发电机无功有功调节

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发电机怎么进行功率调节

发电机怎么进行功率调节

发电机怎么进行功率调节内容摘要:本文从同步发电机与无穷大电网并联运行,发电机与相近容量电网并联运行及两台同参数发电机组并联运行的三种情况下,如何调节有功功率及无功功率。

关键词:同步发电机、电网、有功功率、无功功率目录前言一、与无穷大电网并联时同步发电机的功率调节1、有功功率的调节2、无功功率的调节二、同步发电机与相近容量电网并联的功率调节1、有功功率的调节2、无功功率的调节3、两台相同参数的发电机之间的功率调节三、实例的判断与处理四、结语前言发电机的功率调节,是发电厂中经常发生的重要操作之一,为此,必须给予应有的重视。

在现代的发电厂里,通常装着许多台发电机组,这些发电机都是并联运行的。

在大型的电力系统中,又把许多发电厂并联起来,这样便可以根据不同的用电负荷调整发电厂内并联机组的台数,合理安排机组维修。

或者根据不同的季节如在枯水期多安排火力发电厂运行,在丰水期水力发电厂多发电,充分利用自然资源,大力降低发电成本。

由于许多发电厂并联运行,电网容量大,提高了供电的可靠性,减少了电压和频率的扰动,提高了电能的质量,为此,并联运行意义重大。

由于上述理由,加之目前独立运行的发电机组不多,所以本文将重点讨论发电机组与无穷大电网并联时有功功率与无功功率的调节问题。

由于目前我国风电事业发展迅速,边远地区的小水电资源亦相当的丰富,在远离大型电力网的情况下,认真探讨发电机与相近容量电网并联的功率调节十分必要。

独立运行发电机组的调节比较简单,只需注意保持发电机组的频率及发电机端电压即可完成其有功功率和无功功率的调节过程。

为此,不再涉及。

根据本人多年来发电运行的实践,就电网对并联运行发电机性能的影响,发电机并联运行静态稳定问题,有功功率和无功功率的调节方法,注意事项及运用调节理论分析判断发电机运行中的异常情况,及时处理方法等。

谈谈个人肤浅看法和体会,请有关专家和同行们批评指正。

张广学一、与无穷大电网并联时同步发电机的功率调节“无穷大电网”是指电网的容量极大,即电网的频率和电压不受负荷变化或其他扰动的影响,而保持为常值。

发电机有功功率和无功功率

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。

同步发电机无功功率的调节方法

同步发电机无功功率的调节方法

同步发电机无功功率的调节方法无功功率是指交流电路中由于电压和电流之间的相位差而产生的功率,它不直接参与功率传输,但对于电网的稳定运行至关重要。

同步发电机作为电力系统的稳定供应装置,其无功功率的调节对于维持电网的电压稳定以及稳定供电至关重要。

一、励磁调节励磁调节通过调节同步发电机的励磁电流来调节无功功率。

励磁调节是一种简单而有效的调节方法,其基本原理是增加或减小励磁电流,从而调整同步发电机的无功功率输出。

励磁调节可以通过手动方式进行,也可以采用自动控制系统进行。

手动调节需要操作员根据系统需求和运行状况来调节励磁电流,以实现无功功率的调节。

而自动控制系统则是通过测量电网的电压和频率等参数,并根据设定的无功功率输出需求来自动调节励磁电流。

励磁调节的关键是根据系统需求和运行状况来确定励磁电流的大小。

在发电机负荷增加时,应适当增加励磁电流,以提供足够的无功功率支持电网的电压稳定性;而在发电机负荷减少时,则应适当降低励磁电流,避免过量的无功功率对电网造成负担。

二、自动电压调节(AVR)自动电压调节是一种使用自动调压器来调节发电机的励磁电压,从而调节无功功率的方法。

自动调压器通过测量发电机的端电压并与设定值进行比较,来自动调节励磁电压,以实现无功功率的调节。

自动电压调节主要通过控制自动调压器的输出电压来调节发电机的励磁电流。

当电压低于设定值时,自动调压器会增加励磁电压,从而增加无功功率输出;而当电压高于设定值时,自动调压器会减小励磁电压,以减小无功功率输出。

自动电压调节可以根据电网的需求和发电机的运行状况来自动调节励磁电流,从而实现无功功率的调节。

同时,自动电压调节还可以结合其他控制系统,如电压和无功功率控制系统,以实现更精确的调节。

总结起来,同步发电机无功功率的调节方法主要包括励磁调节和自动电压调节。

励磁调节通过调节励磁电流来调节无功功率输出,可以手动或自动进行;而自动电压调节则通过自动调压器来调节励磁电压,实现无功功率的自动调节。

发电机功率因数调整详解

发电机功率因数调整详解

1.多数发电机的功率因数为0.8,个别的功率因数可达0.85或0.9。

一般情况下,功率因数由额定值到1.0的范围内变化时,发电机的出力可以保持不变,但为保持系统的静态稳定,要求功率因数不能超过0.95,也就是无功负荷不得小于有功负荷的1/3。

