Что такое aктивная мощность (Вт, кВт)

Активная мощность P (Вт, кВт).

Active Power (W, KW) – англ.
Real Power (W, KW) – англ.

 

Активная мощность (Вт, кВт) – это полезная мощность, отбираемая нагрузкой, в том числе и ИБП, стабилизатором или любым другим устройстом из электросети и преобразуемая в энергию любого иного вида (механическую, тепловую, электрическую, электромагнитную и др.).

Активная мощность вычисляется как усредненный по периоду сигнала определенный интеграл произведения мгновенных значений входного тока и напряжения. Единица измерения: Вт (ватт).

 

 

Активная мощность применительно к первичным и вторичным источникам питания (трансформаторам, стабилизаторам, ИБП, ДГУ), а также применительно к нагрузке (освещению, нагревательным устройствам и др.) является полезной мощностью, которую отбирает нагрузка и преобразует в энергию любого иного вида (механическую, тепловую, световую, звуковую, химическую, электрическую, электромагнитную и др.

). Таким образом, активная мощность безвозвратно потребляется нагрузкой. Она необратимо уходит в нагрузку и не возвращается обратно в сеть.

Примеры: в паспорте ИБП обязательно указана его выходная нагрузочная способность в кВт, то есть максимальная мощность активной нагрузки, которую он способен запитать. На лампе накаливания, на бытовом обогревателе указана их активная мощность в Ваттах.

Само собой разумеется, системы типа «ИБП + нагрузка» или «стабилизатор + нагрузка» так же могут рассматриваться относительно сети (источника питания), как единая нагрузка, имеющая активную мощность. При таком подходе надо иметь ввиду особенность описанную ниже:

Для устройств преобразующих электроэнергию (например ИБП, стабилизаторы) параметр «входная активная мощность» включает 2 составляющие:

1. Основной поток мощности, проходящий транзитом на выход, то есть в активную нагрузку на выходе ИБП или стабилизатора.
2. Дополнительный поток мощности, идущий на потери в самом устройстве (ИБП, стабилизатор). Это тепловая мощность (потери на КПД), то есть идущая на нагрев радиаторов и трансформаторов, механическая мощность вентиляторов охлаждения и др., а также мощность преобразуемая в химическую энергию при заряде аккумуляторов (ИБП).

Активная мощность применительно к области устройств передачи, распределения, хранения энергии (например, линии электропередач, конденсаторы) является паразитной мощностью, которая теряется при передаче её от источника к нагрузке (или при хранении энергии). Например, для ЛЭП – это потери энергии (мощности) на коронный разряд (включает потери на тепло, свет, звук), нагрев проводов (тепло Джоуля-Ленца), токи Фуко в окружающих проводящих средах и др. Для фазных конденсаторов – это потери на электрическое сопротивление изоляции диэлектрика, поверхностные утечки Rd.

 

См. также дополнительную статью, написанную специально по просьбе наших клиентов:

«Еще раз про мощность: активную, реактивную, полную (P, Q, S), а также коэффициент мощности (PF)»

 

Многочастотные системы

Для вычисления активной мощности, казалось бы, мы должны вычислить произведение тока и напряжения (причем и ток и напряжение есть сумма нескольких синусоид с разными частотами) и усреднить его. Тем не менее, если внимательно посмотреть на одно из слагаемых, полученных в результате перемножения тока на напряжение, мы придём к интересному результату.

 

Конечно усреднение по времени функции вида cos(ωt + k) есть ноль при условии, что ω не равно нулю. Поэтому единственные слагаемые, которые не будут равны нулю после усреднения – это те, для которых частота напряжения равна частоте тока (в примере выше это второе слагаемое, которое при ω1 = ω2 не зависит от времени и поэтому при усреднении не равно нулю). Другими словами, активную (усреднённую) мощность можно вычислить просто вычислив активные мощности для каждой частоты(гармоники) по отдельности, а затем все полученные мощности сложить:

Активная мощность:

P = P₁ + P₂ + P₃ + … P_n

где: n – номер гармоники, — усреднение за период

 

