Los condensadores síncronos no son nuevos, pero normalmente se usan desde la década de 1950 para estabilizar los sistemas de energía. Los condensadores síncronos son máquinas grandes que giran muy libremente y pueden absorber o generar energía reactiva para estabilizar y fortalecer un sistema de energía. Estos condensadores ayudan cuando hay cambios en la carga, ya que mejoran la inercia de la red. La energía cinética que se almacena dentro de un condensador síncrono suministra toda la inercia del sistema de potencia y es muy útil desde el punto de vista del control de frecuencia. Este artículo analiza una visión general de la condensador síncrono – el trabajo y sus aplicaciones.
¿Qué es un condensador síncrono?
un sobreexcitado motor sincrónico que funciona sin carga se conoce como condensador síncrono. Este condensador es una máquina síncrona excitada por CC cuyo eje no está conectado a ningún equipo de accionamiento. Este condensador también se conoce como compensador síncrono o condensador síncrono. condensador . Este dispositivo proporciona estabilidad y regulación de voltaje mejoradas al generar o absorber potencia reactiva continuamente ajustable, mayor resistencia a cortocircuitos y estabilidad de frecuencia al suministrar inercia síncrona.
El objetivo principal de un condensador síncrono es utilizar las capacidades de control de potencia reactiva y la inercia síncrona de la máquina. El sistema de potencia incluye una atractiva solución alternativa a los bancos de condensadores debido a la capacidad de regular la cantidad de potencia reactiva de forma continua. Estos condensadores son perfectamente adecuados para controlar el voltaje en líneas de transmisión largas o dentro de redes a través de una alta difusión de dispositivos electrónicos de potencia y en redes donde existe un alto peligro de 'isla' de la red principal.
Diseño de condensador síncrono
El condensador síncrono está diseñado con diferentes componentes como un estator, un rotor, un excitador, un devanado de amortiguador y un marco. Un motor síncrono incluye un estator trifásico que es análogo a un motor de inducción. La unidad comienza como un Motor de inducción con el devanado amortiguador que necesita deslizarse para generar par de arranque.
Para los motores síncronos, la CC se suministra al devanado de campo del rotor llamado excitador. Está dispuesto en el eje del motor síncrono. Un rotor con el mismo número de polos que el estator se alimenta a través de una fuente de corriente continua. La corriente del rotor crea una conexión de polos magnéticos norte-sur dentro de los pares de polos del rotor al permitir que el rotor se 'bloquee en el paso' por el flujo del estator giratorio. El marco es la parte externa de la máquina y está diseñado con hierro fundido.
¿Cómo funciona el condensador síncrono?
Como condensador síncrono, el funcionamiento es similar al principio del motor síncrono. El principio de funcionamiento de este motor es EMF de movimiento, lo que significa que un conductor tiende a girar debido al efecto del campo magnético. Aquí, se utilizan dos formas de proporcionar un campo magnético como un suministro de CA trifásico y un suministro de alimentación de CC estable al estator .
La razón principal para proporcionar dos formas de excitación es que puede girar a velocidad síncrona porque el motor simplemente funciona en el campo magnético generado por el estator y el devanado de campo de CC.
El cambio de la excitación del campo de CC puede resultar en diferentes modos. Por lo tanto, los modos de operación del condensador síncrono se analizan a continuación.
Al principio, al aumentar el suministro de CC, la corriente del inducido se reduce y muestra que el estator está utilizando una corriente baja para generar flujo, y también el motor síncrono consume menos corriente reactiva, por lo que se denomina modo subexcitado.
Más adelante en el aumento dentro de la excitación del campo de CC, llega un punto donde la corriente de armadura es baja y el motor funciona con un factor de potencia unitario (PF). La fuente de CC cumple los requisitos de toda la excitación de campo. Por lo tanto, este modo se conoce como el modo de excitación normal.
Además, aumente la corriente de campo con el suministro de CC, luego el flujo aumenta excesivamente y para compensarlo, el estator comenzará a suministrar potencia reactiva en lugar de absorberla. Por lo tanto, el motor síncrono atrae una corriente principal.
Condensador síncrono frente a banco de condensadores
La diferencia entre un condensador síncrono Vs un batería de condensadores incluye lo siguiente.
| Condensador síncrono |
Batería de condensadores |
| Es un motor síncrono excitado por CC, utilizado para mejorar el factor de potencia y Factor de potencia corrección dentro de las líneas eléctricas simplemente conectándolo con líneas de transmisión. | Un banco de condensadores es un conjunto de condensadores que están dispuestos en serie (o) combinaciones paralelas. Los bancos de condensadores se utilizan principalmente para la corrección del factor de potencia y la compensación de potencia reactiva dentro de las subestaciones eléctricas. |
| También se le conoce como compensador síncrono o condensador síncrono. | También se conoce como unidad de condensador. |
| A diferencia de un banco de condensadores estáticos, la cantidad de potencia reactiva de un condensador síncrono se puede ajustar continuamente. | Potencia reactiva de una estática batería de condensadores reduce cuando el voltaje de la red se reduce, mientras que un condensador síncrono aumenta la potencia reactiva cuando el voltaje disminuye. |
| El condensador síncrono tiene una mayor vida en comparación con el banco de condensadores. | La vida útil del banco de capacitores es baja. |
| Dan un mejor rendimiento dentro del sistema de alto voltaje en comparación con el banco de capacitores. | Dan menos rendimiento dentro del sistema de alto voltaje. |
| Es más caro que un banco de condensadores. | es economico |
diagrama fasorial
El diagrama fasorial del condensador síncrono se muestra a continuación. Siempre que un motor síncrono está normalmente sobreexcitado, toma la corriente del factor de potencia principal. Si este motor está en condiciones sin carga, donde el ángulo de carga 'δ' es extremadamente pequeño y también está sobreexcitado como Eb> V, entonces el ángulo PF aumentará casi a 90 grados. Por lo tanto, este motor funciona con aproximadamente '0' en la condición de FP principal que se muestra en el siguiente diagrama fasorial.
