इलेक्ट्रिकल नेटवर्क्समध्ये सिंक्रोनस कम्पेन्सेटर

सिंक्रोनस कम्पेन्सेटर एक हलकी वजनाची सिंक्रोनस मोटर आहे जी निष्क्रिय ऑपरेशनसाठी डिझाइन केलेली आहे.

विद्युत उर्जेचे मुख्य ग्राहक, सक्रिय शक्ती व्यतिरिक्त, सिस्टमच्या जनरेटरमधून वापरतात प्रतिक्रियाशील शक्ती… चुंबकीय प्रवाह तयार करण्यासाठी आणि राखण्यासाठी मोठ्या चुंबकीय प्रतिक्रियाशील प्रवाहांची आवश्यकता असलेल्या वापरकर्त्यांच्या संख्येमध्ये अतुल्यकालिक मोटर्स, ट्रान्सफॉर्मर्स, इंडक्शन फर्नेस आणि इतर समाविष्ट आहेत. परिणामी, वितरण नेटवर्क सामान्यतः लॅगिंग करंटसह चालवले जातात.

जनरेटरद्वारे तयार केलेली प्रतिक्रियाशील शक्ती सर्वात कमी खर्चात मिळते. तथापि, जनरेटरमधून प्रतिक्रियाशील शक्तीचे हस्तांतरण ट्रान्सफॉर्मर आणि ट्रान्समिशन लाइनमधील अतिरिक्त नुकसानाशी संबंधित आहे. म्हणून, प्रतिक्रियाशील शक्ती प्राप्त करण्यासाठी, सिस्टमच्या नोडल सबस्टेशनवर किंवा थेट ग्राहकांवर स्थित सिंक्रोनस कम्पेन्सेटर वापरणे आर्थिकदृष्ट्या फायदेशीर ठरते.

सिंक्रोनस मोटर्स, डीसी उत्तेजनाबद्दल धन्यवाद, ते cos = 1 सह कार्य करू शकतात आणि नेटवर्कमधून प्रतिक्रियाशील उर्जा वापरत नाहीत आणि ऑपरेशन दरम्यान, ओव्हरएक्सिटेशनसह, ते नेटवर्कला प्रतिक्रियात्मक शक्ती देतात. परिणामी, नेटवर्कचा पॉवर फॅक्टर सुधारला जातो आणि त्यातील व्होल्टेज ड्रॉप आणि तोटा कमी होतो, तसेच पॉवर प्लांट्समध्ये कार्यरत जनरेटरचा पॉवर फॅक्टर देखील कमी होतो.

सिंक्रोनस कम्पेन्सेटर्स नेटवर्कच्या पॉवर फॅक्टरची भरपाई करण्यासाठी आणि ग्राहक भार केंद्रित असलेल्या भागात नेटवर्कची सामान्य व्होल्टेज पातळी राखण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत.

सिंक्रोनस कम्पेन्सेटर हे एक समकालिक मशीन आहे जे मोटर मोडमध्ये शाफ्ट लोडशिवाय फील्डमध्ये पर्यायी प्रवाहासह कार्य करते.

ओव्हरएक्सिटेशन मोडमध्ये, करंट मेन व्होल्टेजकडे नेतो, म्हणजेच या व्होल्टेजच्या संदर्भात ते कॅपेसिटिव्ह आहे आणि अंडरएक्सिटेशन मोडमध्ये ते मागे, प्रेरक आहे. या मोडमध्ये, सिंक्रोनस मशीन एक कम्पेन्सेटर बनते - एक प्रतिक्रियाशील वर्तमान जनरेटर.

सिंक्रोनस कम्पेन्सेटरच्या ऑपरेशनचा अतिउत्साही मोड सामान्य असतो जेव्हा तो ग्रिडला प्रतिक्रियाशील शक्ती पुरवतो.

सिंक्रोनस कम्पेन्सेटर्स ड्राईव्ह मोटर्सपासून वंचित असतात आणि त्यांच्या ऑपरेशनच्या दृष्टीने मूलत: सिंक्रोनस आयडलर मोटर्स असतात.

या संदर्भात, विस्तार सांधे, जसे की ते समान हेतूने कार्य करतात कॅपेसिटर बँकावापरकर्ता सबस्टेशन्सवर स्थापित केलेल्यांना रिऍक्टिव्ह पॉवर जनरेटर देखील म्हणतात... तथापि, वापरकर्त्याचा भार कमी होण्याच्या कालावधीत (उदाहरणार्थ रात्री), अनेकदा समकालिक कम्पेन्सेटर आणि अंडर-एक्सिटेशन मोडमध्ये वापरणे आवश्यक असते, जेव्हा ते प्रेरक विद्युत् प्रवाह वापरतात आणि नेटवर्कमधून रिऍक्टिव्ह पॉवर, कारण या प्रकरणांमध्ये नेटवर्क व्होल्टेज वाढते आणि ते सामान्य पातळीवर राखण्यासाठी, प्रेरक प्रवाहांसह नेटवर्क लोड करणे आवश्यक आहे, ज्यामुळे त्यात अतिरिक्त व्होल्टेज थेंब होते.