Ссылки:
http://electron287. narod.ru/pages/rus_ac_power1.htm
http://en.wikipedia.org/AC power

Добавить комментарий

Регулирования активной и реактивной мощности синхронного генератора при подключении к сети

 

DOI: 10.32743/UniTech.2021.82.1-3.21-25

 

АННОТАЦИЯ

Регулирование активной и реактивной мощности генераторов при подключении к сети всегда было важным вопросом исследований электростанций и электрических сетей для эффективного использования энергии и стабильной работы двигателей. В повседневной жизни потребление электроэнергии в жилых домах постоянно меняется (больше ночью и меньше днем; больше летом и зимой, меньше весной и осенью), поэтому для рационального использования ресурсов и улучшения экономики необходимы мониторинг и регулирование активной мощности в реальном времени. В последнее время большинство приборов, подключенных к сети, являются индуктивными. Поэтому система питания должна загружать много реактивной мощности помимо активной.

Согласно статистике, реактивная мощность, потребляемая промышленными предприятиями, необходимая асинхронному двигателю в энергосистеме, составляет 60–65 %, 20–25 % силовых трансформаторов и 10 % приходятся на воздушный электрические сети и другого оборудования [2]. Реактивная мощность, поставляемая энергосистемой, распределяется между всеми генераторами, что вызывает проблему того, сколько должен выдерживать каждый генератор и как регулировать реактивную мощность генераторов. В этой статье подробно анализируются методы регулирования активной и реактивной мощности, диапазон регулирования, угловые характеристики мощности и электромагнитное соотношение активной и реактивной мощности.

ABSTRACT

The regulation of active and reactive power of generators when connected to the grid has always been an important issue in the research of power plants and electrical networks for efficient use of energy and stable operation of motors. In everyday life, electricity consumption in residential buildings is constantly changing (more at night and less during the day; more in summer and winter, less in spring and autumn), therefore, real-time monitoring and regulation of active power is necessary for rational use of resources and improving the economy.

Most of the loads connected to the mains are inductive lately. Therefore, the power supply system must load a lot of reactive power in addition to active power. According to statistics, the reactive power consumed by industrial enterprises required for an induction motor in the power system is 60–65 %, 20–25 % of power transformers and 10 % for overhead electrical networks and other equipment. The reactive power supplied by the power system is shared among all generators, which raises the problem of how much each generator has to handle and how to regulate the reactive power of the generators. This article analyzes in detail the methods for regulating active and reactive power, the control range, the angular characteristics of power and the electromagnetic ratio of active and reactive power.

 

Ключевые слова: угол мощности, ток возбуждения, активное регулирование, регулирование реактивной мощности, статическая устойчивость.

Keywords: power angle, excitation current, active regulation, reactive power regulation, static stability.

 

1. Введение. В этой статье обсуждается, как отрегулировать активную и реактивную мощность после параллельного подключения генератора в основном для бесконечной электросети. Это означает, что изменение режима работы подключаемого генератора практически не может повлиять на изменение напряжения  или частоты  сети, где они остаются неизменными, т.е.  = const и  = const. Внутренний процесс анализируется с помощью векторной диаграммы или угла мощности при регулировке. Регулировка активной мощности должна изменить входную мощность первичного двигателя для изменения выходной мощности генератора в соответствии с характеристикой угла мощности. Если изменяется только ток возбуждения генератора, можно регулировать только реактивную мощность генератора.

2. При перевозбуждении выдается индуктивная реактивная мощность, а реакцией якоря является размагничивание; при слабом возбуждении генератор  производит емкостную реактивную мощность и реакция якоря может усилиться (также может размагничиваться). Обычный генератор возбуждения выдает только активную мощность с коэффициентом мощности, показанным на рис. 1 [2; 8; 6; 7].

2. Регулирование реактивной мощности синхронного генератора и анализ его работы. Предпосылка анализа заключается в том, что в качестве примера берем двигатель со скрытым полюсом. Эффектом насыщения и сопротивлением якоря пренебрегаем. Тогда сеть рассматривается как бесконечная, напряжение – неизменным, а частота – нормальной.

