विद्युत नेटवर्क में तुल्यकालिक कम्पेसाटर

सिंक्रोनस कम्पेसाटर एक हल्की सिंक्रोनस मोटर है जिसे निष्क्रिय संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है।

विद्युत ऊर्जा के मुख्य उपभोक्ता, सक्रिय शक्ति के अलावा, सिस्टम के जनरेटर से उपभोग करते हैं प्रतिक्रियाशील ऊर्जा… चुंबकीय प्रवाह को बनाने और बनाए रखने के लिए बड़े चुंबकीय प्रतिक्रियाशील धाराओं की आवश्यकता वाले उपयोगकर्ताओं की संख्या में अतुल्यकालिक मोटर्स, ट्रांसफार्मर, प्रेरण भट्टियां और अन्य शामिल हैं। नतीजतन, वितरण नेटवर्क आमतौर पर लैगिंग करंट के साथ संचालित होते हैं।

जनरेटर द्वारा उत्पन्न प्रतिक्रियाशील शक्ति सबसे कम लागत पर प्राप्त की जाती है। हालांकि, जनरेटर से प्रतिक्रियाशील शक्ति का हस्तांतरण ट्रांसफॉर्मर और ट्रांसमिशन लाइनों में अतिरिक्त नुकसान से जुड़ा हुआ है। इसलिए, प्रतिक्रियाशील शक्ति प्राप्त करने के लिए, सिस्टम के नोडल सबस्टेशनों पर या सीधे उपभोक्ताओं पर स्थित सिंक्रोनस कम्पेसाटर का उपयोग करना आर्थिक रूप से लाभप्रद हो जाता है।

तुल्यकालिक मोटर्स, डीसी उत्तेजना के लिए धन्यवाद, वे कॉस = 1 के साथ काम कर सकते हैं और नेटवर्क से प्रतिक्रियाशील शक्ति का उपभोग नहीं करते हैं, और ऑपरेशन के दौरान, अति-उत्तेजना के साथ, वे नेटवर्क को प्रतिक्रियाशील शक्ति देते हैं। नतीजतन, नेटवर्क के पावर फैक्टर में सुधार होता है और वोल्टेज ड्रॉप और नुकसान कम हो जाते हैं, साथ ही बिजली संयंत्रों में चलने वाले जनरेटर के पावर फैक्टर भी कम हो जाते हैं।

सिंक्रोनस कम्पेसाटर को नेटवर्क के पावर फैक्टर की भरपाई करने और उन क्षेत्रों में नेटवर्क के सामान्य वोल्टेज स्तर को बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है जहां उपभोक्ता भार केंद्रित हैं।

एक तुल्यकालिक कम्पेसाटर एक तुल्यकालिक मशीन है जो क्षेत्र में प्रत्यावर्ती धारा के साथ शाफ्ट लोड के बिना मोटर मोड में काम करती है।

ओवरएक्सिटेशन मोड में, करंट मेन वोल्टेज का नेतृत्व करता है, अर्थात यह इस वोल्टेज के संबंध में कैपेसिटिव होता है, और अंडरएक्सिटेशन मोड में, यह इंडक्टिव से पीछे हो जाता है। इस मोड में, सिंक्रोनस मशीन एक कम्पेसाटर बन जाती है - एक प्रतिक्रियाशील वर्तमान जनरेटर।

जब यह ग्रिड को प्रतिक्रियाशील शक्ति की आपूर्ति करता है तो सिंक्रोनस कम्पेसाटर के संचालन का अतिउत्साहित मोड सामान्य होता है।

सिंक्रोनस कम्पेसाटर ड्राइव मोटर्स से रहित होते हैं और उनके संचालन के संदर्भ में अनिवार्य रूप से सिंक्रोनस आइडलर मोटर्स होते हैं।

इस संबंध में, विस्तार जोड़, जैसे कि समान उद्देश्यों की पूर्ति करते हैं संधारित्र बैंकउपयोगकर्ता सबस्टेशनों पर स्थापित प्रतिक्रियाशील बिजली जनरेटर भी कहलाते हैं। नेटवर्क से प्रतिक्रियाशील शक्ति, चूंकि इन मामलों में नेटवर्क वोल्टेज में वृद्धि होती है, और इसे सामान्य स्तर पर बनाए रखने के लिए, नेटवर्क को आगमनात्मक धाराओं के साथ लोड करना आवश्यक होता है, जिससे इसमें अतिरिक्त वोल्टेज गिरता है।

