同步調(diào)相機(jī)并不新鮮约急，但自 20 世紀(jì) 50 年代以來(lái)通常用于穩(wěn)定電力系統(tǒng)零远。同步調(diào)相機(jī)是轉(zhuǎn)動(dòng)非常自由的大型機(jī)器，可以吸收或產(chǎn)生無(wú)功功率厌蔽，以穩(wěn)定和增強(qiáng)電力系統(tǒng)牵辣。當(dāng)負(fù)載發(fā)生任何變化時(shí)，這些電容器會(huì)提供幫助奴饮，因?yàn)樗鼈儠?huì)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)慣性纬向。同步調(diào)相機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的動(dòng)能提供電力系統(tǒng)的整個(gè)慣性遭庶，從頻率控制的角度來(lái)看非常有幫助脓魏。本文概述了同步調(diào)相機(jī)的工作原理及其應(yīng)用。
什么是同步調(diào)相機(jī)醋界？
空載運(yùn)行的過(guò)勵(lì)磁同步電機(jī)稱(chēng)為同步電容器叉瘩。該電容器為直流勵(lì)磁同步電機(jī)膳帕，其軸不與任何驅(qū)動(dòng)設(shè)備連接。這種電容器也稱(chēng)為同步補(bǔ)償器或同步電容器薇缅。該裝置通過(guò)產(chǎn)生或吸收連續(xù)可調(diào)的無(wú)功功率來(lái)提高穩(wěn)定性和電壓調(diào)節(jié)危彩，通過(guò)提供同步慣性來(lái)提高短路強(qiáng)度和頻率穩(wěn)定性。
同步調(diào)相機(jī)的主要目的是利用機(jī)器的無(wú)功功率控制能力和同步慣量泳桦。該電力系統(tǒng)包括一個(gè)有吸引力的電容器組替代解決方案汤徽，因?yàn)樗軌蜻B續(xù)調(diào)節(jié)無(wú)功功率量。這些電容器非常適合通過(guò)電力電子設(shè)備的高度擴(kuò)散控制長(zhǎng)輸電線(xiàn)路或網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電壓灸撰，以及在主網(wǎng)絡(luò)存在高度“孤島”危險(xiǎn)的網(wǎng)絡(luò)中控制電壓谒府。
同步調(diào)相機(jī)設(shè)計(jì)
同步調(diào)相機(jī)由定子拼坎、轉(zhuǎn)子、勵(lì)磁機(jī)完疫、鎧裝繞組和機(jī)架等不同部件組成泰鸡。同步電機(jī)包括類(lèi)似于感應(yīng)電機(jī)的三相定子。該裝置最初是一個(gè)帶有阻尼繞組的感應(yīng)電機(jī)壳鹤，需要滑動(dòng)以產(chǎn)生啟動(dòng)扭矩盛龄。
對(duì)于同步電機(jī)，直流電被提供給稱(chēng)為勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組芳誓。它安裝在同步電動(dòng)機(jī)的軸上余舶。與定子一樣具有相同極數(shù)的轉(zhuǎn)子通過(guò)直流電源供電。轉(zhuǎn)子電流通過(guò)允許轉(zhuǎn)子通過(guò)旋轉(zhuǎn)定子磁通“同步鎖定”锹淌，在轉(zhuǎn)子極對(duì)內(nèi)創(chuàng)建南北磁極連接匿值。框架是機(jī)器的外部部件赂摆，采用鑄鐵設(shè)計(jì)千扔。
同步調(diào)相機(jī)如何工作？
由于同步調(diào)相機(jī)的工作原理與同步電機(jī)的原理類(lèi)似库正。該電機(jī)的工作原理是運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)，這意味著導(dǎo)體由于磁場(chǎng)效應(yīng)而趨于旋轉(zhuǎn)厘唾。這里褥符，有兩種方式用于向定子提供磁場(chǎng)，如三相交流電源和穩(wěn)定的直流電源抚垃。
