发电机有功无功相互影响
发电机有功功率和无功功率
：[原创]发电机无功功率随有功功率变化情况的分析作者：曌一.问题的提出《电机学》一书中详细阐述了调节发电机有功功率和无功功率时两者之间的相互影响，最终得出一个众所周知的结论，即调节无功时，有功不变，调节有功时，无功反方向变化。
但是在实际生产过程中，绝大多数机组，在没有人为干预的情况下，调节有功时，无功功率基本不会出现《电机学》理论中所描述的那种规律发生反方向变化的，当然不排除轻微反方向变化以及无功不变的现象出现，但是大多数情况下两者是同方向变化的，即增加有功，无功也增加，减少有功，无功也减少。
这种现象引起了不少疑问，在此便详细分析一下实际生产过程中，机组的无功功率到底是如何随着有功功率变化的，为什么会出现与理论书中结论相反的情况。
二.无功变化的理论分析（一）纯电机角度的分析：第一种方法利用电枢反应的原理进行分析，如果忽略励磁调节器的话，在《电机学》的同步电机电枢反应章节中有提到，增加无功，有功不变，增加有功，无功变小。
这是因为，励磁如果是恒定不变的，那么在增加有功的时候，励磁用于交轴电枢反应的部分就多了，因为有功功率是靠电机的交轴电枢反应来实现的，那么用于直轴电枢反应的部分就少了，而无功功率正是由直轴电枢反应来实现的，这样加有功的时候无功就会降低，当然电压也就会适当降低。
等于是固定不变就那么多的励磁电流，要么用作交轴反应来实现有功，要么就用作直轴反应来实现无功，在加有功时，交轴电枢反应用的励磁多了，那么励磁分给直轴电枢反应来实现无功的部分就少了。
所以由于电枢反应，增加有功功率会产生去磁作用，最终导致发电机欠磁，无功功率降低，电压降低。
第二种方法利用发电机功角变化来进行分析，前提同样是励磁保持恒定，发电机能否送出无功以及送出无功的多少与电压差ΔU有关，这个电压差ΔU是指发电机的电动势E0和端电压UN的同相部分的电压差，注意是同相部分的电压差，具体可参照《电机学》中的同步发电机迟相运行时的相量图，相量图是以发电机端电压UN为一个参考相量，即NU为一个垂直向上的箭头，其保持固定不动。
发电机停机为什么要把有功无功先降为零
发电机停机为什么要把有功无功先降为零
P、Q降到零或者接近零，对发电机有好处。
第一，P降到零或接近零，跳闸后发电机转速不会升高太多。
第二，Q降到零或接近零，跳闸后发电机电压不会升高太多。
如果P、Q太多，跳闸后发电机的转速和电压会受到影响，不过不是很大。
这样做对电网也有影响，造成系统P、Q缺额。
一般做法就是P、Q降到零或接近零后，打掉汽机，靠发电机程序逆功率保护停掉电气设备。
要把有功降为0的目的主要是看主汽门是否关严,如还有有功就停机的话,主汽门没关严会有蒸汽进入汽机而导致飞车事故.。
有功功率、无功功率、发电机
有功功率、无功功率、发电机1. 无功功率和有功功率许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。
为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的"无功"并不是"无用"的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。
在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为：cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。
这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。
1 影响功率因数的主要因素(1)大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。
据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～70％。