इस उद्देश्य के लिए, प्रत्येक सिंक्रोनस कम्पेसाटर एक स्वचालित उत्तेजना या वोल्टेज रेगुलेटर से लैस होता है, जो एक्साइटेशन करंट के परिमाण को नियंत्रित करता है ताकि कम्पेसाटर के टर्मिनलों पर वोल्टेज स्थिर रहे।

शक्ति कारक में सुधार करने के लिए और तदनुसार वर्तमान और वोल्टेज के बीच ऑफसेट कोण को φw से φc के मान से कम करने के लिए, प्रतिक्रियाशील शक्ति की आवश्यकता होती है:

जहां P औसत सक्रिय शक्ति है, kvar; φएसवी - भारित औसत शक्ति कारक के अनुरूप चरण बदलाव; φk - मुआवजे के बाद प्राप्त होने वाली चरण पारी; ए - क्षतिपूर्ति उपकरणों को स्थापित किए बिना पावर फैक्टर में संभावित वृद्धि को ध्यान में रखते हुए गणना में लगभग 0.9 के बराबर कारक दर्ज किया गया।

निम्न के अलावा प्रतिक्रियाशील वर्तमान मुआवजा आगमनात्मक औद्योगिक भार, तुल्यकालिक लाइन कम्पेसाटर की आवश्यकता होती है। लंबी संचरण लाइनों में, कम भार पर, लाइन क्षमता प्रबल होती है और वे अग्रणी धारा के साथ काम करती हैं। इस करंट की भरपाई के लिए, सिंक्रोनस कम्पेसाटर को लैगिंग करंट के साथ काम करना चाहिए, यानी अपर्याप्त उत्तेजना के साथ।

बिजली लाइनों पर एक महत्वपूर्ण भार के साथ, जब बिजली उपभोक्ताओं का अधिष्ठापन प्रबल होता है, तो बिजली लाइन एक पिछड़े हुए प्रवाह के साथ काम करती है। इस मामले में, सिंक्रोनस कम्पेसाटर को लीडिंग करंट के साथ काम करना चाहिए, यानी ओवरएक्साइटेड।

विद्युत लाइन पर भार में परिवर्तन परिमाण और चरण में प्रतिक्रियाशील शक्ति प्रवाह में परिवर्तन का कारण बनता है और लाइन वोल्टेज में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव की ओर जाता है। ऐसे में नियमन करना जरूरी हो जाता है।

सिंक्रोनस कम्पेसाटर आमतौर पर क्षेत्रीय सबस्टेशनों पर स्थापित किए जाते हैं।

अंत में या ट्रांज़िट पावर लाइनों के बीच में वोल्टेज को विनियमित करने के लिए, इंटरमीडिएट सबस्टेशन को सिंक्रोनस कम्पेसाटर के साथ बनाया जा सकता है, जो वोल्टेज को अपरिवर्तित या विनियमित करना चाहिए।

ऐसे सिंक्रोनस कम्पेसाटर का संचालन स्वचालित है, जो उत्पन्न प्रतिक्रियाशील शक्ति और वोल्टेज के सुचारू स्वचालित नियंत्रण की संभावना पैदा करता है।

एसिंक्रोनस स्टार्टिंग करने के लिए, सभी सिंक्रोनस कम्पेसाटरों को पोल भागों में स्टार्टिंग कॉइल प्रदान किया जाता है या उनके पोल बड़े पैमाने पर होते हैं। इस मामले में, प्रत्यक्ष विधि और, यदि आवश्यक हो, रिएक्टर स्टार्ट-अप विधि का उपयोग किया जाता है।

कुछ मामलों में, एक ही शाफ्ट पर उनके साथ लगे स्टार्ट-फेज इंडक्शन मोटर्स का उपयोग करके शक्तिशाली कम्पेसाटर भी चालू किए जाते हैं। नेटवर्क के साथ तुल्यकालन के लिए, आमतौर पर स्व-सिंक्रनाइज़ेशन विधि का उपयोग किया जाता है।

चूंकि सिंक्रोनस कम्पेसाटर सक्रिय शक्ति विकसित नहीं करते हैं, इसलिए उनके लिए काम की स्थिर स्थिरता का सवाल अपनी तात्कालिकता खो देता है। इस वजह से, वे जनरेटर और मोटर्स की तुलना में कम वायु अंतराल के साथ निर्मित होते हैं। गैप को कम करने से फील्ड वाइंडिंग आसान हो जाती है और मशीन की लागत कम हो जाती है।

