นที่ที่โหลดของผู้บริโภคกระจุกตัว

ตัวชดเชยแบบซิงโครนัสคือเครื่องจักรแบบซิงโครนัสที่ทำงานในโหมดมอเตอร์โดยไม่มีโหลดของเพลาที่มีกระแสสลับในสนาม

ในโหมดกระตุ้นมากเกินไป กระแสจะนำไปสู่แรงดันไฟหลัก นั่นคือมันเป็นตัวเก็บประจุตามแรงดันไฟฟ้านี้ และในโหมดกระตุ้นต่ำเกินไป มันจะล้าหลัง อุปนัย ในโหมดนี้ ซิงโครนัสแมชชีนจะกลายเป็นตัวชดเชย ซึ่งเป็นตัวกำเนิดกระแสรีแอกทีฟ

โหมดการทำงานที่ตื่นเต้นมากเกินไปของตัวชดเชยแบบซิงโครนัสเป็นเรื่องปกติเมื่อจ่ายพลังงานปฏิกิริยาไปยังกริด

ตัวชดเชยแบบซิงโครนัสไม่มีมอเตอร์ขับเคลื่อนและในแง่ของการทำงานคือมอเตอร์ตัวเดินเบาแบบซิงโครนัสเป็นหลัก

ในเรื่องนี้ ข้อต่อขยายตัว เช่น ข้อต่อที่ทำหน้าที่เดียวกัน ธนาคารตัวเก็บประจุที่ติดตั้งที่สถานีย่อยของผู้ใช้เรียกอีกอย่างว่า เครื่องกำเนิดพลังงานปฏิกิริยา... อย่างไรก็ตาม ในช่วงที่โหลดของผู้ใช้ลดลง (เช่น ตอนกลางคืน) มักจำเป็นต้องใช้ตัวชดเชยแบบซิงโครนัสและในโหมดกระตุ้นต่ำ เมื่อใช้กระแสอุปนัยและ พลังงานปฏิกิริยาจากเครือข่ายเนื่องจากในกรณีเหล่านี้แรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นและเพื่อรักษาให้อยู่ในระดับปกติจึงจำเป็นต้องโหลดเครือข่ายด้วยกระแสอุปนัยซึ่งทำให้แรงดันไฟฟ้าตกเพิ่มเติม

เพื่อจุดประสงค์นี้ ตัวชดเชยแบบซิงโครนัสแต่ละตัวจะติดตั้งตัวกระตุ้นหรือตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ ซึ่งจะควบคุมขนาดของกระแสกระตุ้นเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของตัวชดเชยคงที่

ในการปรับปรุงตัวประกอบกำลังและลดมุมออฟเซ็ตระหว่างกระแสและแรงดันจากค่า φw ถึง φc จำเป็นต้องใช้พลังงานรีแอกทีฟ:

โดยที่ P คือพลังงานที่ใช้งานโดยเฉลี่ย kvar; φsv — การเลื่อนเฟสที่สอดคล้องกับตัวประกอบกำลังเฉลี่ยถ่วงน้ำหนัก φk — การเลื่อนเฟสจะได้หลังจากการชดเชย a — แฟกเตอร์เท่ากับประมาณ 0.9 ที่ป้อนในการคำนวณเพื่อพิจารณาการเพิ่มขึ้นของตัวประกอบกำลังโดยไม่ต้องติดตั้งอุปกรณ์ชดเชย

นอกจาก การชดเชยกระแสปฏิกิริยา โหลดอุตสาหกรรมแบบเหนี่ยวนำ ต้องใช้ตัวชดเชยสายแบบซิงโครนัส ในสายส่งที่ยาว ที่โหลดต่ำ ความจุของสายจะเหนือกว่าและทำงานด้วยกระแสนำ เพื่อชดเชยกระแสนี้ ตัวชดเชยแบบซิงโครนัสต้องทำงานด้วยกระแสไฟตก เช่น มีแรงกระตุ้นไม่เพียงพอ

ด้วยภาระที่สำคัญบนสายไฟ เมื่อความเหนี่ยวนำของผู้ใช้ไฟฟ้ามีชัย สายไฟจะทำงานด้วยกระแสไฟฟ้าที่ปกคลุมด้วยวัตถุฉนวน ในกรณีนี้ ตัวชดเชยแบบซิงโครนัสต้องทำงานกับกระแสนำ เช่น ตื่นเต้นมากเกินไป

การเปลี่ยนแปลงของโหลดบนสายไฟทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการไหลของพลังงานปฏิกิริยาในขนาดและเฟส และนำไปสู่ความผันผวนอย่างมากในแรงดันไฟฟ้าของสายไฟ ในเรื่องนี้จำเป็นต้องควบคุม

มักจะติดตั้งตัวชดเชยแบบซิงโครนัสที่สถานีย่อยระดับภูมิภาค

ในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ส่วนท้ายหรือตรงกลางของสายไฟขนส่ง สามารถสร้างสถานีย่อยระดับกลางได้ด้วยตัวชดเชยแบบซิงโครนัส ซึ่งจะต้องควบคุมหรือรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าไว้ตามเดิม

การทำงานของตัวชดเชยแบบซิงโครนัสนั้นเป็นไปโดยอัตโนมัติซึ่งสร้างความเป็นไปได้ในการควบคุมพลังงานปฏิกิริยาและแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยอัตโนมัติอย่างราบรื่น

ในการสตาร์ทแบบอะซิงโครนัส ตัวชดเชยแบบซิงโครนัสทั้งหมดจะมีคอยล์สตาร์ทอยู่ในส่วนขั้วหรือขั้วของมันมีขนาดใหญ่มาก ในกรณีนี้ จะใช้วิธีการโดยตรงและหากจำเป็น จะใช้วิธีการเริ่มต้นเครื่องปฏิกรณ์