2.1. Выход без нагрузки на стабильную активную мощность. Когда генератор не выдает активную мощность, потребляемую первичным двигателем, просто компенсируются различные потери и не выводятся электромагнитные потери (без учета потерь в меди статора), поэтому угол мощности δ = 0°, электромагнитная мощность  = 0, как показано на рис. 1. В это время, хотя электродвижущая сила поля , напряжение сети U могут присутствовать и есть токовый выход, это реактивный ток. Когда входная мощность  первичного двигателя увеличивается, входной крутящий момент увеличивается и  ( – крутящий момент без нагрузки). В это время остаточный крутящий момент () действует на вал двигателя, так что ускорение ротора, главное магнитное поле ротора () и прямая ось d опережают эквивалентное статору синтетическое магнитное поле (). Поскольку магнитное поле ограничено частотой сети, скорость вращения остается синхронной, а соответственно, и электродвижущая фаза. Величина  опережает вектор напряжения на клеммах генератора  на фазовый угол, поэтому δ > 0°,  > 0, генератор выдает активный ток наружу, а электромагнитный момент  при этом появляется соответствующий к электромагнитному моменту  Когда δ увеличивается так, что соответствующий электромагнитный крутящий момент в точности равен остаточному крутящему моменту (), ротор возвращается к синхронной скорости, и генератор работает стабильно под углом δ, как показано на рисунке 1 (B) и 1 (С) [2; 6].

В это время выходная активная мощность генератора равна:

.                                                               (1)

Если это явнополюсный синхронный генератор, его угловая характеристика мощности равна:

.                                           (2)

Также можно видеть, что угол мощности – это угол между осью магнитного полюса ротора и осью магнитного полюса воздушного зазора в пространстве и угол между электродвижущей силой возбуждения  и напряжением U во времени [1–8].

Рисунок 1. Параллельно с бесконечной электросетью синхронный генератор вырабатывает активную мощность от холостого хода до стабильной выходной мощности

 

2.2. Регулировка активной мощности при статической и стабильной работе синхронного генератора. Активная мощность синхронного генератора, подключенного к системе большой мощности, регулируется мощностью первичного двигателя. При увеличении мощности первичного двигателя, т.е. вращающего момента первичного двигателя (паровой или гидравлической турбины), увеличивается активная составляющая тока генератора, одновременно с этим увеличивается и угол, что понижает запас устойчивости генератора. Для того чтобы синхронный генератор не терял запаса устойчивости при увеличении активной мощности, необходимо увеличивать ток возбуждения.

Векторная диаграмма генератора с невыпадающими полюсами, например, показана на рисунке 2. Текущий ток можно контролировать с помощью:

;                                                                       (3)

.                                                               (4)

Объяснение. Из рисунка видно, что по мере изменения активной мощности изменяется угол δ, а затем изменяется угол , изменяется I cos, а также изменяется I sin, то есть изменяется величина реактивной мощности, а также может поменяться характер. В частности, когда активная мощность увеличивается, ток возбуждения не изменяется, а активная мощность  увеличивается, I cos увеличивается. Тогда  увеличивается, затем sin увеличивается, то есть δ увеличивается и  уменьшается, ток якоря I увеличивается, а угол коэффициента мощности  уменьшается. Следовательно, угол δ мощности фактически отражает угол кручения синтетического магнитного поля статора, и тем больше электромагнитная мощность  и электромагнитный момент . Причина образования δ заключается в том, что существует поперечный ток реакции якоря  (составляющая тока якоря  в направлении ), поэтому поперечная реакция якоря заключается в том, что магнитодвижущая сила создает электромагнитный момент и выполняет электромеханическое преобразование энергии [2; 7].

Необходимые условия. Однако входная мощность от первичного двигателя не может быть увеличена без ограничений для увеличения электромагнитной мощности генератора. Для генератора со скрытыми полюсами, когда угол мощности δ достигает 90°, электромагнитная мощность достигает максимального значения . Если входная мощность от первичного двигателя увеличивается, новый баланс не может быть установлен и скорость двигателя будет постоянно увеличиваться и терять шаг и статическую устойчивость [2; 7; 1].

