Synchrontransformatoren spielen eine entscheidende Rolle beim stabilen Betrieb des Stromnetzes, insbesondere im Netzbetrieb, Spannungsregelung und Systemschutz.

1. Die zentrale Rolle des Synchrontransformators:

1. Sichere Vernetzung

Phasenübereinstimmung: Bei der Netzverbindung zwischen zwei unabhängigen Netzen oder Stromerzeugungseinheiten (z. B. Generatoren, Mikronetze, Energiespeichersysteme) hilft der Transformator durch elektromagnetische Kopplung bei der Anpassung von Spannung, Frequenz und Phasenwinkel, um sicherzustellen, dass die Amplitude, Frequenz und Phase der Spannung auf beiden Seiten konsistent sind und Stoßstrom oder Geräteschäden durch eine nicht synchrone Netzverbindung vermeiden.

Unterdrückter Stoßstrom: Bei Phasenunterschieden bei Netzverbindung kann eine direkte Schließung einen Stoßstrom von bis zu 10 Mal mehr als dem Nennstrom erzeugen, und der Transformator kann dieses Risiko durch eine temporäre Steuerung verringern.

Spannungsstellung und Isolation

Spannungsversammlung: Wenn eine Verbindung zwischen Netzen verschiedener Spannungsstufen hergestellt wird, ermöglicht der Synchrontransformator die Energieübertragung durch eine veränderliche Spannungsversammlung.

Elektrische Isolation: bietet physische Isolation, reduziert die gegenseitige Störung beider Seiten des Systems und unterdrückt die harmonische Übertragung und die Fehlerverbreitung (z. B. verhindert, dass ein Kurzschluss auf einer Seite die andere beeinflusst).

Frequenz und Phasensynchronisierung

Softstart-Netzverbindung: Wenn verteilte Stromversorgung (wie Photovoltaik, Windkraft, Energiespeicher) in das Hauptnetz integriert wird, kann der Transformator mit dem Steuersystem langsam Phase und Frequenz anpassen, um "Soft-Netzverbindung" zu erreichen und den Einfluss auf das Hauptnetz zu reduzieren.

Dynamische Unterstützung: Bei Schwankungen der Netzfrequenz (z. B. Lastmutationen) wird die Spannungsstabilität durch magnetische Stimulation aufrechterhalten und die Wiederherstellung der Systemfrequenz gefördert.

4. Schutz und Kontrolle

Fehlerisolierung: Wenn ein Systemfehler auf einer Seite erkannt wird, schneidet der Transformator die Fehlerseite schnell ab, um zu verhindern, dass sich der Fehler auf das andere Netz ausbreitet.

Leistungsschwingungsunterdrückung: Unterdrückt niederfrequente Leistungsschwingungen zwischen Netzen (z. B. bei Schwingungsproblemen bei einer regionalen Netzverbindung) durch Anpassung des Magnetstroms oder der seriellen Impedanz.

II. Die Wichtigkeit des Synchronstruktors spiegelt sich wider:

1. Sicherung der Internetsicherheit

Vermeiden Sie Ausrüstungsschäden durch asynchrone Netzanschlüsse (z. B. Drehung der Generatorachse, Bruch der Transformatorisolation) oder Systemabstürze.

Gewährleisten Sie eine nahtlose Verbindung und verbessern Sie die Zuverlässigkeit der Stromversorgung, wenn das Mikronetz mit dem Hauptnetz umgeschaltet wird (z. B. bei schwarzen Startszenarien).

Verbesserung der Stabilität des Stromnetzes

In schwachen Vernetzungsnetzen (z. B. Regionalnetzen) verbessern die Transformatoren die Systemdämpfung durch Phasensynchronisierung und Spannungsstützung und verringern das Risiko von Arbeitswinkelinstabilität.

Reduzierung von Frequenzschwankungen durch intermittente Stromversorgungsnetzverbindungen in Szenarien mit hoher Durchdringbarkeit neuer Energien.

3. Optimierung der Energiequalität

Isolieren Sie harmonische und Spannungsschwankungen und reduzieren Sie die Verschmutzung des Hauptnetzes durch nichtlineare Belastungen, wie z. B. Strahlungsgeräte.

Verbesserung der Spannungsfähigkeit durch die Spannungsregelungsfunktion und Verringerung der Netzverluste.

Unterstützung einer flexiblen Netzarchitektur

In der Multi-End-Gleichstromübertragung (z. B. Hochspannungs-Gleichstromaustauschstationen) koordinieren Synchrontransformatoren den Energieaustausch des Wechselstromsystems als Wechselstromseitige Schnittstelle.

Dynamische Netzverbindung und Stromverteilung mit automatisierten Steuersystemen im Smart Grid.