قامت شركة GE بتركيب مكثف متزامن synchronous condenser باستطاعة 65 ميغافار للتحكم في الجهد على خط نقل طاقة كهربائية مزدوج بجهد اسمي 230 كيلو فولت بالقرب من Hanna ، Wyomingفي الولايات المتحدة .
هناك حاليا حاجة متزايدة للمكثفات المتزامنة في العديد من المناطق في العالم حيث يتم تقليص قدرة التوليد التقليدية (النووية والفحم) واستبدالها بالطاقات المتجددة فتغيرات التوليد من الطاقات المتجددة (الرياح والشمس) بحسب الاشعاع الشمسي او سرعة الرياح يؤدي الى تأثر الجهد في الشبكة سلبًا وان مبدأ التكثيف المتزامن يؤمن دعمًا ديناميكيًا للطاقة الردية في الشبكة
يمثل المكثف المتزامن الذي تم تركيبة اضخم مكثف متزامن تقوم الشركة بتنفيذه حيث يبلغ وزنه 155 طن.
للتطبيقات من هذا النوع ، عادة" ما يتم استخدام تقنية ثنائية القطب. ومع ذلك ، قامتGE بتركيب المكثف ب6 اقطاب مع فقدان اقل للطاقة بدرجة كبيرة وهي أداة تمييز أساسية لهذا التطبيق.
المكثف المتزامن synchronous condenser وأحيانًا يُسمى المعوض المتزامن عبارة عن محرك يعمل في حالة اللاحمل حيث لا يرتبط محوره بأية حمولة ميكانيكية ويدور بحرية.
ليس الغرض من المكثف المتزامن تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية أو العكس ، ولكن لضبط عامل الاستطاعة في شبكة نقل او توزيع الطاقة الكهربائية حيث يتم التحكم اللازم بواسطة منظم الجهد إما لتوليد أو امتصاص الطاقة الردية reactive power حسب الحاجة لضبط جهدالشبكة ، أو لتحسين عامل الاستطاعةpower factor بشكل سلس .
تؤدي زيادة التحريض excitation للجهاز إلى الحصول على الطاقة الردية (المقاسة بوحدة kvar) كما ان الطاقة الحركية المخزنة في الدوار يمكن أن تساعد في تحقيق الاستقرار في نظام الطاقة خلال التقلبات السريعة للأحمال مثل تلك التي تحصل من حالات القصر short من أو أفران القوس الكهربائي او الاحمال الكبيرة التي تدخل الشبكة .
يتم استخدام الاحجام الكبيرة من المكثفات المتزامنة في بعض الأحيان بالاشتراك مع محطات التحويل ذات الجهد العالي لتوفير الطاقة الردية لشبكة التيار المتناوب.
تعد المكثفات المتزامنة بديلاً عن بنوك المكثفات التقليدية لتصحيح عامل الاستطاعة في شبكات نقل وتوزيع الطاقة.
و الميزة الاساسية فيها هي التحكم المستمر والسريع والسلس بمقدار الطاقة الردية المقدمة من المكثف المتزامن وفقا" لجهد الشبكة حيث تتناقص الطاقة الردية من بنك المكثفات التقليدية عند انخفاض جهد الشبكة ، بينما يمكن للمكثف المتزامن أن يزيد التيار الردي مع انخفاض الجهد. ومع ذلك ، فإن المكثفات المتزامنة لديها ضياعات losses طاقة أعلى من بنوك المكثفات الثابتة التقليدية كما ان المكثفات المتزامنة لديها بعض العيوب فهذا النظام ليس صامتًا نظرًا لأن المحرك المتزامن يجب أن يدور بشكل مستمر.
معظم المكثفات المتزامنة المتصلة بالشبكات الكهربائية تكون استطاعتها بين 20 ميغافولت امبير ردي و 200 ميغافولت امبير ردي وكثيرمنها يستخدم انظمة تبريد بالهيدروجين علما" انه لا يوجد خطر من الانفجار طالما تم الحفاظ على نسبة الهيدروجين فوق 70 ٪ ، وعادة" ما تزيد عن 91 ٪
عندما يعمل المحرك المتزامن مع التحريض الزائد ، فإنه يجذب التيار الرئيسي من المصدر. نحن نستخدم هذه الخاصية. في النظام ثلاثي الطور كما هو مبين بالشكل المرفق بالمنشور.
لنفترض أنه بسبب الحمل التحريضي لنظام الطاقة ،لدينا التيار IL من المصدر في زاوية متأخرة θL عن الجهد.
الآن المحرك يشكل تيار Im من نفس المصدر مع زاوية θM مع الجهد ويكون إجمالي التيار المسحوب من المصدر هو المجموع الشعاعي IL و Im والتيار الناتج الذي من المصدر له زاوية θ مع الجهد.
الزاوية θ أقل من الزاوية θL وبالتالي ، فإن عامل الاستطاعة power factorللنظام مع المكثف المتزامن يصبح cosθ أكبر من عامل الاستطاعة للنظام قبل أن نربط المكثف المتزامن إلى النظام.
المكثف المتزامن هو أكثر تقدما من تقنية تحسين عامل الطاقة بواسطة بنوك المكثفات الثابتة ، ولكن تحسين عامل الاستطاعة بواسطة المكثف المتزامن لاستطاعات أقل من 500 كيلوفولت امبير ليس اقتصاديًا بالمقارنة مع بنوك المكثفات التقليدية.