 

Рисунок 2. Синхронный генератор поддерживает постоянным ток возбуждения  для регулировки активной мощности генератора

 

3. Регулирование реактивной мощности и анализ работы синхронного генератора. Если генератор подключен параллельно к сети в идеальных условиях, указанных выше, при исследовании регулирования реактивной мощности генератора также можно считать, что мощность электросети достаточно велика, а напряжение электросети и частота не изменятся.

3.1. Анализ регулирования тока возбуждения без нагрузки. Когда ток якоря равен нулю, переключатель холостого хода замкнут, как показано на рисунке 3 (A), ток возбуждения является нормальным возбуждением; когда переключатель холостого хода замкнут, генератор не будет генерировать активную или реактивную мощность.

Если выходной сигнал первичного двигателя остается неизменным, ток возбуждения увеличивается, он будет в перевозбужденном состоянии, и генератор будет посылать обратный реактивный ток, чтобы вызвать реакцию размагничивания якоря, как показано на рисунке 3 (B).

Ток возбуждения начинает уменьшаться по сравнению с нормальным возбуждением, он будет в недовозбужденном состоянии, и генератор будет посылать опережающий реактивный ток для генерации реакции намагниченного якоря, как показано на рисунке 3 (C) [2; 8; 6; 7; 1].

 

Рисунок 3. Фазово-векторная диаграмма регулировки тока возбуждения без нагрузки

 

3.2. Регулировка реактивной мощности при активной нагрузке. Когда генератор нагружен активной нагрузкой и выходная активная мощность остается неизменной, взаимосвязь между током якоря генератора и током возбуждения также может быть проанализирована с помощью векторной диаграммы электродвижущей силы. Учитывая, что напряжение постоянно, а сопротивление не учитывается.

Если тогда:

Когда ток возбуждения регулируется для изменения , ток статора генератора и коэффициент мощности также изменяются соответственно. Из рисунка 3 видно, что векторная диаграмма активного тока I cos постоянная, вектор тока статора  в конце траектории представляет собой горизонтальную линию AB, перпендикулярную вектору напряжения . Из формулы (5)  и  = , изменение вектора  в конце и вектор напряжения  параллельны прямой линии CD. В соответствии с вышеуказанными условиями на рисунке 4 представлены четыре типичные векторные диаграммы.

В первом случае нагрузка генератора только активной мощностью, без выхода реактивной мощности, минимальный ток статора для нормального возбуждения и cos = 1.

Во втором случае ток возбуждения увеличивается исходя из нормального возбуждения. В это время  находится в сверхвозбужденном состоянии. Ток статора () ниже напряжения на клеммах.

В третьем случае ток возбуждения уменьшается на основе нормального возбуждения. В это время  находится в недовозбужденном состоянии, а ток статора опережает напряжение на клеммах . В дополнение к активной мощности в сеть двигатель также передает в сеть расширенную емкостную реактивную мощность, что означает, что генератор поглощает индуктивную реактивную мощность из сети.

В четвертом случае необходимо дополнительно уменьшить ток возбуждения, электродвижущая сила  еще больше уменьшится, угол мощности и ведущий коэффициент мощности cos будут продолжать увеличиваться, чтобы увеличить значение тока статора. Однако это изменение ограничено. Когда ЭДС холостого хода достигает генератор достигнет предельного состояния стабильной работы из-за предела угла мощности < 90°.

Дальнейшее снижение тока возбуждения не сможет работать стабильно, а также потеряет статическую устойчивость.

Рисунок 4. Векторная диаграмма регулировки тока возбуждения при U = constant и = constant

 

4. Вывод. Регулирование активной мощности повлияет на изменение реактивной мощности. Когда активная мощность генератора увеличивается, уменьшение реактивной мощности будет вызвано постоянным током возбуждения и напряжением сети.

При регулировке тока возбуждения необходимо изменить реактивную мощность, хотя на значение активной мощности двигателя это не влияет, а ток якоря сначала уменьшается, затем увеличивается.

Если ток возбуждения установлен слишком низким, двигатель может потерять устойчивость и будет вынужден остановиться.

