Меню

Зависимость мощности генератора от мощности турбины



Регулирование активной мощности синхронного генератора

Характеристиками синхронного генератора, работающего параллельно с сетью, при регулировании активной мощности называют зависимости тока якоря генератора Iя, коэффициента мощности генератора cosφ и тока приводного двигателя Iдв от активной мощности P2, отдаваемой генератором в сеть при неизменном токе возбуждения генератора Iв, неизменном напряжении Uc и неизменной частоте сети fc, т.е. Iя, cosφ, Iдв = f(P2) при Iв = const, Uc = const, fc = const.

Регулирование активной мощности, отдаваемой синхронным генератором в сеть, осуществляют путем изменения момента приводного двигателя. Опыт проводится при неизменном токе возбуждения генератора. Момент приводного двигателя изменяют при помощи регулировочного реостата R2. Скорость вращения двигателя и генератора остается при этом неизменной, т.к. генератор синхронизирован с сетью. Мощность изменяют от нуля до величины, соответствующей номинальному току якоря генератора, делая при этом 6 — 7 отсчетов тока якоря генератора Iя (амперметр А1), тока якоря приводного двигателя Iдв (амперметр A3) и активной мощности P2 (ваттметр W). Результаты отсчетов заносят в таблицу 1. Примерный вид зависимостей Iя, cosφ, Iдв = f(P2)показан на рисунке 6.

Рисунок 6 – Характеристики СГ, работающего параллельно с сетью, при
регулировании активной мощности

Результаты опыта и расчета заносят в таблицу 1.

№ п/п Опытные данные Расчетные данные
Uг, В Р2, Вт Iя, А Iдв, А S, В∙А cosφ

Регулирование реактивной мощности синхронного генератора

Характеристиками синхронного генератора, работающего парал­лельно с сетью, при регулировании реактивной мощности называют зави­симости реактивной мощности Q, тока якоря Iя и коэффициента мощности cosφ от тока возбуждения генератора Iв при неизменном напряжении сети Uc, неизменном значении частоты сети fc и постоянной величине активной мощности P2, т.е. Q, Iя, cosφ = f(Iв), при Uc = const, fc = const, P2 = const.

Регулирование реактивной мощности синхронного генератора осуществляют путем изменения тока в обмотке возбуждения. Опыт регулирования реактивной мощности проводят при поддержании постоянной величины отдаваемой в сеть активной мощности P2. Вначале следует увеличить ток возбуждения до значения, при котором ток якоря повысится примерно до номинального. Эту точку принять за исходную, а затем снижать ток возбуждения до величины, пока ток якоря, пройдя минимум, не достигнет опять примерно номинальной величины. В указанном интервале изменения тока возбуждения произвести 10 — 12 отсчетов тока возбуждения, тока якоря и активной мощности. Постоянство активной мощности контролируют по ваттметру W и поддерживают ее неизменной с помощью реостата R2. Значения Q и cosφ вычисляют по данным опыта. Результаты регулирования реактивной мощности заносят в таблицу 2. Примерный вид зависимостей Q, Iя, cosφ = f(Iв) показан на рисунке 7.

Читайте также:  Расчет суммарной мощности трансформаторов

Источник

Регулирование активной и реактивной мощности синхронных генераторов при параллельной работе

Рассмотрим способы регулирования мощности на примере неявнополюсного генератора.

Если пренебречь активным сопротивлением R1, ток якоря можно определить из уравнения напряжения:

Т.к U1=Uс=const, то силу тока I1 можно изменить только изменяя ЭДС Еf по фазе или по вел-не.

Регулирования активной мощности. Если к валу генератора приложить внешний момент, больший необходимого для компенсации магнитных и механических потерь, то ротор приобретает ускорение. Вектор Еf. смещается относительно вектора U1 на угол Θ в направлении вращения векторов (рис.1, б), т. е. меняет фазу. Возникает небалансная ЭДС Е=ЕfU1=jI1х1, приводящая к появлению тока I1. Вектор I1 отстает от вектора Еf на 90°, так как его величина и направление определяются индуктивным сопротивлением х1.