Esta característica está relacionada con un capacitor típico que usa una corriente de PF líder. Por lo tanto, el motor sobreexcitado que trabaja sin carga se conoce como condensador síncrono. Esta es la propiedad principal porque el motor se utiliza como dispositivo de mejora de potencia o avance de fase.
Ventajas y desventajas
El ventajas de un condensador síncrono Incluya lo siguiente.
- Puede aumentar la inercia del sistema.
- Se puede aumentar la capacidad de sobrecarga a corto plazo.
- Recorrido de bajo voltaje.
- Respuesta rápida
- Fuerza extra de cortocircuito.
- No hay armónicos.
- La potencia reactiva se ajusta continuamente.
- Es libre de mantenimiento.
- Se puede mantener una gran cantidad de seguridad.
- Tiene una alta vida útil.
- Las fallas se pueden eliminar fácilmente.
- La magnitud de la corriente consumida a través del motor se puede cambiar fácilmente cambiando la excitación del campo con cualquier cantidad. Esto ayuda a lograr un control del factor de potencia continuo.
- La estabilidad térmica de los devanados del motor es alta para las corrientes de cortocircuito.
El desventajas de un condensador síncrono Incluya lo siguiente.
- Es caro.
- Genera ruido.
- Hay enormes pérdidas dentro del motor.
- Ocupa más espacio.
- Requiere enfriamiento continuo.
- La corriente de campo necesita ser revisada continuamente.
- No tiene par de arranque automático, por lo que; debe proporcionarse equipo auxiliar.
Aplicaciones
Los usos o aplicaciones de los condensadores síncronos incluyen los siguientes.
- Las aplicaciones típicas incluyen principalmente HVDC, Wind o Solar, Grid Support & Regulation.
- Estos se utilizan en los niveles de voltaje de transmisión y distribución para mejorar la estabilidad y mantener los voltajes en los límites preferidos en condiciones de carga cambiantes y situaciones de contingencia.
- Estos condensadores se utilizan en sistemas de energía eléctrica para el control de voltaje en largas lineas de transmisión , particularmente para líneas de transmisión con una relación de reactancia a resistencia inductiva bastante alta.
- Se utiliza en líneas eléctricas para mejorar el factor de potencia (P.F) y la corrección de PF simplemente conectándolo con líneas de transmisión.
- Estos condensadores se utilizan en sistemas de energía híbridos.
- Estos condensadores se comportan como un capacitor variable o inductor variable , utilizado dentro de los sistemas de transmisión de energía para controlar el voltaje de la línea.
¿Por qué se llama condensador síncrono?
Cuando un motor síncrono en condiciones sin carga está sobreexcitado, funciona como un capacitor porque comienza a usar una corriente principal sin carga. Por lo tanto, un motor síncrono que está sobreexcitado sin carga se conoce como condensador síncrono. Simplemente se conecta a la carga en paralelo para mejorar el factor de potencia.
¿Dónde se utiliza el condensador síncrono?
Se utiliza dentro de los sistemas de transmisión de energía para regular el voltaje de la línea, en HVDC, eólica/solar, soporte de red, regulación, corrección del factor de potencia y WAS compensador .
¿El motor síncrono es autoinducido?
Un motor síncrono no es un motor de arranque automático debido a la inercia del rotor . Por lo tanto, no puede seguir inmediatamente la revolución del campo magnético del estator. Cuando el rotor alcanza la velocidad sincrónica, el devanado de campo se excita y el motor se sincronizará.
¿Cuáles son las ventajas de instalar un condensador síncrono en un sistema eléctrico?
Un condensador síncrono es muy útil en los niveles de voltaje de transmisión y distribución para mejorar la estabilidad y también para mantener los voltajes en los límites deseados en condiciones de carga cambiantes, así como en situaciones de contingencia.
¿Por qué la máquina síncrona es un condensador síncrono?
Una máquina síncrona que funciona sin carga conducirá la corriente. Entonces, el motor síncrono que funciona sin una carga que está sobreexcitada se conoce como condensador síncrono.
Así, esto es una descripción general de un condensador síncrono que se utiliza principalmente en la corrección del factor de potencia (PF) para mejorar el PF de retrasado a adelantado. Dado que este condensador funciona como un condensador variable o un inductor variable, se utiliza para controlar el voltaje de línea dentro de los sistemas de transmisión de energía. Aquí hay una pregunta para usted, ¿qué es un motor síncrono?
