15. Работа сг при нагрузках, токах, коэф мощности и u, отличных от номинальных.

Синхронные генераторы могут работать с нагрузкой, токами рото­ра и статора и коэффициентом мощ­ности, отличными от номинальных.

Р абота генератора с активной нагрузкой больше номинальной воз­можна (область 1—2), если турби­на допускает длительные перегруз­ки. В этом режиме КПД снижает­ся, поэтому такой режим целесооб­разен только в период максимума нагрузки или при аварийном отклю­чении части генераторов в энергоси­стемах. Так как ток статора, исходя из допускаемого нагрева обмотки, не должен превышать номинально­го, то полная мощность генератора должна быть равна номинальной (S = S_ном), а реактивная мощность снижена за счет уменьшения тока возбуждения. Это соответствует увеличению коэффициента мощнос­ти ( > ) и приводит к уменьшению запаса статической ус­тойчивости, поэтому устойчивая ра­бота генератора возможна только при наличии быстродействующего АРВ.

Возможна также работа генера­тора с реактивной мощностью боль­ше номинальной при токах возбуж­дения, не превышающих номиналь­ного значения (область 1—3), за счет снижения активной нагрузки генератора. В этом режиме < ) , а мощность статора недо­использована: S<S_ном. Такой ре­жим допустим для генераторов, но неэкономичен, так как при этом снижается вырабатываемая актив­ная мощность. Гидрогенераторы могут работать со сколь угодно ма­лыми значениями активной нагруз­ки; в пределе она может быть равна нулю. Турбогенераторы не могут работать с активной нагрузкой ни­же наименьшей допускаемой, опре­деляемой условиями охлаждения турбины. Поэтому этот режим чаще используют для гидрогенераторов в период мало­водья.

В последнее время начинает ис­пользоваться режим работы генера­торов с недовозбуждением для по­требления реактивной мощности из сети. В этом режиме возникает опасность перегрева бан­дажных колец лобовых частей об­мотки статора и торцевых щитов корпуса генератора (особенно у крупных машин, имеющих большие плотности токов в обмотках) из-за увеличения результирующей индук­ции в этой зоне за счет сложения магнитных полей рассеяния лобо­вых частей статора и ротора. Поэто­му возможность такого продолжи­тельного режима должна быть до­казана экспериментально.

На практике возможны отклоне­ния напряжения от номинального за счет увеличения или сброса нагруз­ки, нарушения нормального режима работы системы, изменения элект­рической схемы и ряда других при­чин. По ГОСТ все генераторы дол­жны развивать номинальную пол­ную мощность S_ном при отклонени­ях напряжения от номинального в пределах ±5%. Допускается также работа генераторов с напряжением на 10% больше номинального. Од­нако, учитывая, что потери мощно­сти в стали сердечника статора пропорциональны квадрату напря­жения, при повышении напряжения свыше 105% до 110% ток статора уменьшают, чтобы сохранить тем­пературу статора в допускаемых пределах. При снижении напряже­ния до 95% и ниже продолжитель­ный ток статора не должен превы­шать 105% номинального.