При этом генератор отдает в сеть активную мощность
Р=m1U1I1cosφ1. На его вал действует электромагнитный тормозной момент, который уравновешивает вращающий момент первичного двигателя, и частота вращения ротора остается неизменной. Чем больше внешний момент, приложенный к валу генератора, тем больше угол Θ, а следовательно, ток и мощность, отдаваемые генератором в сеть. Для увеличения активной мощности генератора необходимо увеличивать приложенный к его валу внешний вращающий момент, а для уменьшения нагрузки — уменьшать этот момент.

Рисунок 1 – Упрощенные вект. диагр. неявнополюсного генераторапри парал работе с сетью.

Если к валу ротора приложить внешний тормозной момент, то вектор Еf будет отставать от вектора напряжения U1 на угол Θ (рис.1, в). При этом возникают небалансная ЭДС Е и ток I1, вектор которого отстает от вектора Еf на 90°. Так как угол φ1>90°, активная составляющая тока находится в про-тивофазе с напряжением генератора. Следовательно активная мощность Р=m1U1I1cosφ1 забирается из сети. Машина переходит из генераторного в двигательный режим, создавая электромагнитный вращающий момент, который уравновешивает внешний тормозной момент. Частота вращения ротора при этом остается неизменной.

Читайте также:  Котел бакси потребляемая мощность электроэнергии

Регулирование реактивной мощности. Если в машине, подключенной к сети и работающей в режиме холостого хода (рис. 2, а), увеличить ток возбуждения If, то возрастет ЭДС Еf (рис. 2, б). Возникнет небалансная ЭДС Е=-jI1х1. По обмотке якоря будет проходить реактивный ток I1, который определяется только индуктивным сопротивлением х1 машины. Ток I1 отстает по фазе от напряжения генератора U1 на угол 90° и опережает на угол 90°напряжение сети Uс. При уменьшении тока возбуждения ток I1 изменяет свое направление: он опережает на 90° генератора U1 (рис. 2, в) и отстает на 90° от напряжения Uс.

При изменении тока возбуждения изменяется лишь реактивная составляющая тока I1 и реактивная мощность машины Q. Активная составляющая тока I1 и активная мощность в режиме холостого хода равны нулю.

Рисунок 2 – Упрощ. вект. диагр. неявнополюсного ген-ра при парал-ной работе с сетью при отсутствии активной нагрузки

При работе машины под нагрузкой при изменении тока возбуждения также изменяется только реактивная составляющая тока I1 и реактивная мощность машины Q.

При работе машины на сеть бесконечно большой мощности:U1 = Еf + Еа + Е = — Uс = const.

Суммарный магнитный поток, сцепленный с каждой из фаз, ΣФ = Фf + Фа + Ф

не зависит от тока возбуждения и при всех условиях остается неизменным.

Режим возбуждения синхронной машины с током Ifн, при котором реактивная составляющая тока I1 равна нулю, а cosφ1=1,0, называют режимом полного нормального возбуждения.

Если ток возбуждения If >Ifн , такой режим называют режимом перевозбуждения. Ток якоря I1 содержит отстающую от U1 реактивную составляющую, что соответствует активно-индуктивной нагрузке генератора. Реактивная составляющая тока I1 создает размагничивающий поток реакции якоря. Реактивная составляющая тока направлена от генератора в сеть, так как . Генератор отдает реактивную мощность в сеть.

Читайте также:  Удельный расход топлива равен мощность равна найти расход топлива

Если ток возбуждения If

С уменьшением тока возбуждения наступает такой момент, при котором магнитный поток оказывается настолько ослабленным, что нагрузочный угол Θ превышает критическое значение, и генератор выпадает из синхронизма. Пунктирной линией отмечен предел статической устойчивости генератора при недовозбуждении.

Минимумы токов всего семейства U-образных характеристик лежат на линии, которая представляет собой регулировочную If=f(I1) при cosφ1=1.

Форма U-образных кривых зависит от величины x1(xd): при большем значении x1 получаются пологие (тупые) кривые, при малом значении x1 — острые.

Наиболее выгодным для генератора является его работа с нормальным током возбуждения, когда cosφ1=1. Но так как нагрузка энергосистемы имеет индуктивный характер (асинхронные двигатели, люминесцентные лампы и др.) для уменьшения потерь энергии в линиях электропередачи генераторы работают в режиме перевозбуждения.

Источник