所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。
(2)变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的1/3。
因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。
(3)供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。
当供电电压高于额定值的10％时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110％时，一般无功将增加35％左右。
当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。
但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。
所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。
无功功率对有功功率的影响
1.1.1无功功率对有功功率的影响输电线路的主要任务足输送有功功率,而为了实现有功功率的传输和电网无功功率的平衡也需要输送一定量的无功功率。
输送无功功率时需要消耗有功功率。
当有功功率一定时，无功功率越大，则网络中的有功功率损耗就越大。
当电力线路的传输能力一定时，传输无功功率越小，则传输有功功率的能力越大。
1.1.2无功功率对电压的影响(1)无功功率平衡水平对电压水平的影响。
电力系统中无功功率平衡水平对电压水平有较大的影响。
如果发电机有足够的无功功率备用，系统的无功电源比较充足，就能满足较高电压质量下大功功率平衡的需要，系统就有较高质量的运行电压水平。
反之，如果无功功率不足，系统只能在较低质量的电压水平下运行。
另外，电能在电力网中传输时，要损失掉部分有功功率和无功功率。
当无功功率损耗较大时。
将引起系统电压大幅度下降，影响系统运行的稳定性、经济性。
(2)无功功率对电压质量的影响。
电力系统是向用户提供电能的网络，因而电能质量是供电部门生产；经营活动中的一个重要经济技术指标。
电压是电能质量的主要指标之一，电压质量对电力系统稳定运行，降低线路损耗和保证工农业的安全生产有着重要意义。
在保证工农业生产和人民生活个使用的各种用电设备都是按照额定电压米设计制造的。
这些设备在额定电压厂运行时，才能取得最佳的运行状态。
电压超出所规定的范围时，对用电设备将产生不良的后果。
目前大多数国家规定的电压允许变化范围一般为l 5％——10％U N(额定电压)。
电力部门为了确保电力系统正常运行时能够提供优质的电压，确保优质的供电服务，必须确保各输配电线路的母线电压稳定在允许的偏差范围之内。
电力系统正常运行时，应有充足的无功电源。
无功电源的总容量要能满足系统在额定电压下对无功功率的需求。
否则．电压就会偏离额定值。
当电力网有能力向负荷供给足够的无功功率时，负荷的电压才能维持在正常的水平上。
如果无功电源容量水足，负荷的端电压就会降低。
所以，我们要保证电力系统的电压质量，就必须先保证电力系统无功功率的平衡。
电力系统有功与无功调整
电力系统有功与无功调整1. 引言电力系统是现代社会中至关重要的根底设施之一。
在电力系统中，有功功率和无功功率是两个重要的参数。
有功功率表示电能在电力系统中转换为其他形式的能量，例如机械能、热能等。
而无功功率表示消耗在电力系统中的无效能量，例如电感、电容的耗散能量等。
有功与无功的平衡对于电力系统的运行稳定和效率至关重要。
因此，电力系统中需要进行有功与无功的调整。
本文将讨论电力系统中有功与无功的调整方法以及其重要性。
2. 电力系统中的有功与无功调整方法2.1 发电机的调整在电力系统中，发电机是将机械能转换为电能的设备。
调整发电机的参数和运行状态可以有效地控制发电机的有功和无功输出。