当发电机的功率因数低于额定值时,由于转子电流增大,会使转子温度升高,此时,应调整负荷,降低发电机的出力。

否则,转子温度可能超出极限值。

所以,运行时值班人员必须注意调整负荷,使转于电流不超过在该冷却空气进口温度下的允许值。

一般地,功率因数都是0.8-0.9左右吧!这个要根据这台机组所规定的功率因数参数和电网的要求。

如果机组是调峰机组,可能白天和晚夜就不一样的,我们厂现在由供电局规定的,白天多发无功,晚上少发无功。

2. 由Q=UIsinΦ和P=UIcosΦ知,若机组发出的无功越多,功率因数就是减小,在发电机输出功率不变的情况下,机端的电压会升高。

无功越多,励磁电流就会增大,机组的定、转子温度会有所升高,过高的话,两者的绝缘可能也会受到威胁呢.反之,如果功率因数过高,,机组所发的无功功率就是很少啦!机端电压也会降低,就会降低运行的稳定性很容易失步或有可能会造成机组进行运行呢?所以机组运行时,注意机端电压在规定值和保证机组不进相运行就可以了。

3.为了保证机组的稳定运行,发电机的功率因数一般不应超过迟相0.95运行,或无功负荷应不小于有功负荷的1/3。

在发电机自动调整励磁装置投入运行的情况下,必要时发电机可以在功率因数为1.0的情况下短时运行,长时间运行会引起发电机的振荡和失步。

目前大机组基本上不允许进相运行,有的大机组正在进行进相试验,运行人员应根据本机组的情况及时调整。

当功率因数低于额定值时,发电机出力应降低,因为功率因数越低,定子电流中的无功分量越大,转子电流也必然增大,这会引起转子电流超过额定值而使其绕组发生过热现象,试验证明,当功率因素等于0.7时,发电机的出力将减少8%。

发电机怎么进行功率调节

发电机怎么进行功率调节

发电机怎么进行功率调节内容摘要:本文从同步发电机与无穷大电网并联运行,发电机与相近容量电网并联运行及两台同参数发电机组并联运行的三种情况下,如何调节有功功率及无功功率。

关键词:同步发电机、电网、有功功率、无功功率目录前言一、与无穷大电网并联时同步发电机的功率调节1、有功功率的调节2、无功功率的调节二、同步发电机与相近容量电网并联的功率调节1、有功功率的调节2、无功功率的调节3、两台相同参数的发电机之间的功率调节三、实例的判断与处理四、结语前言发电机的功率调节,是发电厂中经常发生的重要操作之一,为此,必须给予应有的重视。

在现代的发电厂里,通常装着许多台发电机组,这些发电机都是并联运行的。

在大型的电力系统中,又把许多发电厂并联起来,这样便可以根据不同的用电负荷调整发电厂内并联机组的台数,合理安排机组维修。

或者根据不同的季节如在枯水期多安排火力发电厂运行,在丰水期水力发电厂多发电,充分利用自然资源,大力降低发电成本。

由于许多发电厂并联运行,电网容量大,提高了供电的可靠性,减少了电压和频率的扰动,提高了电能的质量,为此,并联运行意义重大。

由于上述理由,加之目前独立运行的发电机组不多,所以本文将重点讨论发电机组与无穷大电网并联时有功功率与无功功率的调节问题。

由于目前我国风电事业发展迅速,边远地区的小水电资源亦相当的丰富,在远离大型电力网的情况下,认真探讨发电机与相近容量电网并联的功率调节十分必要。

独立运行发电机组的调节比较简单,只需注意保持发电机组的频率及发电机端电压即可完成其有功功率和无功功率的调节过程。

为此,不再涉及。

根据本人多年来发电运行的实践,就电网对并联运行发电机性能的影响,发电机并联运行静态稳定问题,有功功率和无功功率的调节方法,注意事项及运用调节理论分析判断发电机运行中的异常情况,及时处理方法等。