या उद्देशासाठी, प्रत्येक सिंक्रोनस कम्पेन्सेटर स्वयंचलित उत्तेजना किंवा व्होल्टेज रेग्युलेटरसह सुसज्ज आहे, जो उत्तेजित करंटच्या परिमाणाचे नियमन करतो जेणेकरून कम्पेसाटरच्या टर्मिनल्सवरील व्होल्टेज स्थिर राहते.

पॉवर फॅक्टर सुधारण्यासाठी आणि त्यानुसार वर्तमान आणि व्होल्टेजमधील ऑफसेट कोन φw ते φc च्या मूल्यापासून कमी करण्यासाठी, प्रतिक्रियाशील शक्ती आवश्यक आहे:

जेथे P ही सरासरी सक्रिय शक्ती आहे, kvar; φsv — भारित सरासरी पॉवर फॅक्टरशी संबंधित फेज शिफ्ट; φk — फेज शिफ्ट भरपाई नंतर प्राप्त करणे; a — नुकसान भरपाई देणारी उपकरणे स्थापित न करता पॉवर फॅक्टरमध्ये संभाव्य वाढ लक्षात घेण्यासाठी गणनामध्ये सुमारे 0.9 च्या बरोबरीचा घटक प्रविष्ट केला गेला.

च्या व्यतिरिक्त प्रतिक्रियात्मक वर्तमान भरपाई प्रेरक औद्योगिक भार, सिंक्रोनस लाइन कम्पेन्सेटर आवश्यक आहेत. लांब ट्रान्समिशन लाईन्समध्ये, कमी भारावर, लाइन क्षमता प्रचलित असते आणि ते अग्रगण्य विद्युत् प्रवाहाने कार्य करतात. या विद्युतप्रवाहाची भरपाई करण्यासाठी, समकालिक कम्पेन्सेटरने लॅगिंग करंटसह कार्य करणे आवश्यक आहे, म्हणजे, अपर्याप्त उत्तेजनासह.

पॉवर लाईन्सवर लक्षणीय भार असताना, जेव्हा वीजग्राहकांचे इंडक्टन्स प्रचलित होते, तेव्हा पॉवर लाइन लॅगिंग करंटसह चालते. या प्रकरणात, सिंक्रोनस कम्पेन्सेटरने अग्रगण्य प्रवाहासह कार्य करणे आवश्यक आहे, म्हणजे अतिउत्साही.

पॉवर लाईनवरील लोडमधील बदलामुळे रिऍक्टिव्ह पॉवर फ्लोमध्ये परिमाण आणि टप्प्यात बदल होतो आणि लाइन व्होल्टेजमध्ये लक्षणीय चढ-उतार होतात. या संदर्भात नियमन करणे गरजेचे आहे.

सिंक्रोनस कम्पेन्सेटर सहसा प्रादेशिक सबस्टेशनवर स्थापित केले जातात.

ट्रान्झिट पॉवर लाइन्सच्या शेवटी किंवा मध्यभागी व्होल्टेजचे नियमन करण्यासाठी, सिंक्रोनस कम्पेन्सेटरसह इंटरमीडिएट सबस्टेशन तयार केले जाऊ शकतात, ज्याने व्होल्टेजचे नियमन करणे किंवा अपरिवर्तित ठेवणे आवश्यक आहे.

अशा सिंक्रोनस कम्पेन्सेटरचे ऑपरेशन स्वयंचलित आहे, जे व्युत्पन्न प्रतिक्रियाशील शक्ती आणि व्होल्टेजचे सहज स्वयंचलित नियंत्रण करण्याची शक्यता निर्माण करते.

असिंक्रोनस स्टार्टिंग करण्यासाठी, सर्व सिंक्रोनस कम्पेन्सेटर ध्रुव भागांमध्ये सुरू होणारी कॉइल किंवा त्यांचे ध्रुव मोठे असतात. या प्रकरणात, थेट पद्धत आणि आवश्यक असल्यास, अणुभट्टी स्टार्ट-अप पद्धत वापरली जाते.

काही प्रकरणांमध्ये, त्याच शाफ्टवर बसवलेल्या स्टार्ट-फेज इंडक्शन मोटर्सचा वापर करून शक्तिशाली कम्पेन्सेटर देखील कार्यान्वित केले जातात. नेटवर्कसह सिंक्रोनाइझेशनसाठी, स्वयं-सिंक्रोनाइझेशन पद्धत सहसा वापरली जाते.

सिंक्रोनस कम्पेन्सेटर सक्रिय शक्ती विकसित करत नसल्यामुळे, त्यांच्यासाठी कामाच्या स्थिर स्थिरतेचा प्रश्न त्याची निकड गमावतो. यामुळे, ते जनरेटर आणि मोटर्सपेक्षा कमी हवेच्या अंतराने तयार केले जातात. अंतर कमी केल्याने फील्ड वाइंडिंग सोपे होते आणि मशीनची किंमत कमी होते.