2.1.1 励磁调节励磁调节是通过调整发电机的励磁电流来控制发电机的输出功率。
增加励磁电流可以提高发电机的有功输出，减小励磁电流可以提高无功输出。
因此，通过调整励磁电流可以实现有功与无功的平衡。
2.1.2 调整转子角度发电机的转子角度也会对有功和无功输出产生影响。
调整转子角度可以改变发电机的励磁磁势分布，影响发电机的有功和无功输出。
通过调整转子角度，可以有效地控制发电机的有功和无功功率。
2.2 无功补偿装置在电力系统中，无功补偿装置可以通过改变电压的相位和幅值来实现对无功功率的调整。
2.2.1 无功电容补偿无功电容补偿是一种常用的无功调整方法。
通过将无功电容器连接到电力系统中，可以提供额外的无功功率，从而实现对系统的无功功率的调整。
通过控制无功电容器的接入和断开，可以调整电力系统的无功功率。
2.2.2 静态无功补偿装置静态无功补偿装置是一种通过电子开关控制的无功补偿设备。
它可以根据电力系统的无功功率需求，自动调整无功功率的输出。
静态无功补偿装置可以快速响应系统的无功功率需求变化，提高电力系统的稳定性和可靠性。
3. 有功与无功调整的重要性3.1 系统稳定性有功和无功功率的平衡对于电力系统的稳定运行至关重要。
当电力系统的有功和无功失衡时，会导致电压的波动和系统的振荡。
发电机功角特性
发电机功角特性同步发电机的功角特性是指发电机的有功功率(P)、无功功率(Q)与发电机电抗(Xd、Xq)、内电动势(Ed)、机端电压(U)和功角(δ)的关系特性。
(1) 发电机功角特性。
1)有功特性：发电机输出的有功功率为：P = Ed*U*Sinδ/Xd + U2*Sin2δ*(1/Xq – 1/Xd)/22)无功特性：发电机输出的无功功率为Q = Ed*U*Cosδ/Xd + U2*Cos2δ*(1/Xq – 1/Xd)/2 - U2*(1/Xq + 1/Xd)/2(2)隐极发电机功角特性。
对于隐极发电机，取Xd = Xq。
1) 有功特性：发电机输出的有功功率为P = Ed*U*Sinδ/XdP代表发电机输出的有功功率，对发电机产生制动的电磁转矩。
在一定的电压和励磁电流下，发电机的有功功率P与功角多是函数关系。
2) 无功特性：发电机输出的无功功率为Q = Ed*U*Cosδ/Xd + U2/Xd式中第一项与Ed和δ有关，它表示由转子励磁经电磁感应传递到定子的无功功率，值随δ角的余弦而改变。
由于U*Cosδ = Ed – Id*Xd，则上式第一项可改写为Ed2/Xd – Ed*Id第二项与Ed和δ无关，它代表发电机维持一定端电压U所需励磁的无功功率。
因为Ed = U*Costδ + Id*Xd，故Q = Ed*Id – Id2*Xd，即供给电网的无功功率等于主磁通转换的无功功率减去电枢绕组电感的无功损耗。
由此可见，增加发电机的励磁电流(即加大Ed)，便可增大发电机的无功输出。
对于隐极发电机，取Xd = Xq。
此时发电机输出的有功功率为P = Ed*U*Sinδ/Xd但当δ = 90°时，P为最大功率（即极限功率）。
功角特性是同步发电机的基本特性之一。
通过功角特性，可以确定稳态运行时发电机所能发出的最大电磁功率。
功角特性还是研究同步发电机并联运行时经常应用的重要特性。
功角的物理含义功角有两重含义：一是表示E和U这两个时间相量之间的时间相位差角；二是表示产生E0的主磁极磁势Ff与产生端电压U的定子合成磁势Fu之间的空间相位角，即转子磁极轴线与定子合成等效磁极轴线之间的空间夹角(电角度)。
功率因数过高或过低对发电机运行的影响
功率因数过高或过低对发电机运行的影响
功率因数cosφ=有功功率/视在功率
当有功负荷一定时，cosφ的高低表现为无功的高低上。
1、cosφ过高即无功过低，减少系统的无功裕量，会影响发电机的稳态稳定性。
虽然提高了经济性，但从长远来看，这是以增加事故的概率换来的，一旦有突发事故发生，发电机可能经受不起小的扰动或震荡，有可能失步。
此外，无功过低将引起发电机端电压下降，使厂用电动机受影响。