सिंक्रोनस कम्पेसाटर की रेटेड स्पष्ट शक्ति अति-उत्तेजना के साथ इसके संचालन से मेल खाती है, अर्थात। सिंक्रोनस कम्पेसाटर की रेटेड शक्ति इसकी अग्रणी धारा पर प्रतिक्रियाशील शक्ति है, जिसे यह ऑपरेटिंग मोड में लंबे समय तक ले जा सकता है।

प्रतिक्रियाशील मोड में काम करते समय उच्चतम अंडरएक्सिटेशन करंट और पावर मान प्राप्त होते हैं।

ज्यादातर मामलों में, अंडरएक्सिटेशन मोड में ओवरएक्सिटेशन मोड की तुलना में कम शक्ति की आवश्यकता होती है, लेकिन कुछ मामलों में अधिक पावर की आवश्यकता होती है। यह अंतराल को बढ़ाकर प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन इससे मशीन की लागत में वृद्धि होती है, और इसलिए हाल ही में एक नकारात्मक उत्तेजना वर्तमान मोड का उपयोग करने का प्रश्न उठाया गया है। चूंकि सक्रिय शक्ति के संदर्भ में तुल्यकालिक कम्पेसाटर केवल नुकसान से भरा होता है, उसके अनुसार, यह स्थिर रूप से और थोड़े नकारात्मक उत्तेजना के साथ काम कर सकता है।

कुछ मामलों में, शुष्क अवधि में, कम्पेसाटर मोड में संचालन के लिए भी उनका उपयोग किया जाता है जलविद्युत जनरेटर.

संरचनात्मक रूप से, कम्पेसाटर मौलिक रूप से सिंक्रोनस जनरेटर से भिन्न नहीं होते हैं। उनके पास एक ही चुंबक प्रणाली, उत्तेजना प्रणाली, शीतलन आदि है। सभी मध्यम शक्ति के तुल्यकालिक कम्पेसाटर एयर कूल्ड हैं और उत्तेजक और उत्तेजक के साथ बनाए गए हैं।

इस तथ्य के कारण कि सिंक्रोनस कम्पेसाटर यांत्रिक कार्य करने के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं और शाफ्ट पर एक सक्रिय भार नहीं रखते हैं, उनके पास यांत्रिक रूप से हल्का निर्माण है। कम्पेसाटर एक क्षैतिज शाफ्ट और एक उत्तल पोल रोटर के साथ अपेक्षाकृत कम गति वाली मशीनों (1000 - 600 आरपीएम) के रूप में निर्मित होते हैं।

उपयुक्त उत्तेजना के साथ एक निष्क्रिय जनरेटर का उपयोग एक तुल्यकालिक कम्पेसाटर के रूप में किया जा सकता है।एक overexcited जनरेटर में एक समान धारा दिखाई देती है जो जनरेटर वोल्टेज के संबंध में विशुद्ध रूप से आगमनात्मक होती है और ग्रिड के संबंध में विशुद्ध रूप से कैपेसिटिव होती है।

यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि एक अति-उत्तेजित सिंक्रोनस मशीन, चाहे वह जनरेटर या मोटर के रूप में काम कर रही हो, को मुख्य के सापेक्ष समाई के रूप में माना जा सकता है, और एक अप्रकाशित सिंक्रोनस मशीन को एक अधिष्ठापन के रूप में माना जा सकता है।

ग्रिड से जुड़े जनरेटर को सिंक्रोनस कम्पेसाटर मोड में स्थानांतरित करने के लिए, यह टरबाइन के लिए भाप (या पानी) की पहुंच को बंद करने के लिए पर्याप्त है। इस मोड में, अति-उत्तेजित टर्बाइन-जेनरेटर केवल रोटेशन हानियों (यांत्रिक और विद्युत) को कवर करने के लिए ग्रिड से सक्रिय शक्ति की एक छोटी मात्रा का उपभोग करना शुरू कर देता है और प्रतिक्रियाशील शक्ति को ग्रिड में स्थानांतरित कर देता है।

सिंक्रोनस कम्पेसाटर के मोड में, जनरेटर लंबे समय तक काम कर सकता है और केवल टरबाइन की परिचालन स्थितियों पर निर्भर करता है।

यदि आवश्यक हो, तो टर्बाइन जेनरेटर का उपयोग सिंक्रोनस कम्पेसाटर के रूप में किया जा सकता है, दोनों टर्बाइन रोटेटिंग (टरबाइन के साथ) और इसके बंद होने के साथ, यानी। क्लच के साथ।

ड्राइव मोड में चले गए जनरेटर की तरफ भाप टरबाइन को स्पिन करने से टर्बाइन का टेल सेक्शन ज़्यादा गरम हो सकता है।