Condensador refrigerado SC

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Visão geral
Condensadores síncronos conectados em paralelo são utilizados para fornecer potência de curto-circuito, inércia do sistema e suporte de potência reativa a redes de transmissão. Eles estabilizam a tensão durante faltas e ajudam a manter a frequência ao fornecer massa rotativa. As soluções de condensador síncrono empregam um gerador convencional operando sem carga principal para entregar esses serviços de estabilização da rede. A Siemens Energy fornece uma ampla gama de geradores adequados para aplicações de condensadores síncronos, com potências até 1.300 MVA em plena velocidade.

Principais benefícios

• Fornece potência de curto-circuito à rede de transmissão
• Fornece inércia (massa rotativa) para estabilizar a frequência e reduzir o RoCoF
• Fornece ou absorve potência reativa para suporte de tensão
• Permite capacidade de sobrecarga de curto prazo em emergências

Solução comprovada para estabilização da rede
Um condensador síncrono fornece potência de curto-circuito, inércia e potência reativa para cargas dinâmicas. A Siemens Energy oferece geradores e pacotes completos projetados para funções de estabilização da rede, cobrindo uma ampla gama de potências e requisitos de local.

Princípios de funcionamento
As unidades são conectadas ao sistema de transmissão por meio de um transformador elevador. O gerador é acionado por um pony motor ou um conversor de frequência de partida. Quando o gerador atinge a velocidade síncrona e é sincronizado com a rede operando em vazio, funciona como um motor síncrono fornecendo potência reativa e contribuição de curto-circuito para a rede.

Principais componentes e funções

• Transformador elevador do gerador — transformador personalizado entre o gerador e a rede
• Isolated phase bus — barramento de fase isolado de alta energia entre o gerador e o transformador elevador
• Disjuntor do gerador — conecta/desconecta o condensador síncrono; proteção da unidade
• Transformador auxiliar — alimentação para sistemas auxiliares
• Resfriadores externos — sistema de refrigeração do gerador
• Excitação estática / sem escovas — regula a tensão do gerador e a potência reativa
• Gerador síncrono — aumenta a potência de curto-circuito, estabiliza a frequência com sua inércia e controla a potência reativa
• Volante opcional — adiciona massa rotativa para aumentar a inércia

Inércia máxima com extensão de volante
Para fornecer inércia máxima, um volante pode ser adicionado para aumentar a massa rotativa. Volantes permitem uma resposta de inércia síncrona (SIR) que injeta ou absorve potência ativa durante desequilíbrios súbitos. Os volantes Siemens Energy são projetados para instalação plug-and-play, operam em vácuo parcial para minimizar perdas por atrito do ar, possibilitam parada de emergência segura em caso de perda total de alimentação e são entregues com o rotor pré-instalado para reduzir o espaço e a manutenção.

Exemplo de aplicação (destaques do projeto)

• Rassau: condensador síncrono turnkey com volante
• 1.100 MWs de energia cinética com faixa operacional de ±60 Mvar em 132 kV
• A inércia reduz oscilações de frequência e ajuda a prevenir apagões do sistema

O condensador síncrono na transição energética
Com o aumento da geração renovável e a saída de operação de usinas térmicas, a inércia disponível e a potência de curto-circuito estão diminuindo. Condensadores síncronos, incluindo conversões brownfield de máquinas rotativas, possibilitam maior penetração de renováveis com menor pegada de carbono em comparação com manter usinas convencionais operando apenas para estabilidade.

Notas adicionais
A solução suporta a recuperação de tensão durante faltas, fornece potência reativa controlada para cargas dinâmicas e pode fornecer classificação aumentada a curto prazo durante contingências, dependendo das especificações da máquina.

Especificações técnicas

• Potências de gerador disponíveis até 1.300 MVA (em plena velocidade)
• Fornece potência de curto-circuito, controlo de potência reativa e inércia (massa rotativa)
• Métodos de partida: pony motor ou conversor de frequência de partida
• Ligação à rede: via transformador elevador
• Opção de volante: adiciona massa rotativa; volantes operando em vácuo parcial; projetos que permitem parada de emergência segura
• Exemplo típico de projeto: 1.100 MWs de energia cinética (Rassau) com faixa ±60 Mvar em 132 kV
• Exemplos de energia cinética máxima por volante único: até ~3.500 MWs (50 Hz) e ~2.000 MWs (60 Hz) dependendo de material e projeto
• Capacidade de sobrecarga a curto prazo: dependente das especificações da máquina
• Componentes auxiliares chave: transformador auxiliar, isolated phase bus, disjuntor do gerador, resfriadores externos, excitação estática/sem escovas