谈谈个人肤浅看法和体会,请有关专家和同行们批评指正。

张广学一、与无穷大电网并联时同步发电机的功率调节“无穷大电网”是指电网的容量极大,即电网的频率和电压不受负荷变化或其他扰动的影响,而保持为常值。

电力系统有功与无功调整

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。

发电机的功率如何计算无功有功是什么意思如何调节计算

发电机的功率如何计算无功有功是什么意思如何调节计

1. 有功功率是指发电机输出的实际有效功率,用于驱动负载工作。

有功功率的计算公式为:有功功率 = 电流× 电压× 功率因数× cosθ。

其中,电流和电压是指电源线路的电流和电压值,功率因数是指实际功率与视在功率之比,cosθ是指功率因数的余弦值。

2. 无功功率是指发电机输出的非实际有效功率,是通过电容器或电感器件在电路中存储和释放能量所产生的功率。

无功功率的计算公式为:无功功率 = 电流× 电压× 功率因数× sinθ。

因此,总功率(视在功率)等于实际功率(有功功率)与无功功率的平方和的开根号。

总功率的计算公式为:总功率=√(有功功率^2+无功功率^2)。

为了调节发电机的功率,可以采取以下几种方法:
1.调整负载电流和电压:通过调整负载的电流和电压,可以控制发电机输出的有功功率。

2.调整功率因数:通过增加或减小电感器或电容器来调整发电机输出的无功功率,从而改变功率因数。

3.调整发电机的励磁电流:通过调节励磁电流的大小,可以改变发电机的输出功率。

发电机功率的调节和计算需要根据具体的电路参数和负载要求进行,因此在实际应用中需根据具体情况来选择合适的方法进行调节和计算。

有功调频无功调压原理

有功调频无功调压原理
有功调频无功调压原理是电力系统中的一种重要的调节方式,它可以有效地控制电力系统中的电压和频率,保证电力系统的稳定运行。

在电力系统中,有功和无功是两个重要的概念,它们分别代表了电力系统中的实际功率和虚拟功率。

有功调频是指通过调节发电机的机械功率来控制电力系统中的频率。

在电力系统中,发电机的机械功率和电力系统中的负荷功率必须保持平衡,否则电力系统的频率就会发生变化。

因此,当电力系统中的负荷功率增加时,发电机的机械功率也必须相应地增加,以保持电力系统的频率不变。

有功调频的原理就是通过调节发电机的机械功率来实现这一目的。

无功调压是指通过调节变压器的励磁电流来控制电力系统中的电压。

在电力系统中,变压器的励磁电流和电力系统中的无功功率必须保持平衡,否则电力系统的电压就会发生变化。

因此,当电力系统中的无功功率增加时,变压器的励磁电流也必须相应地增加,以保持电力系统的电压不变。

无功调压的原理就是通过调节变压器的励磁电流来实现这一目的。

有功调频和无功调压是电力系统中的两个重要的调节方式,它们可以有效地控制电力系统中的频率和电压,保证电力系统的稳定运行。

在实际应用中,有功调频和无功调压通常是同时进行的,以保证电力系统的稳定性和可靠性。

同时,随着电力系统的不断发展和改进,
有功调频和无功调压的技术也在不断地更新和完善,以适应电力系统的不断变化和发展。

有功调节时对无功的影响分析

发电机无功功率随有功功率变化情况的分析一.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:张曌一.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。

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以前曾经有同事和我讨论过这个问题,我查阅了大量资料,在我的笔记本上写下了一篇文章,下边就是文章中的相关内容,愿对您有用!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。

电动势E0在UN箭头的逆时针侧,且为一个长度大于UN的箭头,两者之间形成一个夹角δ即发电机功角。

所谓同相部分的电压差,就是指把E0箭头向参考量UN或者说是垂直轴上的一个投影,这个投影的长度比UN箭头要长,E0箭头在垂直轴上的投影长度减去UN箭头的长度即为两者同相部分的电压差ΔU,只有这个电压差才会产生无功电流,并且是电压差ΔU越大,发电机输出的无功功率就越大,如果电压差ΔU变小,则发电机输出的无功功率就减小。

