Угловые характеристики активной мощности

Явнополюсный СГ

Рис.3.34. Векторная диаграмма синхронного явнополюсного синхронного

генератора к выводу выражения угловой характеристики

Где: , , ,

Выражение угловой характеристики явнополюсного синхронного генератора

Рис.3.35. Угловая характеристика явнополюсного синхронного генератора:

- максимальная мощность, - критический угол нагрузки

При отсутствии возбуждения ( и ) явнополюсный синхронный генератор развивает активную мощность в синхронном режиме

за счет несимметрии магнитной цепи ротора, при которой ротор стремится занять в магнитном поле реакции якоря положение, соответствующее минимальному магнитному сопротивлению или минимальной величине энергии.

Рис.3.36. При отсутствии возбуждения явнополюсный

синхронный генератор развивает активную мощность

Угловая характеристика турбогенератора с учетом симметрии магнитной цепи ротора ( ) приобретает вид

Рис.3.37. Угловая характеристика неявнополюсного синхронного генератора

Понятие о статической устойчивости

Максимальная мощность, развиваемая синхронным генератором при может быть определена из условия . Для турбогенератора, например, она равна

и обратно пропорциональна величине . При мощности приводного двигателя и моменте возможна работа генератора с приводным двигателем при углах нагрузки или (точка 1 или точка 2 на угловой характеристике).

Рис.3.38. Понятие о статической устойчивости

При работе в точке 1 при возникновении некоторого небольшого возмущения (например, увеличения или уменьшения напряжения, тока возбуждения или нагрузки), при увеличении угла нагрузки, возрастает отдаваемая генератором мощность, возрастает его противодействующий момент, который обеспечивает замедление ротора, уменьшение угла нагрузки. Это устойчивый режим работы. Это возможно при выполнении условия статической устойчивости при угле нагрузки .

При работе в точке 2 при угле нагрузки при увеличении угла нагрузки отдаваемая генератором мощность уменьшается, уменьшается его противодействующий момент, а угол нагрузки возрастает до величины 180⁰. Ротор генератора ускоряется, и генератор выпадает из синхронизма. Это неустойчивый режим работы. Он возникает при при угле нагрузки .

Режим работы синхронного генератора является статически устойчивым, если при наличии небольших возмущений изменения угла нагрузки и отдаваемой мощности также невелики и при прекращении действия возмущений восстанавливается режим работы. Мощность , под воздействием которой восстанавливается режим работы, называется синхронизирующей мощностью.

Коэффициент синхронизирующей мощности

Статическая перегружаемость

.

Величина нормируется ГОСТ. Для турбо - и гидрогенераторов она находится в пределах 1,6-1,7

Лекция 3.8. Синхронные двигатели и компенсаторы.

• Конструкции синхронных двигателей и компенсаторов.

• Обратимость СМ. Работа СМ на ГАЭС.

• Физическое представление о двигательном режиме СД.

Рис. 3.39. Представление о двигательном режиме

• Уравнение напряжений и векторная диаграмма

Рис. 3.40. Векторная диаграмма синхронного

двигателя в режиме перевозбуждения .

• Преобразование мощности и энергии, потери и КПД

• Активная электрическая мощность

• Угловая характеристика явнополюсного СД

• Реактивная мощность и V-образные характеристики

Рис. 3.41. Угловая и V-образные характеристики синхронного двигателя

• Механические и рабочие характеристики

Рис. 3.42. Механическая и рабочие характеристики синхронного двигателя

• Способы пуска:

  • Асинхронный пуск при номинальном или пониженном напряжении,

  • Частотный пуск с плавным повышением напряжения от 0 до номинального (синхронный пуск),

  • Пуск с разгонным двигателем.

• Достоинства и недостатки:

  • Способность работать с и опережающим током в режиме перевозбуждения для компенсации реактивной мощности,

  • Возможность регулирования максимального момента и меньшая его зависимость от напряжения сети, чем у асинхронного двигателя,

  • Высокий КПД,

  • Стабильность частоты вращения,

  • Малая чувствительность к колебаниям напряжения

  • Высокая стоимость и сложность,

  • Сложность пуска,

  • Нерегулируемость частоты вращения.

Синхронный компенсатор – это синхронная машина, предназначенная только для выработки или потребления реактивной мощности – это синхронный двигатель без нагрузки на валу или синхронный генератор без приводного двигателя.

Назначение, особенности конструкции и режима работы синхронного компенсатора:

• Генерирование реактивной мощности и уменьшение потерь в сетях в режиме перевозбуждения,

• Регулирование напряжения при спадах нагрузки путем их загрузки реактивными токами в режиме недовозбуждения,

• Отсутствие активной нагрузки, отсутствие выступающих концов вала, возможность герметизации, применения водорода при повышенном давлении для охлаждения, меньшие размеры и стоимость по сравнению с двигателем или генератором,

• Порядок пуска – как у синхронного двигатели.