Список литературы:

1. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах : учебник для электроэнергет. спец. вузов. 4-е изд., перераб. и доп. – М. : Высшая школа, 1985. – 536 с.
2. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий : учебник. 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Высшая школа, 1979. – 431 с.
3. Повышение коэффициента полезного действия в результате изменения магнитодвижущей силы обмоток машин переменного тока / И.К. Исмоилов [и др.] // Проблемы современной науки и образования. – 2019. – № 11-1 (144).
4. Проблемы качества электроэнергии в системах электроснабжения / З.З. Туйчиев [и др.] // Проблемы науки. – 2019. – № 10 (46).
5. Электрические цепи, содержащие нелинейные элементы, и методы их расчета / Т.К. Жабборов [и др.] // Вестник науки и образования. – 2019. – № 19-2 (73).
6. Юрганов А.А. Сравнение российских и зарубежных стабилизаторов режима // Электротехника, энер­гетика, электроника: сб. докл. науч. конф. – СПб. : СЗПИ, 2000. – С. 30–47.
7. Юрганов А.А., Кожевников В.А. Регулирование возбуждения синхронных генераторов. – СПб. : Наука, 1996. – С. 61–88.
8. Jicheng Li. Design and application of modern synchronous generator excitation systems / Li Jicheng, Tsinghua University, China. – Hoboken, NJ, USA : Wiley-IEEE Press, 2019.

Определение активной выходной мощности

| Law Insider

• или «МВАр» означает произведение напряжения и тока и синуса фазового угла между ними, измеренное в единицах реактивного вольт-ампера и их стандартных кратных единицах;

• означает воздушное судно, которое:

• или «БПС» означает средства и системы управления, необходимые для работы объединенной сети передачи электроэнергии (или любой ее части), и средства, вырабатывающие электроэнергию, необходимую для поддержания надежности системы передачи, но не включает объекты, используемые для местного распределения электроэнергии.

• означает наибольшее значение полезной мощности на кривой номинальной мощности при полной нагрузке для данного типа двигателя;

• означает электроэнергию, введенную в сеть до ввода в коммерческую эксплуатацию блока или блока генерирующей станции;

• означает энергию, используемую для работы электрооборудования на территории объекта генерации, расположенного в регионе PJM, или для нужд отопления, освещения, кондиционирования воздуха и оргтехники зданий на территории объекта генерации, которые используемые при эксплуатации, техническом обслуживании или ремонте объекта. Мощность станции не включает энергию, (i) используемую для питания синхронных конденсаторов; (ii) используется для перекачки в насосном хранилище; (iii) используется в связи с восстановлением или запуском из обесточенного состояния; или (iv) это Прямая Энергия Зарядки. Избыточный клиент межсоединения:

• означает объект для производства

• означает автомобильный или водный транспорт

• означает права на ввод производства в качестве ресурса генерирующей мощности в систему передачи в точке присоединения, где генерирующие объекты соединяются к системе передачи.

• означает любую коммерческую операцию, связанную с проектом, заказанным правительством Ирана, целью которого является содействие производству и доставке электроэнергии, включая, помимо прочего, строительство электростанций или плотин гидроэлектростанций, продажу или установку компонентов для проекта, предоставляя контракты на обслуживание, связанные с установкой или обслуживанием проекта, а также содействие такой деятельности, в том числе путем предоставления поставок или услуг в поддержку такой деятельности.

• означает дизельное топливо с содержанием серы не более пятнадцати частей на

• означает количество газа, необходимое для заполнения кубического фута пространства, когда газ находится под абсолютным давлением четырнадцать и семьдесят три сотые (14,73) фунта на квадратный дюйм при температуре шестьдесят (60) градусов по Фаренгейту.

• означает возможность устанавливать для клиентов устойчивую цену на продукт или услугу выше цены, которая будет преобладать на конкурентном рынке.

