3. Cosφ современных генераторов. Определение. Нормируемые значения.

Коэффициент мощности (cos) представляет собой отношение номинальной активной мощности генератора к его полной мощности и численно равен косинусу угла между током и напряжением статора в номинальном режиме работы генератора. Он характеризует способность генератора без перегрева обмоток и активных частей машины вырабатывать наряду с заданной активной мощностью и реактивную. Номинальный коэффициент мощности современных турбогенераторов находится в пределах 0,8-0,9. Так, для турбогенераторов мощностью до 100 МВт включительно он равен 0,8, для турбогенераторов мощностью 160-500 MBт - равен 0,85, а для турбогенераторов мощностью 800,1000 и 1200 МВт - 0,9. Следует отметить, что турбогенераторы до сих пор являются одним из основных источников реактивной мощности в электрической сети, и поэтому повышение его коэффициента мощности, хотя и целесообразно, но не всегда возможно.

Экзаменационный билет №14

1. Режимы генератора, включенного на шины энергосистемы бесконечной мощности. Угловая характеристика реактивной мощности.

В современных условиях электрификации всей страны генерирование электрической энергии особо  рационально при совместной работе многих синхронных генераторов. Такая работа обеспечивает бесперебойное снабжение потребителей энергией и делает энергосистему более гибкой и экономичной. Поэтому изучение свойств  генератора при параллельной работе приобретает первостепенное значение.

При включении генератора на параллельную работу с другими генераторами необходимо избегать бросков тока в статорной цепи и возникновения ударных электромагнитных моментов на валу, способных вызвать повреждение генератора и другого оборудования, а также нарушить работу энергосистемы. Чтобы этого не происходило необходимо определенным образом отрегулировать режим работы генератора на холостом ходу  и в определенный момент времени включить генератор в сеть. Совокупность этих операций называется синхронизацией генератора.

Для того чтобы включить два синхронных генератора (или один генератор с сетью) на параллельную работу, необходимо соблюсти ряд условий:

1.Порядок чередования фаз А, В, С одного и другого генераторов (или сети) должен совпадать;

2. Напряжения генераторов должны быть одинаковыми и находиться в противофазе;

3.Частоты напряжений генераторов также должны быть одинаковыми.

* Длительная работа машины возможна только при таких , при которых возрастание угла сопровождается увеличением тормозящего момента (активной мощности) на валу машины. Это необходимо для того, чтобы могло восстановиться равновесие между мощностью турбины и мощностью турбогенератора, если оно почему-либо нарушится. При неизменном и такое условие соответствует требованию, чтобы первая производная по углу была больше нуля

. (7.4)

Эту мощность называют синхронизирующей. Условие выполняется, если генератор работает на восходящей части характеристики . Максимальный угол , соответствующий максимальной мощности называют пределом статической устойчивости генератора. Чем больше ток возбуждения, тем больше и соответственно тем больше возможная по условию устойчивой работы наибольшая длительная нагрузка (см. рисунок 3.2).

При отрицательных углах угловая характеристика представляет собой зависимость мощности на валу генератора от в режиме двигателя.

Изменение реактивной мощности в зависимости от угла можно получить из векторной диаграммы аналогично изменению активной мощности

. (7.5)

На основании этой зависимости можно построить угловую характеристику реактивной мощности . Рассматривая совместно угловую характеристику электромагнитного момента или активной мощности и угловую характеристику реактивной мощности, можно судить о том, как изменяется реактивная мощность при регулировании активной мощности (см.рисунок 7.3).

Рисунок 7.3 – Угловые характеристики активной и реактивной мощности

При

. (7.6)

Из (7.5) , при . (7.7)

При _. (7.8)