هناك حاليا حاجة متزايدة للمكثفات المتزامنة في العديد من المناطق في العالم حيث يتم تقليص قدرة التوليد التقليدية (النووية والفحم) واستبدالها بالطاقات المتجددة فتغيرات التوليد من الطاقات المتجددة (الرياح والشمس) بحسب الاشعاع الشمسي او سرعة الرياح يؤدي الى تأثر الجهد في الشبكة سلبًا وان مبدأ التكثيف المتزامن يؤمن دعمًا ديناميكيًا للطاقة الردية في الشبكة
يمثل المكثف المتزامن الذي تم تركيبة اضخم مكثف متزامن تقوم الشركة بتنفيذه حيث يبلغ وزنه 155 طن.
للتطبيقات من هذا النوع ، عادة" ما يتم استخدام تقنية ثنائية القطب. ومع ذلك ، قامتGE بتركيب المكثف ب6 اقطاب مع فقدان اقل للطاقة بدرجة كبيرة وهي أداة تمييز أساسية لهذا التطبيق.
ماهو المكثف المتزامن؟
المكثف المتزامن synchronous condenser وأحيانًا يُسمى المعوض المتزامن عبارة عن محرك يعمل في حالة اللاحمل حيث لا يرتبط محوره بأية حمولة ميكانيكية ويدور بحرية.
ليس الغرض من المكثف المتزامن تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية أو العكس ، ولكن لضبط عامل الاستطاعة في شبكة نقل او توزيع الطاقة الكهربائية حيث يتم التحكم اللازم بواسطة منظم الجهد إما لتوليد أو امتصاص الطاقة الردية reactive power حسب الحاجة لضبط جهدالشبكة ، أو لتحسين عامل الاستطاعةpower factor بشكل سلس .
تؤدي زيادة التحريض excitation للجهاز إلى الحصول على الطاقة الردية (المقاسة بوحدة kvar) كما ان الطاقة الحركية المخزنة في الدوار يمكن أن تساعد في تحقيق الاستقرار في نظام الطاقة خلال التقلبات السريعة للأحمال مثل تلك التي تحصل من حالات القصر short من أو أفران القوس الكهربائي او الاحمال الكبيرة التي تدخل الشبكة .
يتم استخدام الاحجام الكبيرة من المكثفات المتزامنة في بعض الأحيان بالاشتراك مع محطات التحويل ذات الجهد العالي لتوفير الطاقة الردية لشبكة التيار المتناوب.
تعد المكثفات المتزامنة بديلاً عن بنوك المكثفات التقليدية لتصحيح عامل الاستطاعة في شبكات نقل وتوزيع الطاقة.
و الميزة الاساسية فيها هي التحكم المستمر والسريع والسلس بمقدار الطاقة الردية المقدمة من المكثف المتزامن وفقا" لجهد الشبكة حيث تتناقص الطاقة الردية من بنك المكثفات التقليدية عند انخفاض جهد الشبكة ، بينما يمكن للمكثف المتزامن أن يزيد التيار الردي مع انخفاض الجهد. ومع ذلك ، فإن المكثفات المتزامنة لديها ضياعات losses طاقة أعلى من بنوك المكثفات الثابتة التقليدية كما ان المكثفات المتزامنة لديها بعض العيوب فهذا النظام ليس صامتًا نظرًا لأن المحرك المتزامن يجب أن يدور بشكل مستمر.
معظم المكثفات المتزامنة المتصلة بالشبكات الكهربائية تكون استطاعتها بين 20 ميغافولت امبير ردي و 200 ميغافولت امبير ردي وكثيرمنها يستخدم انظمة تبريد بالهيدروجين علما" انه لا يوجد خطر من الانفجار طالما تم الحفاظ على نسبة الهيدروجين فوق 70 ٪ ، وعادة" ما تزيد عن 91 ٪
عندما يعمل المحرك المتزامن مع التحريض الزائد ، فإنه يجذب التيار الرئيسي من المصدر. نحن نستخدم هذه الخاصية. في النظام ثلاثي الطور كما هو مبين بالشكل المرفق بالمنشور.
لنفترض أنه بسبب الحمل التحريضي لنظام الطاقة ،لدينا التيار IL من المصدر في زاوية متأخرة θL عن الجهد.
الآن المحرك يشكل تيار Im من نفس المصدر مع زاوية θM مع الجهد ويكون إجمالي التيار المسحوب من المصدر هو المجموع الشعاعي IL و Im والتيار الناتج الذي من المصدر له زاوية θ مع الجهد.
الزاوية θ أقل من الزاوية θL وبالتالي ، فإن عامل الاستطاعة power factorللنظام مع المكثف المتزامن يصبح cosθ أكبر من عامل الاستطاعة للنظام قبل أن نربط المكثف المتزامن إلى النظام.
المكثف المتزامن هو أكثر تقدما من تقنية تحسين عامل الطاقة بواسطة بنوك المكثفات الثابتة ، ولكن تحسين عامل الاستطاعة بواسطة المكثف المتزامن لاستطاعات أقل من 500 كيلوفولت امبير ليس اقتصاديًا بالمقارنة مع بنوك المكثفات التقليدية.