Активную мощность генератора можно изменить

Изменение активной мощности. Режимы генератора и двигателя.

Изменение тока возбуждения не вызывает появления активной нагрузки или ее изменения. Чтобы включенная на параллельную работу машина приняла на себя активную нагрузку и работала в режиме генератора, необ­ходимо увеличить движущий механический вращающий момент на ее валу, увеличив, например, поступление воды или пара в турбину.

Тогда равенство моментов на валу нарушится, ротор генератора, а следовательно, и вектор э. д. с. генератора забегут вперед на некоторый угол (рис. б). При этом возникнет ток I, отстающий, как и ранее, от на 90 o Но, как следует из рис. в, в данном случае

т. е. машина отдает в сеть активную мощность.

Если, наоборот, притормозить ротор машины, создав на его валу механическую нагрузку, то э.д.с. отстанет от на некоторый угол , ток будет отставать от на угол ,при этом мощность машины

т.е. машина будет работать в режиме двигателя.

Как следует из рис. в и г, у генератора вектор отстает от вектора , а у двигателя — наоборот. Угол нагрузки в пер­вом случае будем считать положительным, а во втором — отри­цательным.

Характер магнитного поля в зазоре между статором и ротором в режимах генератора и двигателя изображен на рис. 2. У гене­ратора ось полюсов сдвинута относительно оси потока на поверх­ности статора на угол вперед, по направ­лению вращения ( >0), а у двигателя—против направления вращения (

Преобразование энергии в синхронных машинах нормальной конструкции, с вращающимся индуктором и возбудителем на об­щем валу, иллюстрируется энергетическими диаграммами рис. 3,

где рмх — механические потери, рв — потери на возбуждение синх­ронной машины, включая потери в возбудителе, рд — добавочные потери от высших гармоник поля в стали статора и ротора, рмг — основные магнитные потери и рэл — электрические потери в об­мотке якоря. Для генератора Р1 — потребляемая с вала механическая мощность и Р2 — отдаваемая в сеть электрическая мощность, а для двигателя Р1 — потребляемая из сети электрическая мощ­ность и Р2 — развиваемая на валу механическая мощность. Электро­магнитная мощность Рэм передается с помощью магнитного поля с ротора на статор в режиме генератора и в обратном направлении — в режиме двигателя. Добавочные потери покрываются за счет механической мощности на роторе. Механические потери возбуди­теля включаются в потери рмх

Читайте также: Запчасти для дизель генератора tss

Весьма важно отметить, что при изменении движущего или тор­мозящего механического момента на валу синхронная машина обладает свойствами саморегулирования и способностью до извест­ных пределов сохранять синхронизм с сетью, т. е. синхронное вращение с другими синхронными машинами, приключен­ными к этой сети. Напри­мер, при приложении к валу положительного вращающего момента Мст„ ротор будет уско­ряться и угол нагрузки будет расти от нуля (рис. б). Вместе с тем машина начинает нагружаться активной мощностью Р и разви­вать тормозящий электромагнитный момент М. При этом величины , Р и М будут расти до тех пор, пока не наступит равновесие моментов Mст = М на валу. Одновременно с этим восстановится также баланс между потребляемой с вала механической мощ­ностью, отдаваемой в сеть электрической мощностью и потерями в машине. В случае приложения к валу тормозящего момента Мст угол будет расти по абсолютной величине также до тех пор, пока не восстановится равновесие моментов на валу и баланс мощностей.

Все изложенное выше действительно также для явнополюсной машины с той лишь разницей,

Параллельная работа синхронных генераторов на сеть ограни­ченной мощности.

В ряде случаев мощность отдельного генератора составляет значительную часть мощности всех генераторов системы. В других случаях станция с несколькими генераторами соединена с мощной системой через длинную линию передачи. Хотя в этих условиях установленные выше общие положения также сохра­няются в силе, однако при этом изменение режима работы одного генератора оказывает все же заметное влияние на режим работы других генераторов.

Для выяснения особенностей параллельной работы в этих усло­виях допустим, что параллельно на общую сеть работают два гене­ратора одинаковой мощности, снабжая электроэнергией группу потребителей Если, например, увеличить одновре­менно токи возбуждения if1, if2 этих генераторов, то напряжение U обоих генераторов и всей сети возрастет. При увеличении U в об­щем случае возрастет также реактивная мощность потребителей, например асинхронных двигателей. При эта мощность распределится поровну между обоими генераторами.

Если увеличить только то U также возрастет, но в мень­шей степени. В то же время реактивная мощность генератора Г1 увеличится, а генератора Г2 — уменьшится. При увеличении if1 для сохранения U-= const ток if2 другого генератора нужно уменьшить. При этом реактивная мощность генератора Г1 возрастет, а генера­тора Г2 — уменьшится.

Таким образом, в системе ограниченной мощности для повыше­ния напряжения сети необходимо увеличивать токи возбуждения всех генераторов, а для перераспределения общей реактивной мощности между отдельными генераторами при U = const нужно токи возбуждения одних генераторов увеличивать, а других — уменьшать.

Читайте также: Скрипит ролик натяжителя ремня или генератор

Если увеличить вращающие моменты или мощности первичных двигателей всех генераторов в системе ограниченной мощности, то скорость вращения этих двигателей и частота сети будут возрастать. При этом повысится также мощность потребителей, например, в ре­зультате повышения скорости вращения асинхронных двигателей. Повышение частоты будет происходить до тех пор, пока не насту­пит баланс мощностей между первичными двигателями и потреби­телями с учетом потерь в генераторах и сети. Для сохранения I = const при увеличении мощности первичного двигателя одного генератора мощность первичного двигателя второго нужно умень­шить. При этом происходит перераспределение активных мощно­стей.

При недостатке генерируемой активной мощности в системе частота f будет падать, что нарушит нормальное энергоснабжение потребителей. При недостатке генерируемой реактивной мощности в системе (невозможность поддерживать на необходимом уровне реактивную мощность генераторов электростанций и синхронных компенсаторов во избежании перегрузок их током) напряжение системы будет падать, при определенных условиях даже катастрофически. Поэтому сохранение баланса реактивных мощностей в системе не менее важно, чем сохранение баланса активных мощностей.

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.

Читайте также: Генератор 12 вольт без возбуждения

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.

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.

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.

  • Свежие записи
    • Как я ремонтировала свой автомобиль
    • Автомобильные зеркала
    • Ностальгия по «бугатти»
    • Тест драйв. OPEL MOKKA – лучший полноприводный кроссовер в своем классе
    • McFarlan — от рассвета до заката


    источники:

    https://dmsht.ru/aktivnuyu-moschnost-generatora-mozhno-izmenit