Synchroner Kondensator

Synchronmotoren belasten die Stromleitung mit einem voreilenden Leistungsfaktor. Dies ist oft nützlich, um den häufiger anzutreffenden nacheilenden Leistungsfaktor auszugleichen, der durch Induktionsmotoren und andere induktive Lasten verursacht wird.

Ursprünglich kamen große industrielle Synchronmotoren aufgrund dieser Fähigkeit zum Einsatz, den nacheilenden Leistungsfaktor von Asynchronmotoren zu korrigieren.

Überspannende Felder von Synchronmotoren

Dieser führende Leistungsfaktor kann übertrieben werden, indem die mechanische Last entfernt und übererregt das Feld des Synchronmotors. Ein solches Gerät wird als Synchronkondensator bezeichnet . Darüber hinaus kann der führende Leistungsfaktor durch Variation der Feldanregung angepasst werden.

Dies macht es möglich, einen willkürlichen nacheilenden Leistungsfaktor nahezu auf Eins aufzuheben, indem die nacheilende Last mit einem Synchronmotor parallel geschaltet wird. Zur Erfüllung dieser Funktion wird ein Synchronkondensator im Grenzzustand zwischen Motor und Generator ohne mechanische Belastung betrieben.

Er kann entweder einen voreilenden oder nacheilenden Leistungsfaktor kompensieren, indem er Blindleistung aufnimmt oder an die Leitung liefert. Dies verbessert die Spannungsregelung der Netzleitung.

Da ein Synchronkondensator kein Drehmoment liefert, kann auf die Abtriebswelle verzichtet und die Einheit einfach in eine gasdichte Hülle eingeschlossen werden. Der Synchronkondensator kann dann mit Wasserstoff gefüllt werden, um die Kühlung zu unterstützen und Luftverluste zu reduzieren.

Da die Dichte von Wasserstoff 7 % der Dichte von Luft beträgt, beträgt der Luftverlust für eine wasserstoffgefüllte Einheit 7 % der Dichte von Luft. Außerdem ist die Wärmeleitfähigkeit von Wasserstoff zehnmal höher als die von Luft. Somit ist die Wärmeabfuhr zehnmal effizienter.

Als Ergebnis kann ein wasserstoffgefüllter Synchronkondensator härter betrieben werden als eine luftgekühlte Einheit, oder er kann für eine gegebene Kapazität physikalisch kleiner sein. Es besteht keine Explosionsgefahr, solange die Wasserstoffkonzentration über 70 %, typischerweise über 91 %, gehalten wird.

Nachlaufende Strömungen

Die Effizienz langer Stromübertragungsleitungen kann erhöht werden, indem Synchronkondensatoren entlang der Leitung angeordnet werden, um durch die Leitungsinduktivität verursachte nacheilende Ströme zu kompensieren. Durch eine Leitung fester Größe kann mehr Wirkleistung übertragen werden, wenn der Leistungsfaktor durch Synchronkondensatoren, die Blindleistung absorbieren, näher an eins gebracht wird.

Die Fähigkeit von Synchronkondensatoren, vorübergehend Blindleistung aufzunehmen oder zu erzeugen, stabilisiert das Stromnetz gegen Kurzschlüsse und andere vorübergehende Fehlerzustände. Transiente Einbrüche und Einbrüche von Millisekunden Dauer werden stabilisiert.

Dies ergänzt längere Reaktionszeiten der schnell wirkenden Spannungsregelung und Erregung von Generatoren. Der Synchronkondensator unterstützt die Spannungsregelung, indem er voreilenden Strom zieht, wenn die Netzspannung abfällt, was die Generatorerregung erhöht und dadurch die Netzspannung wiederherstellt. Eine Kondensatorbank hat diese Fähigkeit nicht.

Synchronkondensator verbessert die Spannungsregelung im Netz

VERWANDTES ARBEITSBLATT:

• Wechselstrom-Arbeitsblatt