Генерация реактивной мощности генераторами ЭС

Полная мощность, которая вырабатывается генератором, включает активную и реактивную составляющие:

S _г=P_г+ jQ_г.

Модуль полной мощности может быть найден через активную мощность и коэффициент мощности генератора:

S_г= ^Pгj.cos

Изменение реактивной мощности происходит при изменении тока возбужде-ния i _f . В номинальном режиме при номинальном коэффициенте мощности

cosj_ном генератор вырабатывает номинальные значения активной Р_ном и реактив-

ной Q_ном мощностей. Генератор может увеличить выработку реактивной мощнос-ти сверх номинальной, но при снижении выработки активной мощности по отно-шению к номинальной. Такое увеличение допускается в пределах, которые огра-ничиваются номинальными значениями токов статора и ротора.

Условия ограничения по выработке реактивной мощности можно определить их векторной диаграммы. Схема замещения генератора для построения векторной

							диаграммы представлена на рис. 16.3. В
Eq		xd		Uг	нее генератор входит синхронным ин-
				дуктивным сопротивлением xd и ЭДС
							Eq.
				I
				Величина комплексной ЭДС равна
Рисунок 16.3 – Схема замещения	сумме векторов Uг и падения напряже-
ния в сопротивлении xd:
				генератора

Eq = Uг+ j 3 × I _ном × xd .

Построим ВД (рис. 16.4).
По действительной оси откладываем напряжение Uг. Получаем точку а. Под
углом φном откладываем ток Iном. Раскладываем его на активную Iнома и реактивную
Iномрсоставляющие.Из точки а откладываем вектор падения напряжения в сопро-
тивлении xd от реактивной составляющей номинального тока	3 × Iном р × xd . Он
совпадает по направлению с напряжением Uг. Получаем точку с. Из точки с отк-
ладываем вектор падения напряжения в сопротивлении xd от активной составля-
ющей номинального тока	3 × Iном а × x d . Этот вектор перпендикулярен напряже-
нию Uг. Получаем точку b. Вектор ab – это вектор полного падения напряжения
от номинального тока в сопротивлении xd:	3 × Iном × xd . Соединяем начало коор-
динат с точкой b. Вектор ob пропорционален ЭДС Eq	и току возбуждения i f .
Из начала координат радиусом равным Eq проведем дугу. Она определяет до-
пустимые значения тока возбуждения или ЭДС Eq по условиям нагрева ротора ге-
нератора. Из точки а радиусом	3 × Iном × xd	проведем дугу. Она определяет допу-
стимые параметры генератора по условиям нагрева статора.
						по току ротора
							b
					3 Iном·xd
	+ j								3 Iнома·xd
				Еq				b1
	I1а				Еq1
		нома			а
φном
	I1р			Uг	3 Iномр·xd	c	c1
	φ1	Iномр
	I1	Iном					по току статора
		Рисунок 16.4 – Векторная диаграмма генератора

Стороны треугольника abc пропорциональны следующим величинам:

ac º Iном р ºQном	bc º Iном аºPном.
Рассмотрим работу генератора	при угле	j > j	ном	, то есть при

cosj₁ < cosj_ном (при пониженном косинусе). Построение векторной диаграммы

выполняется аналогично. Получим треугольник ab₁c₁. Допустимый для генерато-ра режим соответствует значению ЭДС E_q1. В этом случае имеем:

I_1р> I_{ном р}(отрезок ас₁> ас); I_1а< I_{ном а}(отрезок аb₁< аb).

Таким образом, генератор может выдавать реактивную мощность большую чем номинальная

Q₁= 3 ×U_ном × I_1р >Q_ном,

но при снижении активной мощности по отношению к номинальной

P =	3 ×U	ном	× I	1а	<P	ном	.
Генератор при работе с		повышенным косинусом ( j2 < jном и

cosj₂ > cosj_ном) вырабатывает активную мощность большую, чем номинальная. При этом реактивная мощность становится меньше номинальной:

P₂> P_номи Q₂< Q_ном.

Значение ЭДС E_q2 ограничивается нагревом статора.

Работа генератора при большей, чем номинальная, активной мощности свя-зана с перегрузкой турбины и не всегда допустима.

Возможность увеличения реактивной мощности за счет уменьшения актив-ной допустимо использовать в случае избытка активной мощности, то есть в ре-жиме минимальной нагрузки. В этом случае часть генераторов может переводится на работу с пониженным коэффициентом мощности.

Резерв реактивной мощности и возможность перегрузок по реактивной мощ-ности важны при аварийном снижении напряжения. Все генераторы имеют уст-ройства АВР, которые при снижении напряжения на зажимах генераторов авто-матически увеличивают ток возбуждения и выработку реактивной мощности.

Лекция № 17