又根据发电机功角特性可知,当发电机送出有功功率时,电动势E0就与端电压UN错开一个δ角即发电机功角,当有功越大时,δ角越大,此时可以想象E0又往逆时针的方向转了一个更大的角度,那么它在垂直轴上的投影高度就更短了,所以用它减去UN所得到的无功电压差ΔU就变小了,因而无功自动减小,当然电压也就会适当降低。

反之,当有功减小时,功角δ也随之减小,无功会自动增加,电压也会适当升高。

总之,无论从纯电机的任何一个方面去推论,前提只要励磁电流是恒定不变的,也就是忽略励磁调节器的作用,有功增加时,发电机无功出力就会自动减小,在外界无功用户不变的情况下,则会出现无功缺额,发电机电压会出现下降现象,直到外界用户在电压下降时所耗无功自动减小重新与发电机无功出力达到平衡,电压则会下降到一个新的平衡点稳定运行。

反之有功减少时,无功出力会自动增加,在外界无功用户不变的情况下,则会出现无功过剩,发电机电压会出现升高现象,直到外界用户在电压升高时所耗无功自动增加重新与发电机无功出力达到平衡,电压则会升高到一个新的平衡点稳定运行。

(二)考虑励磁调节器的影响:1.从机组本身的因素分析调节器的影响:从纯电机的角度分析完,可以得出一个结论,当发电机励磁恒定时,增加发电机有功,则会使无功功率自动减少,最终发电机电压会适当降低,或者从另外一个新的角度来分析,当发电机有功增大时,发电机定子电流也增大,那么发电机定子绕组的阻抗压降就会增大,最终还是引起了发电机机端电压降低。

自动励磁调节器(在此只考虑调节器在自动通道恒电压方式下)是以发电机端电压作为被调量的,也就是说励磁调节器的作用就是要维持机端电压不变,所以由上面分析可知,在机组稳定运行,励磁不变的时候,如果增加有功功率则会使发电机的端电压适当降低,那么此时考虑到励磁调节器的存在,当发电机端电压降低,则会使励磁调节器自动增加励磁来维持机端电压。

所以正是由于该调节作用,使得发电机在有功增加时,无功会基本维持不增不减。

当然由于纯电机角度的分析因素的作用一般也会呈现略微减少的趋势,但是有时也会略微升高。

总之调节器的特性参数不同及外部变工况,所以不是一个固定的规律。

但基本上是可以维持有功增加时无功不变的,至少不可能会出现纯电机角度分析结论那种明显规律的反向变化。

注,本段分析可参考启停机过程中机组未带厂用电情况下增减有功时无功变化趋势图。

由于发电机励磁调节器的存在,当发电机有功增加时,无功不会出现纯电机角度所分析的那样明显减少。

当然励磁调节器特性是不完全一样的,但即使励磁调节器调节作用不足以抵消增加有功所带来的去磁作用,也绝对能够抵消绝大部分去磁作用了,所以最多会有一个轻微的无功减少趋势。

当然如果励磁调节器调节作用大于增加有功所带来的去磁作用,那么不仅此时可以完全弥补有功增加所带来的去磁影响,甚至无功还会有增加的趋势。

可见,由于调节器本身特性的差异,可能会出现不同的结果。

不过无论结果怎样,从根本上讲,由于调节器本身是用来维持机端电压的,所以调节器在发电机增加有功时会自动增加励磁,那还是因为发电机端电压在受到有功增加的去磁影响后而降低了,这时调节器增加励磁只是为了恢复正常的电压,也就是说仅仅是为了弥补增加有功出现的励磁缺额,所以发电机此时增加的励磁基本上全部都用在了有功功率的增加上,最终使发电机在有功功率增加后也不出现欠磁,从而维持端电压不变。

发电机在有功增加时会使端电压降低,由于励磁调节器会自动增磁维持发电机端电压,正是因为此时调节器自动增磁,则不会出现有功增加,无功明显减少的现象。

当然,这时也会有一个新的问题,就是众所周知增加励磁时发电机无功功率会自动增加,那么在增加有功时,励磁也是在自动并且大量增加的,那么无功此时会大量增加吗?这里可以解释一下,《电机学》的发电机无功功率调节章节中分析调节励磁改变无功的前提是发电机输出有功不变,也就是说增加励磁无功增加的前提是发电机其它条件基本不变的,至少发电机有功是不变的,那么增加的励磁便全部用在了升高电压增大无功上,所以才会有了增加励磁,无功增加的结论。