सिंक्रोनस कम्पेन्सेटरची रेट केलेली स्पष्ट शक्ती त्याच्या ऑपरेशनशी ओव्हरएक्सिटेशनशी संबंधित आहे, म्हणजे. सिंक्रोनस कम्पेन्सेटरची रेटेड पॉवर ही लीडिंग करंटवर त्याची रिऍक्टिव्ह पॉवर आहे, जी तो ऑपरेटिंग मोडमध्ये बराच काळ वाहून नेऊ शकतो.

रिऍक्टिव्ह मोडमध्ये काम करताना सर्वाधिक अंडरएक्सिटेशन करंट आणि पॉवर व्हॅल्यूज प्राप्त होतात.

बर्‍याच प्रकरणांमध्ये, अंडरएक्सिटेशन मोडला ओव्हरएक्सिटेशन मोडपेक्षा कमी उर्जा आवश्यक असते, परंतु काही प्रकरणांमध्ये अधिक उर्जा आवश्यक असते. अंतर वाढवून हे साध्य केले जाऊ शकते, परंतु यामुळे मशीनची किंमत वाढते आणि म्हणूनच नकारात्मक उत्तेजना चालू मोड वापरण्याचा प्रश्न अलीकडेच उपस्थित झाला आहे. सक्रिय शक्तीच्या बाबतीत सिंक्रोनस कम्पेन्सेटर केवळ तोट्याने भरलेला असल्याने, त्याच्या मते, तो स्थिरपणे आणि थोड्या नकारात्मक उत्तेजनासह कार्य करू शकतो.

काही प्रकरणांमध्ये, कोरड्या कालावधीत, कम्पेन्सेटर मोडमध्ये ऑपरेशनसाठी, ते देखील वापरले जातात जलविद्युत जनरेटर.

संरचनात्मकदृष्ट्या, नुकसान भरपाई देणारे मूलतः सिंक्रोनस जनरेटरपेक्षा वेगळे नसतात. त्यांच्याकडे एकच चुंबक प्रणाली, उत्तेजना प्रणाली, कूलिंग इ. सर्व मध्यम पॉवर सिंक्रोनस कम्पेन्सेटर एअर कूल्ड आणि एक्सायटर आणि एक्सायटरसह बनवले जातात.

सिंक्रोनस कम्पेन्सेटर यांत्रिक कार्य करण्यासाठी डिझाइन केलेले नाहीत आणि शाफ्टवर सक्रिय भार वाहून नेत नाहीत या वस्तुस्थितीमुळे, त्यांच्याकडे यांत्रिकरित्या हलके बांधकाम आहे. क्षैतिज शाफ्ट आणि बहिर्वक्र ध्रुव रोटरसह तुलनेने कमी-स्पीड मशीन (1000 - 600 rpm) म्हणून कम्पेन्सेटर तयार केले जातात.

योग्य उत्तेजनासह निष्क्रिय जनरेटर सिंक्रोनस कम्पेन्सेटर म्हणून वापरला जाऊ शकतो.अतिउत्साही जनरेटरमध्ये एक समानता प्रवाह दिसून येतो जो जनरेटर व्होल्टेजच्या संदर्भात पूर्णपणे प्रेरक असतो आणि ग्रिडच्या संदर्भात पूर्णपणे कॅपेसिटिव्ह असतो.

हे लक्षात घेतले पाहिजे की अति-उत्साही सिंक्रोनस मशीन, जनरेटर किंवा मोटर म्हणून चालत असले तरी, मेनच्या सापेक्ष कॅपेसिटन्स मानली जाऊ शकते, आणि अनएक्सायटेड सिंक्रोनस मशीन इंडक्टन्स म्हणून मानली जाऊ शकते.

ग्रिड-कनेक्टेड जनरेटरला सिंक्रोनस कम्पेन्सेटर मोडमध्ये स्थानांतरित करण्यासाठी, टर्बाइनमध्ये स्टीम (किंवा पाण्याचा) प्रवेश बंद करणे पुरेसे आहे. या मोडमध्ये, ओव्हरएक्सायटेड टर्बाइन-जनरेटर केवळ रोटेशन नुकसान (यांत्रिक आणि इलेक्ट्रिकल) भरण्यासाठी ग्रिडमधून थोड्या प्रमाणात सक्रिय उर्जा वापरण्यास सुरवात करतो आणि प्रतिक्रियाशील शक्ती ग्रीडमध्ये हस्तांतरित करतो.

सिंक्रोनस कम्पेन्सेटरच्या मोडमध्ये, जनरेटर बराच काळ काम करू शकतो आणि केवळ टर्बाइनच्या ऑपरेटिंग परिस्थितीवर अवलंबून असतो.

आवश्यक असल्यास, टर्बाइन जनरेटरचा वापर टर्बाइन फिरत असताना (एकत्र टर्बाइनसह) आणि तो बंद असताना, सिंक्रोनस कम्पेन्सेटर म्हणून केला जाऊ शकतो, म्हणजे. क्लच वेगळे करून.

ड्राईव्ह मोडमध्ये गेलेल्या जनरेटरच्या बाजूला स्टीम टर्बाइन फिरवल्याने टर्बाइनचा शेपटीचा भाग जास्त गरम होऊ शकतो.