• означает мощность, полученную на испытательном стенде на конце коленчатого вала или его эквиваленте при соответствующей частоте вращения двигателя с вспомогательным оборудованием и оборудованием, перечисленными в таблице 1 приложения 4 к настоящим Правилам, определенную при нормальных атмосферных условиях;

• означает Запланированный ресурс генерирующей мощности, который до 7 августа 2015 г. имел действующее Соглашение об услуге присоединения и представил в Управление по присоединению соответствующий сертификат, подтверждающий достижение финансового закрытия.

• означает любую наливную трубу с полностью погруженным сливным отверстием, когда уровень жидкости на шесть дюймов выше дна резервуара; или применительно к цистерне, загружаемой сбоку, означает любую наливную трубу с полностью погруженным сливным отверстием, когда уровень жидкости на восемнадцать дюймов выше дна цистерны.

• означает резервуар с гидравлической жидкостью для механической системы с замкнутым контуром, в которой используется сжатый воздух или гидравлическая жидкость для приведения в действие лифтов, лифтов и других подобных устройств.

• означает котел, в котором пар или другой пар вырабатывается под давлением более 15 фунтов на квадратный дюйм.

• означает биоразлагаемую фракцию продуктов, отходов и остатков биологического происхождения из сельского хозяйства (включая растительные и животные вещества), лесного хозяйства и смежных отраслей, включая рыболовство и аквакультуру, а также биоразлагаемую фракцию промышленных и бытовых отходов;

• означает производителя, который производит менее 1000 кг опасных отходов в течение календарного месяца.

• означает набор уровней номинального напряжения, которые используются для распределения электроэнергии и верхним пределом которых обычно считается напряжение переменного тока. напряжением 1000В (или постоянным напряжением 1500В). [SANS 1019]

• означает ту часть объекта, где операции по обработке, хранению или захоронению проводятся или проводились после 19 ноября 1980 года и которая не является закрытой частью. См. также «закрытая часть» и «неактивная часть».

• означает устройство с приводом или без него.

• означает электрическую цепь, включая соединительную систему для зарядки ПЭАС, работающую от высокого напряжения.

• означает контейнеры для сдерживания давления, внутренние или внешние. Это давление может быть получено от внешнего источника или путем применения тепла от прямого или косвенного источника, или любой их комбинации.

• означает предприятие по хранению и распределению бензина со среднесуточной пропускной способностью, равной или менее 76 000 литров (20 000 галлонов), которое получает бензин с терминалов наливных грузов с помощью прицепного транспорта, хранит его в цистернах и впоследствии распределяет его через учётные грузовики в местные фермы, предприятия и станции технического обслуживания.

Что такое кривая производительности генератора?

Пожалуйста, поделитесь и распространите информацию:

Пределы рабочих точек генератора указаны и визуализированы в виде кривой производительности генератора. Кривая нагрузочной способности генератора и рабочая мощность генератора включают активную мощность (МВт), реактивную мощность (МВАр) и полную мощность (МВА).

Кривая возможностей построена на оси PQ . Где P в МВт, а Q в МВАр.

Информация d , полученная из кривой производительности генератора:

1. Максимальный предел генерации.
2. Определить рабочий предел устойчивости генератора в установившемся режиме.
3. Ограничение ограничений на различные элементы генератора.
4. Усовершенствовать механизм ценообразования на активную мощность, учитывая компонент реактивной мощности.
5. Определите настройки системы защиты, зная пределы безопасной работы генератора.
6. Минимальный предел в условиях недостаточного возбуждения.

Характеристики генератора:

• Синхронные генераторы оцениваются по максимальному МВА при заданном напряжении и коэффициенте мощности (обычно 0,85 или 0,9 с отставанием).
•  Выходная активная мощность ограничена первичным двигателем.
•  Непрерывная выходная мощность реактивной мощности ограничена тремя соображениями: ограничение тока якоря, ограничение тока возбуждения и ограничение нагрева конечной области.

Синхронная машина не может работать во всех точках внутри области, ограниченной кругом, показанным на рисунке ниже, без превышения номинальных характеристик машины.

Кривая возможностей генератора

Ограничения генератора:

Существует 6 основных ограничений на работу генератора.

1. Предел нагрева обмотки статора.

2. Лимит МВт.