但是在增加有功的情况下大量增加励磁,发电机仍然只是为了维持着机端电压不降低,发电机的端电压只要不变,则说明无功功率的供需是基本平衡的,那么此时认为外界无功用户是基本不变的,发电机此时的无功出力也不会有什么大的变化。

最终这种情况下增加的励磁主要还是用在了增加的有功上,对无功影响不大,所以这里在增加励磁时,无功是不会明显增加的。

注,本段分析可参考有功不变时手动调励磁的无功变化趋势图和有功增加励磁自动增加时的无功变化趋势图。

总之,在忽略了调节器特性差别后,我们假设外界条件不变的情况下,可以得出的结论为,调节有功功率时,励磁调节器只能够基本维持无功不变。

也不排除轻微增加或者轻微减少的情况,但可以肯定不会明显增加或者明显减少。

当然实际情况中要考虑到大量外部因素,无功可能会因外界其它因素而明显变化,下面便具体分析。

2.从机组以外的因素分析调节器的影响:(1)外界系统运行方式的变化:比如投切线路的电容效应和投切电抗器等元件都会使整个系统的无功电源及无功用户情况发生变化,最终机组无功功率也会发生不确定的变化。

(2)外界机组出力的变化:同一电网的其它机组加减出力的同时也会影响其无功出力,以及机组的启停,均会导致电网无功的不平衡,系统电压变动,最终也会使机组无功功率发生不确定的变化。

(3)考虑系统功率传输机理:传输有功功率需要无功功率的支撑,所以调节有功时,比如增大有功,此时要在恒定电压下输走更多的有功,那么需要支撑的无功也就更多,如果无功支撑不足,则会引起电压下降,最终也会导致励磁调节器自动增加励磁,具体我们可以对输电系统中的两大元件即输电线路和变压器进行展开分析。

根据输电线路自然功率的概念可知,输电线路既因为其电容效应能够发出无功,也因为其存在串联阻抗在输电过程中电流流过线路的串联阻抗又要消耗无功,所以有功越大,线路的电流越大,消耗的无功就越大,特别是输电功率高于自然功率时,线路自身的电容效应所产生的无功已不足以供线路自身所耗无功了,线路则要从系统吸收无功了。

根据变压器自身无功损耗公式可知,变压器传输有功的过程中,会消耗大量无功,传输的有功越大,消耗的无功就越大,当变压器传输有功功率达到满载时,其自身消耗的无功可达变压器额定容量的10%~15%。

由上述分析可见,当系统中无功出力与无功用户平衡,电压不变的时候,此时若机组增加有功,则会直接导致输电系统传输的有功功率增大,电流增大,那么系统自身在传输有功时消耗的无功也自然增大,所以无功出力与无功用户不再平衡,无功出力已经不能满足无功用户的需要,也就是说出现了无功缺额从而引起电压下降,最终励磁调节器会自动增加励磁来提高机组无功出力使其重新与无功用户达到平衡,维持机端电压。

此外在电力系统分析中,考虑了系统静态稳定性,也要在有功增加时适当提高无功,但这主要是从电网稳定方面分析的,对于机组本身,影响甚小,不展开分析。

总之,这个因素导致的无功变化基本是可以确定方向的,即机组无功功率基本随着有功功率的增加而增加,反之同理。

注,本段分析可参考有功增加时主变压器输出无功变化趋势图。

(4)厂用电负荷的变化:由于大多厂用负荷为感应电动机,自身所消耗的无功是很大的,所以当厂用电负荷变化时,所耗无功会发生很大变化。

厂用负荷无功的变化几乎不会影响到系统电压,也就是说系统电压是维持恒定的,由于主变阻抗的存在,发电机机端的电压是会直接受到影响的,比如增加有功,厂用负荷就要增大,厂用电所耗无功功率增大,发电机机端电压降低,最终仍是励磁调节器自动增加励磁以维持机端电压,那么机组无功出力就会增加,等于是厂用负荷无功的变化最终是直接体现到发电机无功出力上了。

这个因素导致的无功变化也基本是可以确定方向的,即机组无功功率基本随着有功功率的增加而增加,反之同理。

注,本段分析可参考启停机过程中以及机组正常运行中带厂用电情况下增减有功时无功变化趋势图。

(5)此外还有一些不可预知的原因引起的电压变化,也均会使励磁调节器自动调整励磁最终改变无功出力。

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