Полная мощность, которая вырабатывается генератором, включает активную и реактивную составляющие:
.
Модуль полной мощности может быть найден через активную мощность и коэффициент мощности генератора:
.
Изменение реактивной мощности происходит при изменении тока возбуждения 
. В номинальном режиме при номинальном коэффициенте мощности 
генератор вырабатывает номинальные значения активной Р ном и реактивной Q ном мощностей. Генератор может увеличить выработку реактивной мощности сверх номинальной, но при снижении выработки активной мощности по отношению к номинальной. Такое увеличение допускается в пределах, которые ограничиваются 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 нее генератор входит синхронным индуктивным сопротивлением xd и ЭДС E q.
Величина комплексной ЭДС равна сумме векторов U г и падения напряжения в сопротивлении xd:
E q = U г + j 
.
Построим ВД (рис. 16.4).
По действительной оси откладываем напряжение U г. Получаем точку а. Под углом φ ном откладываем ток I ном. Раскладываем его на активную I нома и реактивную I номр составляющие. Из точки а откладываем вектор падения напряжения в сопротивлении xd от реактивной составляющей номинального тока 
. Он совпадает по направлению с напряжением U г. Получаем точку с. Из точки с откладываем вектор падения напряжения в сопротивлении xd от активной составляющей номинального тока 
. Этот вектор перпендикулярен напряжению U г. Получаем точку b. Вектор 
– это вектор полного падения напряжения от номинального тока в сопротивлении xd: 
. Соединяем начало координат с точкой b. Вектор 
пропорционален ЭДС E q и току возбуждения .
Из начала координат радиусом равным Eq проведем дугу. Она определяет допустимые значения тока возбуждения или ЭДС E q по условиям нагрева ротора генератора. Из точки а радиусом проведем дугу. Она определяет допустимые параметры генератора по условиям нагрева статора.
 |
Стороны треугольника abc пропорциональны следующим величинам:
.
Рассмотрим работу генератора при угле 
, то есть при 
(при пониженном косинусе). Построение векторной диаграммы выполняется аналогично. Получим треугольник 
Допустимый для генератора режим соответствует значению ЭДС E q1. В этом случае имеем:
(отрезок ас 1> ас); 
(отрезок аb 1< аb).
Таким образом, генератор может выдавать реактивную мощность большую чем номинальная
но при снижении активной мощности по отношению к номинальной
Генератор при работе с повышенным косинусом (
и 
) вырабатывает активную мощность большую, чем номинальная. При этом реактивная мощность становится меньше номинальной:
P 2 > P ном и Q 2 < Q ном.
Значение ЭДС E q2 ограничивается нагревом статора.
Работа генератора при большей, чем номинальная, активной мощности связана с перегрузкой турбины и не всегда допустима.
Возможность увеличения реактивной мощности за счет уменьшения активной допустимо использовать в случае избытка активной мощности, то есть в режиме минимальной нагрузки. В этом случае часть генераторов может переводится на работу с пониженным коэффициентом мощности.
Резерв реактивной мощности и возможность перегрузок по реактивной мощности важны при аварийном снижении напряжения. Все генераторы имеют устройства АВР, которые при снижении напряжения на зажимах генераторов автоматически увеличивают ток возбуждения и выработку реактивной мощности.
Лекция № 17
