8.3. Регулирование активной мощности при работе

генератора с сетью

Обратимся к рисунку 8.7(а), характеризующему режим холостого хода СГ, включенного на параллельную работу с мощной сетью. На этой векторной диаграмме изображены также векторы магнитного потока, создающего ЭДС генератора и потока , условно изображающего магнитное поле обобщенного генератора сети и создающего свою ЭДС, равную в данном случае напряжению сети.

Рисунок 8.7 – Иллюстрация приема нагрузки на генератор,

Включенный на параллельную работу с сетью

Для того, чтобы нагрузить данный генератор, необходимо увеличить его электрическую мощность, а это можно сделать только за счет увеличения вращающего момента приводного двигателя путем подачи пара в турбину или топлива в дизель.

С увеличением вращающего момента приводного двигателя ротор нагружаемого генератора получает некоторое ускорение в направлении вращения, и ось ротора смещается по отношению к оси магнитного потока на некоторый угол Ө, как это показано на рисунке 8.7(б).

Естественно, что на такой же угол Ө смещается и вектор ЭДС

генератора , который отстает от вектора на , а угол между

векторами и также равен Ө. В результате такого смещения возникает ЭДС , которая вызывает появление тока якоря

, (8.8)

отстающего от ЭДС Δ на угол . Однако в данном случае ток имеет активную составляющую, совпадающую по фазе с напряжением и ЭДС генератора , и генератор отдает в сеть мощность, равную

, (8.9)

где Ψ – угол между векторами и; φ – угол между векторами и .

Наряду с появлением активной мощности в генераторе возникает тормозной электромагнитный момент, который уравновешивает возросший вращающий момент приводного двигателя. Из-за этого прекращается увеличение угла Ө и ротор вращается синхронно с магнитным полем с опережающим углом Ө.

Таким образом, для увеличения активной мощности генератора, включенного на параллельную работу с сетью, т.е. для приема на него нагрузки нужно, не изменяя ЭДС по величине, изменить ее по фазе, увеличить угол Ө между напряжением и ЭДС , что достигается увеличением мощности, подводимой от приводного двигателя.

Необходимо обратить внимание на то, что при Ө = 0 линии магнитной индукции в воздушном зазоре (рисунок 8.7,а) имеют минимальную длину, а при увеличении угла Ө длина этих линий возрастает, они как бы растягиваются подобно пружинам, что символизирует возникновение тормозящей электромагнитной силы.

Из диаграммы рисунка 8.7(б) видно, что в рассматриваемом режиме работы ток якоря имеет еще и емкостную составляющую по отношению к напряжению . Ее физический смысл заключается в том, что с увеличением нагрузки генератора (тока ) возрастает падение напряжения в сопротивлениях обмотки статора, а емкостная составляющая тока обеспечивает подмагничивающее действие реакции якоря генератора, необходимое для поддержания равенства

.

Изменение нагрузки генератора, работающего параллельно с мощной сетью, при изменении ЭДС по фазе можно проследить по векторной диаграмме рисунка 8.8. Если после приема нагрузки угол между векторами и составляет Ө₁, то ему соответствует величина , ток якоря , а величина нагрузки составляет . Увеличивая подачу пара или топлива к приводимому двигателю, получаем положение вектора, определяемое углом Ө₂, а мощность генератора равна .

При дальнейшем увеличении подводимой от приводного двигателя мощности конец вектора будет перемещаться по дуге окружности аb. При этом будут увеличиваться значения и и электрическая мощность генератора будет также увеличиваться.