提供兩種勵(lì)磁方式的主要原因是電機(jī)僅依靠定子和直流勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)互鎖來(lái)工作喷楣，從而能夠以同步速度旋轉(zhuǎn)。
直流勵(lì)磁場(chǎng)的變化可能會(huì)導(dǎo)致不同的模式鹤树。因此铣焊，下面討論同步調(diào)相機(jī)的操作模式。
首先罕伯，通過(guò)增加直流電源曲伊，電樞電流減小，表明定子利用低電流產(chǎn)生磁通追他，同步電機(jī)消耗的無(wú)功電流也較少坟募，因此稱(chēng)為欠勵(lì)磁模式。
隨著直流磁場(chǎng)勵(lì)磁的進(jìn)一步增加邑狸，電樞電流較低并且電機(jī)以單位功率因數(shù) (PF) 工作的地方就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)點(diǎn)懈糯。所有勵(lì)磁的要求均由直流電源滿(mǎn)足。因此這種模式稱(chēng)為常勵(lì)模式单雾。
此外赚哗，通過(guò)直流電源增加勵(lì)磁電流她紫，然后磁通過(guò)度增加，為了抵消它屿储，定子將開(kāi)始提供無(wú)功功率而不是吸收它贿讹。因此，同步電動(dòng)機(jī)消耗超前電流扩所。
同步調(diào)相機(jī)與電容器組
同步調(diào)相機(jī)與電容器組之間的差異包括以下幾點(diǎn)围详。
1、同步調(diào)相機(jī)它是一種直流勵(lì)磁同步電機(jī)祖屏，用于通過(guò)簡(jiǎn)單地將其與傳輸線(xiàn)連接來(lái)改善電力線(xiàn)內(nèi)的功率因數(shù)和功率因數(shù)校正助赞。電容器組是一組以串聯(lián)（或）并聯(lián)組合排列的電容器。電容器組主要用于變電站內(nèi)的功率因數(shù)校正和無(wú)功功率補(bǔ)償袁勺。
2雹食、同步調(diào)相機(jī)也稱(chēng)為同步補(bǔ)償器或同步電容器。電容器組也被稱(chēng)為電容器單元期丰。
3群叶、與靜態(tài)電容器組不同，同步調(diào)相機(jī)的無(wú)功功率量可以連續(xù)調(diào)節(jié)钝荡。當(dāng)電網(wǎng)電壓降低時(shí)街立，靜態(tài)電容器組的無(wú)功功率會(huì)減少，而同步調(diào)相機(jī)在電壓降低時(shí)會(huì)增加無(wú)功功率埠通。
4赎离、與電容器組相比，同步調(diào)相機(jī)的壽命更長(zhǎng)端辱。電容器組的壽命很短梁剔。
5、與電容器組相比舞蔽，同步調(diào)相機(jī)在高壓系統(tǒng)中具有更好的性能荣病。電容器組在高壓系統(tǒng)中的性能較差。
6渗柿、同步調(diào)相機(jī)比電容器組更昂貴个盆。
相量圖
同步調(diào)相器相量圖如下所示。每當(dāng)同步電機(jī)通常過(guò)勵(lì)磁時(shí)做祝，它就會(huì)承受超前功率因數(shù)電流砾省。如果該電機(jī)處于空載條件下，負(fù)載角“δ”非常小混槐，并且過(guò)勵(lì)磁编兄，如 Eb > V，則 PF 角將增加到接近 90 度声登。因此狠鸳，該電機(jī)在大約“0”超前 PF 條件下運(yùn)行揣苏，如下相量圖所示。
該特性與使用超前 PF 電流的典型電容器有關(guān)件舵。因此卸察，在空載條件下工作的過(guò)勵(lì)磁電機(jī)被稱(chēng)為同步調(diào)相機(jī)。這是該電機(jī)用作功率改進(jìn)裝置或相位超前的主要特性铅祸。
優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
同步調(diào)相機(jī)的優(yōu)點(diǎn)如下：
它可以提高系統(tǒng)慣性坑质。
可以提高短期過(guò)載能力。
低電壓穿越临梗。
快速響應(yīng)
額外的短路強(qiáng)度涡扼。
沒(méi)有諧波。
無(wú)功功率連續(xù)調(diào)節(jié)盟庞。