电动机吸取的电流上升，而使电压更低，形成恶性循环，可能导致整个系统失去稳定运行而崩溃。
发电机进相运行时，端部容易发热。
2、cosφ过低即无功过高，励磁电流上升，转子绕组温度上升，寿命缩短。
此外，增加了电力传输过程中的功率损耗，发电机损耗也增加。
cosφ过低使得发电机端电压上升，铁芯内磁通密度增加，损耗也增加，铁芯温度上升，当发电机在额定负荷下运行时，若此时cosφ过低，发电机出力将受限，发电机的效率将大大降低。
所以在平时的运行监视中，运行人员要做到合理分配各机组的有功、无功负荷，使发电机在安全、经济的条件下运行。
关于发电机的有功与无功的关系
关于发电机的有功与无功的关系
发电机转子由原动机带到旋转，每分钟3000转。
发电机转子上有一个线圈，通过电刷和滑环，可以把励磁电压加在转子线圈上，形成励磁电流。
励磁电流通过转子线圈，按照“右手螺旋定则”形成磁场。
由于转子每分钟3000转，所以，转子磁场以每秒50次的速率切割定子线圈，使定子线圈感应出50赫兹的交流电势，又因为定子三相线圈在空间上成120度排列，所以定子三相电势在时间上相差120度（电角度）。
改变励磁电流的大小就可以升高或降低定子感应电势。
好了。
当合上发电机出口开关，发电机经过同期并入电网就可以接带负荷。
无功负荷由励磁电流大小决定，有功负荷多少由原动机功率决定（即汽轮机调门开度）。
那么有功和无功是什么关系呢？请注意：在发电机三相感应电势的作用下，形成三相定子电流，这个定子电流和定子电压不是同相位的，它们的相位差取决于负载的性质。
因为通常的负载都是电感性的，所以发电机的三相电流都是滞后三相电压大约30度左右，对应的功率因数为0.8--0.9左右。
由于电流和电压有相位差，我们可以把电流分成与电压同相和与电压滞后90度的两部分（矢量的分解应该知道的）。
与电压同相的部分就是有功分量，三相电流有功分量乘以线电压再乘根号3就是有功功率。
与电压成90度的部分就是无功分量，三相电流无功分量乘以线电压再乘根号3就是无功功率。
OK!
也就是说发电机输出的有功和无功都包含在定子电流里面。
有功和无功的比例取决于功率因数，也就是取决于电流和电压的相位差。
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发电机有功无功
1、在保证有功满发的情况下，无功发多发少对电厂没有损失。
2、对电厂而言，安全方面考虑，任何情况无功是越少越少，无功小电流小，所有设备的发热量减少，减少了设备和电缆老化、跳闸等出故障的机会。
3、发电机是按0.8的功率因素设计的，就是有功是8000时，无功是6000，视在功率是10000.无功多发了，有功不减，电流就要超过额定电压，增加了过负荷跳闸的机会。
4、无功的作用是调整电压，按电压需要发无功，因为无功要影响电压，如果电压高，你无法多发无功，如果电压低，你无法少发无功，电压稳定在额定附近时，按比例发无功。
5、电厂是要考核有功和无功的，只要发电机的温度不高，要尽量争取多发有功，有功受限制不能多发时，只要电压允许，尽量多发无功。
6、发电机的定子和转子除了是一个原动力的拖动外，是完全独立、互不干扰的两部分；发电机的定子是有功源，产生感应电动势、电流，在原动力的拖动下，向外输出交流电。
发电机的转子是无功源、绕组从外部引入直流电建立磁场，在原动力的拖动下，向外输送无功。
所以发电机的有功和无功是互相不影响的，只有电压和电流的变化。
7、在多发电量时有一个重要考量因素，就是发电机和变压器温度不能过高，否则要减少无功降低电流，控制温度。
不能减无功减有功。
功率分三种功率，有功功率P、无功功率Q和视在功率S。
电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S
三种功率和功率因素cosΦ是一个直角功率三角形关系：两个直角边是有功功率、无功功率，斜边是视在功率。
有功功率平方+无功功率平方=视在功率平方。
三相负荷中，任何时候这三种功率总是同时存在：
