Регулирование активной и реактивной нагрузки генератора.

После включения генератора на параллельную работу производится его загрузка ак­тивной и реактивной мощностью.

Из курса «Электрические машины» известна формула активной мощно­сти генератора:

где Е₀ - линейное значение ЭДС генератора, индуктируемой током возбуждения;

U₀ - линейное напряжение на генераторных шинах;

x_d - синхронная реактивность генератора по продольной оси;

ϴ - угол между Е₀ и U₀ (рис. 1.1, рис. 1.2).

При холостом ходе генератора угол ϴ увеличивается. Увеличение актив­ной мощности генератора, выдаваемой в сеть, сопровождается увеличением ак­тивной мощности, подводимой к генератору первичным двигателем, а значит увеличением отпуска пара в паровую турбину или воды в гидротурбину. Это увеличивает вращающий момент турбины, ранее уравновешенный синхронным электромагнитным моментом генератора. Возникает динамический (избыточ­ный) вращающий момент, вызывающий ускорение вращения сверх синхронной скорости - увеличивается угол ϴ. При этом возрастает активная нагрузка гене­ратора до тех пор, пока она не уравновесит момент на валу при некотором новом угле ϴ₂. Наступит новый установившийся синхронный режим с увеличе­нием активной нагрузки при ϴ₂ > ϴ₁,. При увеличении активной нагрузки уменьшается угол φ между напряжением и током статора и несколько увели­чивается ток статора I₁. Это ясно видно из рис. 1.1 по длине и положению векто­ра I₁ • x_d до и после увеличения ϴ.

Рис. 1.1. Увеличение активной мощности Рис. 1.2. Увеличение реактивной мощности

Реактивная нагрузка изменяется при изменении тока возбуждения (рис. 1.2). Увеличение или уменьшение тока возбуждения соответственно уве­личивает или уменьшает ЭДС генератора Е₀. Увеличение Е₀ при неизменной активной нагрузке Р, неизменном напряжении и постоянном х_d требует уменьшения угла ϴ. Это объясняется тем, что увеличение Е₀ при неизменных параметрах уравнения активной мощности U и ϴ должно увеличивать актив­ную мощность генератора Р. Подача же механической энергии от турбины ос­тается прежней. В результате возникает тормозящий динамический момент, и скорость вращения ротора замедляется, уменьшая ϴ до тех пор, пока не насту­пит равновесие: Р_турб = Р_ген. Как видно из рис. 1.2, с увеличением Е₀ при Р = const увеличивается угол φ и величина тока I₁. Таким образом, происхо­дит увеличение реактивной нагрузки.