它是免維護(hù)的吃沪。
可以維持高度的安全性。
它具有很高的使用壽命什猖。
故障可以輕松排除票彪。
通過(guò)改變?nèi)我饬康膭?lì)磁可以輕松改變通過(guò)電機(jī)的電流大小。因此這有助于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)功率因數(shù)控制不狮。
電機(jī)繞組對(duì)于短路電流的熱穩(wěn)定性較高降铸。
同步調(diào)相機(jī)的缺點(diǎn)如下所述：
它是昂貴的。
它會(huì)產(chǎn)生噪音摇零。
電機(jī)內(nèi)部存在巨大的損耗垮耳。
它占據(jù)了更多的空間。
它需要持續(xù)冷卻遂黍。
需要連續(xù)檢查勵(lì)磁電流。
因此沒(méi)有自啟動(dòng)力矩俊嗽；必須提供輔助設(shè)備雾家。
應(yīng)用領(lǐng)域
同步調(diào)相機(jī)的用途或應(yīng)用包括以下內(nèi)容：
典型應(yīng)用主要包括高壓直流輸電、風(fēng)能或太陽(yáng)能绍豁、電網(wǎng)支持和調(diào)節(jié)芯咧。
這些用于輸電和配電電壓水平，以增強(qiáng)穩(wěn)定性并將電壓保持在不斷變化的負(fù)載條件和應(yīng)急情況下的首選限制內(nèi)竹揍。
這些電容器用于電力系統(tǒng)中長(zhǎng)輸電線(xiàn)路的電壓控制敬飒，特別是具有相當(dāng)高感抗電阻比的輸電線(xiàn)路。
它用于電力線(xiàn)中芬位，只需將其與傳輸線(xiàn)連接即可增強(qiáng)功率因數(shù) (PF) 和 PF 校正无拗。
這些冷凝器用于混合能源系統(tǒng)。
這些電容器的行為類(lèi)似于可變電容器或可變電感器昧碉，在電力傳輸系統(tǒng)中用于控制線(xiàn)路電壓英染。
為什么叫同步調(diào)相機(jī)揽惹？
當(dāng)同步電機(jī)在空載條件下過(guò)度勵(lì)磁時(shí)，它的性能就像電容器四康，因?yàn)樗诳蛰d時(shí)開(kāi)始使用超前電流搪搏。因此，空載時(shí)過(guò)勵(lì)磁的同步電機(jī)被稱(chēng)為同步電容器闪金。它只是并聯(lián)到負(fù)載以提高功率因數(shù)疯溺。
同步調(diào)相機(jī)用在什么地方？
它在輸電系統(tǒng)中用于調(diào)節(jié)線(xiàn)路電壓哎垦、HVDC囱嫩、風(fēng)能/太陽(yáng)能、電網(wǎng)支持撼泛、調(diào)節(jié)挠说、功率因數(shù)校正和VAR 補(bǔ)償器。
同步電機(jī)是自感電機(jī)嗎愿题？
由于轉(zhuǎn)子的慣性损俭，同步電機(jī)不是自啟動(dòng)電機(jī)。因此潘酗，它不能立即跟隨定子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)杆兵。當(dāng)轉(zhuǎn)子達(dá)到同步轉(zhuǎn)速時(shí)，勵(lì)磁繞組被勵(lì)磁仔夺，電機(jī)將進(jìn)入同步狀態(tài)琐脏。
在電氣系統(tǒng)中安裝同步調(diào)相機(jī)有哪些優(yōu)點(diǎn)？
同步調(diào)相機(jī)對(duì)于輸電和配電電壓水平非常有幫助缸兔，可以增強(qiáng)穩(wěn)定性日裙，并在負(fù)載條件變化和意外情況下將電壓保持在所需的限制內(nèi)。
同步電機(jī)為什么是同步調(diào)相機(jī)惰蜜？
同步電機(jī)空載運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致電流超前昂拂。因此，在無(wú)負(fù)載的情況下運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)被稱(chēng)為同步電容器抛猖。
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