Полная мощность, вырабатываемая генератором, включает активную и реактивную составляющие:
, 
,
где 
— коэффициент мощности генератора.
Синхронные генераторы на электростанциях вместе с другими источниками реактивной мощности обеспечивают и регулируют баланс реактивной мощности в современных электрических сетях. При этом изменение реактивной мощности синхронных генераторов достигается соответствующим изменением тока возбуждения. В номинальном режиме генератор вырабатывает номинальные значения активной и реактивной мощностей при 
.Уменьшая ток возбуждения, можно снизить реактивную мощность, выдаваемую генератором. При снижении активной мощности в сравнении с номинальным значением возможна выдача 
Рис. 4.6. Ограничение реактивной мощности генератора: а—схема замещения; б—векторная диаграмма при 
увеличенной реактивной мощности сверх номинальной. Такое увеличение может быть допущено в пределах, ограничиваемых номинальными токами статора и ротора.
Условия ограничения по выдаваемой реактивной мощности можно определить с помощью векторных диаграмм (рис. 4.6, б). В схему замещения генератора входят неизменное продольное синхронное реактивное сопротивление, 
и ЭДС 
, находящаяся за ним (рис. 4.6, а).
Комплексная ЭДС определяется как сумма векторов 
и 
:
где —вектор падения напряжения в сопротивлении 
На векторной диаграмме из точки О проведена дуга окружности радиусом 
, которая определяет допустимые значения тока возбуждения или ЭДС по условиям нагрева ротора машины. Для удобства сопоставления параметров режима, предельных по условиям нагрева, как статора, так и ротора, из точки А проведена окружность радиусом 
, при этом 
, 
.
В треугольнике 
~ 
~ 
, 
~ 
~ 
,
, 
,
где 
Рассмотрим работу генератора при 
, т.е. при 
. Допустимый для генератора режим соответствует 
(например, вектор 
). В этом случае реактивная составляющая тока статора 
будет больше . Следовательно, генератор может выдать реактивную мощность
.
Однако превышение реактивной мощности над 
будет относительно небольшим из-за ограничений по току ротора.
Из рис. 4.6 видно, что активная составляющая тока статора при меньше номинальной. Это следует изтого, что 
, т.е. 
; меньше 
следовательно, генератор может выдать активную мощность
Работа генераторов при 
или 
соответствует выработке большей, чем номинальная, активной мощности и меньшей реактивной. На рис. 4.7 отдельно изображены векторные диаграммы генератора при и 
. Легко убедиться из рис. 4.7, что при 
и 
.
Работа генератора при большей, чем номинальная, активной мощности связана с перегрузкой турбиныи не всегда допустима.
Возможность увеличения реактивной мощности за счет уменьшения активной допустимо использовать в случае избытка активной мощности, т. е. в режиме минимума активной нагрузки. В этом случае некоторая часть генераторов, несущих активную нагрузку, может переводиться на работу с пониженным коэффициентом мощности.
Резерв реактивной мощности и возможность перегрузок по реактивной мощности очень важны при аварийном снижении напряжения.
Рис. 4.7. Векторная диаграмма генератора при 
Все генераторы оборудованы АРВ (см. § 4.6), которые при снижении напряжения на зажимах генератора автоматически увеличивают ток возбуждения и выработку реактивной мощности. Однако для увеличения выработки реактивной мощности нужно иметь в нормальном режиме резерв по току ротора при 
и по току статора при 
.
Анализ режима генератора, приведенный выше, показывает, что увеличить вырабатываемую им реактивную мощность можно лишь за счет уменьшения активной. Увеличение 
в режиме наибольших нагрузок за счет уменьшения 
экономически нецелесообразно. Эффективнее вместо снижения применять для выработки реактивной мощности компенсирующие устройства. Поэтому, как правило, в сетях для покрытия потребности в реактивной мощности применяют компенсирующие устройства.