视在功率S=1.732UI
有功功率P=1.732UIcosΦ
无功功率Q=1.732UIsinΦ
功率因数cosΦ=P/S
sinΦ=Q/S
发电机带多少有功功率是有规范的，15MW的机组额定负荷就是15MW，当然不同的机组允许一定的过负荷，原则上应按照制造厂的规定执行。
发电机带多少无功，一般铭牌功率因数为0.85，一般规程规定最高不超过0.9，这是出于发电机运行的稳定性的要求。
实际带多少无功需要看发电机的定子电压。
要维持发电机的额定电压，如果电压低，只要定子电流不超限，就应该加大励磁，多带无功。
有时无功和有功达到1：1，也是正常的。
如果系统电压低，发电机定子电压低，多带无功可能会引起定子电流超限，这时如果系统周波合格，就要适当降低有功负荷。
多发无功是为了维护电压合格率，少发有功会有电量损失，这是有矛盾的。
多带无功对发电机来说会增加一点发热损失，这点无需计较。
关于“有功功率”、“无功功率”的问题本人曾在百度“知道”中回答过
1、“有功功率”、“无功功率”、“视在功率”是电工学中几个不同的概念，它们之间却有着非常密切的联系。
它们之间的关系是：视在功率的平方=有功功率的平方+无功功率的平方，可自行计算。
发电机在实际运行中并无一定不变的。
2、发电机有功功率的大小，会直接对无功功率造成影响。
而调整发电机无功功率的大小，对发电机有功功率的输出是没有影响的，你可以查阅电工学的相关内容即可找到答案。
3、在这里很多人难以理解的问题是“有功功率”和“无功功率”，在电力系统中“有功功率”是指被实实在在地消耗了的功率，这种功率已被转换为其他形式的能量，例如电能已经被转换为机械能、热能等，发电机的“有功功率”亦都是由其他形式的能量转变而来，如：水能(水电)，原子能(核电)，热能(火电)，风能(风电)等等，有功功率就是靠上述各种使用其他能量的原动机带动发电机发出“有功功率”，带动发电机转动的力量越大，发出的“有功功率”就越多，有功功率靠原动机来调节! “无功功率”是电力系统中参与电能能量转换过程中被“借用”了的另一种功率，这种功率并未被真正“消耗”掉，只是被暂时“借用”，在某一时刻用电设备“借用”了电网的无功功率，在下一个时刻用电设备会将“借用”了电网的无功功率还给电网，所以这种功率并未被真正的消耗了，无功功率的大小，反映了这个用电设备无功能量交换的规模，并不是所有用电设备都会“借用”无功功率，纯电性的用电设备、电容性的用电设备是不会“借用”无功功率的，带有电感线圈的用电设备都会“借用”无功功率（电感性无功），这类设备很多，如电动机、风扇等等。
但是电容性的设备在电网中与电感性设备却能产生互补作用，因为它们无功功率之间存在一定的电角度，用户常常用投入电容产生“容性无功功率”设备来补偿它们之间的不足，这就是调节“无功功率”的一种方法。
另一种方法是靠加大发电机的励磁，让发电机多发无功功率，这也是问题中所提到的方法，因为你电厂所在的地区在一定是时段大量集中使用了感性无功用电设备（抽水机）。
4、多发无功对发电机影响的问题。
如果你的发电机是孤立小电网运行因为用电负荷变化而会引起的无功功率波动大。
要特别注意这种情况下发电机容易过负荷，严重时会出现低频、低压跳闸。
如果你的发电机并入国家大电网运行，因为用电负荷变化而会引起的无功功率波动大。
说明你们所在地区的变电站主变容量不足或线路太长引起的压降大。
不管是什么问题引起的电压波动，在保证发电机定子电流在额定范围内运行的前提下，只要控制得当，不管无功功率是多少，对发电机无太大影响。
5、如果发电机要多发无功功负荷，在不允许定子电流超过额定的情况下，只好降低所带的有功负荷来运行了。
发电机定子电流长时间超过额定运行，将会因发热而损害发电机！
6、发电机在同等的有功负荷和无功负荷下，系统的电压越高，定子电流越少。
系统的电压过高和太低，都对发电机不利。
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