3. Предел нагрева ротора.

4. Предел устойчивости в установившемся режиме.

5. Предел нагрева конца сердечника статора.

6. Нестабильность НАПРЯЖЕНИЯ при ведущих коэффициентах мощности.

1. Предельный нагрев обмотки статора:

Проводники статора генератора работают на своем тепловом пределе. Этот предел связан с нагревом I квадрата R в проводниках статора.

Если коэффициент мощности генератора изменить до значения, близкого к UPF, то из-за более низкого тока статора проводники статора генератора будут работать в пределах своего теплового предела.

Одним из ограничений номинальной мощности генератора является максимальный ток, который может проходить через якорь без превышения ограничений по нагреву. Поэтому в плоскости P-Q ограничение тока якоря, как показано на рисунке, выглядит как окружность с центром в начале координат и радиусом, равным номинальному значению MVA.

Кривые производительности синхронных машин

• Окружность с центром в начале координат O и радиусом S= Vt*Ia определяет рабочую область, для которой нагрев якоря не превышает заданного предела.

2. Ограничение МВт:                                               

Мощность МВт ограничена мощностью турбины и ст. нагрев кондуктора. Реальная выходная мощность генератора обычно ограничивается значением в пределах кажущейся номинальной мощности мощностью его первичного двигателя. Максимальная мощность первичного двигателя обычно меньше, чем максимальная активная мощность, ограниченная током статора генератора.

3. Ограничение нагрева ротора:

Токи ротора вызывают нагрев из-за потерь I квадрат R, ток возбуждения накладывает второе ограничение на работу генератора. Из-за этого ограничения проводники ротора не могут проводить большие токи к ротору. Этот предел влияет на возможности машины в условиях перевозбуждения.

4. Предел устойчивости в установившемся режиме:

Предел устойчивости в установившемся режиме — это максимальная мощность, которая может быть передана без того, чтобы система стала нестабильной при постепенном увеличении нагрузки в установившихся условиях.

В случае генератора, работающего с опережающим коэффициентом мощности, возбуждение и, следовательно, поток, создаваемый ротором, слабы. Следовательно, магнитная связь между вращающимися магнитными полями ротора и статора также слаба. Если генератор нагружен в этом состоянии, создается большой угол нагрузки (угол ротора) .

Когда этот угол нагрузки достигает 90°, генератор вырабатывает максимальную мощность для используемого возбуждения и считается, что он работает на пределе установившейся стабильности.

Кривая угла мощности генератора

Любое дальнейшее увеличение нагрузки вызовет дальнейшее растяжение магнитных потоков и дальнейшее увеличение угла нагрузки. Точка достигается, когда ротор находится в положении 180 градусов, когда нет магнитной связи между ротором и статором. Когда это происходит, ротор ускоряется, и генератор вместо того, чтобы давать постоянный выходной сигнал, будет давать только скачки мощности, когда полюс N ротора проходит полюс S статора. Этот эффект известен как «скольжение полюсов», и теперь генератор работает нестабильно.

Большие скачки мощности, с механической точки зрения, создают большую нагрузку на генератор, муфту турбины, подшипники и фундамент. С электрической точки зрения скачки напряжения вызовут скачки тока и, следовательно, магнитные нагрузки на все компоненты, несущие нагрузку. Эти скачки мощности также вызывают быстрые колебания напряжения и мигание индикаторов.

Чтобы убедиться, что генератор будет оставаться стабильным, он не должен работать с большим количеством ведущих переменных, чем показано линией предела стабильности.

• Горизонтальная линия XYZ указывает предел устойчивости в установившемся режиме.

5. Предел нагрева конца сердечника статора:

Когда генератор работает с коэффициентом мощности, равным единице, или с отстающим коэффициентом мощности, ротор создает сильный поток. В этом случае из концов сердечника статора может вытекать небольшой поток и не происходит чрезмерного нагрева концов сердечника.

Обогрев конца сердечника статора

Когда генератор работает с опережающим коэффициентом мощности, поток, создаваемый ротором, слабее, и больше потока может просачиваться с концов сердечника статора.