ในบางกรณี ตัวชดเชยที่ทรงพลังยังถูกใช้งานโดยใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเริ่มต้นที่ติดตั้งกับพวกมันบนเพลาเดียวกัน สำหรับการซิงโครไนซ์กับเครือข่าย มักจะใช้วิธีการซิงโครไนซ์ด้วยตนเอง

เนื่องจากตัวชดเชยแบบซิงโครนัสไม่ได้พัฒนาพลังงานที่ใช้งานอยู่ คำถามเกี่ยวกับความเสถียรของการทำงานแบบคงที่สำหรับพวกเขาจึงสูญเสียความเร่งด่วนไป ด้วยเหตุนี้จึงผลิตขึ้นโดยมีช่องว่างอากาศน้อยกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและมอเตอร์ การลดช่องว่างทำให้การม้วนสนามง่ายขึ้นและลดต้นทุนเครื่องจักร

จัดอันดับพลังงานที่ชัดเจนของตัวชดเชยแบบซิงโครนัสสอดคล้องกับการทำงานที่มีการกระตุ้นมากเกินไปเช่น กำลังไฟของเครื่องชดเชยแบบซิงโครนัสคือกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟที่กระแสนำ ซึ่งสามารถดำเนินการได้เป็นเวลานานในโหมดการทำงาน

ค่ากระแสและค่าพลังงานที่ต่ำกว่าค่าต่ำสุดจะได้รับเมื่อทำงานในโหมดรีแอกทีฟ

ในกรณีส่วนใหญ่ โหมดกระตุ้นน้อยเกินไปต้องการพลังงานน้อยกว่าโหมดกระตุ้นมากเกินไป แต่ในบางกรณีจำเป็นต้องใช้พลังงานมากกว่า สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการเพิ่มช่องว่าง แต่สิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มต้นทุนของเครื่อง ดังนั้นคำถามของการใช้โหมดกระแสกระตุ้นเชิงลบจึงเพิ่งถูกหยิบยกขึ้นมา เนื่องจากตัวชดเชยแบบซิงโครนัสในแง่ของพลังงานที่ใช้งานนั้นเต็มไปด้วยการสูญเสียเท่านั้นจึงสามารถทำงานได้อย่างเสถียรและมีแรงกระตุ้นเชิงลบเล็กน้อย

ในบางกรณีในช่วงเวลาแห้งสำหรับการทำงานในโหมดชดเชยก็จะใช้เช่นกัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ.

โครงสร้างตัวชดเชยไม่แตกต่างจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสโดยพื้นฐาน พวกเขามีระบบแม่เหล็ก ระบบกระตุ้น การระบายความร้อน ฯลฯ ตัวชดเชยแบบซิงโครนัสกำลังปานกลางทั้งหมดระบายความร้อนด้วยอากาศและทำด้วยตัวกระตุ้นและตัวกระตุ้น

เนื่องจากตัวชดเชยแบบซิงโครนัสไม่ได้ออกแบบมาเพื่อทำงานเชิงกลและไม่มีภาระที่ใช้งานอยู่บนเพลา จึงมีโครงสร้างที่เบาทางกลไก เครื่องชดเชยผลิตเป็นเครื่องจักรความเร็วต่ำ (1,000 - 600 รอบต่อนาที) พร้อมเพลาแนวนอนและโรเตอร์ขั้วนูน

เครื่องกำเนิดรอบเดินเบาที่มีแรงกระตุ้นที่เหมาะสมสามารถใช้เป็นเครื่องชดเชยแบบซิงโครนัสได้ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ตื่นเต้นมากเกินไป กระแสที่เท่ากันจะปรากฏขึ้นซึ่งเป็นอุปนัยล้วนๆ ที่เกี่ยวกับแรงดันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และตัวเก็บประจุล้วนๆ ที่เกี่ยวกับกริด

ต้องระลึกไว้เสมอว่าเครื่องซิงโครนัสที่มีความตื่นเต้นมากเกินไป ไม่ว่าจะทำงานเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือมอเตอร์ อาจถูกพิจารณาเทียบกับแหล่งจ่ายไฟหลักเป็นความจุไฟฟ้า และเครื่องซิงโครนัสที่ไม่ตื่นเต้นเป็นตัวเหนี่ยวนำ

ในการถ่ายโอนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับกริดไปยังโหมดชดเชยแบบซิงโครนัสก็เพียงพอแล้วที่จะปิดการเข้าถึงไอน้ำ (หรือน้ำ) ไปยังกังหัน ในโหมดนี้ เครื่องกำเนิดกังหันที่ตื่นเต้นมากเกินไปจะเริ่มใช้พลังงานที่ใช้งานเพียงเล็กน้อยจากกริดเท่านั้น เพื่อครอบคลุมการสูญเสียจากการหมุน (เชิงกลและไฟฟ้า) และถ่ายโอนพลังงานปฏิกิริยาไปยังกริด

ในโหมดชดเชยแบบซิงโครนัส เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถทำงานได้เป็นเวลานานและขึ้นอยู่กับสภาพการทำงานของกังหันเท่านั้น

หากจำเป็น สามารถใช้เครื่องกำเนิดกังหันเป็นตัวชดเชยแบบซิงโครนัสได้ทั้งเมื่อกังหันหมุน (พร้อมกับกังหัน) และปิดอยู่ เช่น เมื่อถอดชิ้นส่วนคลัตช์แล้ว

การหมุนกังหันไอน้ำที่ด้านข้างของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เข้าสู่โหมดขับเคลื่อนอาจทำให้ส่วนท้ายของกังหันร้อนเกินไป