同步发电机并网运行时无功功率的调节

一、无功功率的调节

• 负载类型,多数负载除了消耗有功功率外,还要消耗电感性无功功率,如异步电机/变压器/电抗器等。电网除了供应有功功率外，还要供应大量滞后性的无功功率。

• 电网所供给的全部无功功率一般由并网的所有发电机分担。

• 本节将讨论发电机所承担的无功功率的调节方法。

• 分析过程中，认为发电机的电压和频率将维持常数。

• 如果保持原动机的拖动转矩不变(即不调节原动机的汽门、油门或水门)，那么发电机输出的有功功率亦将保持不变。

• 在有功功率不变时，调节发电机的励磁电流，则空载电势也随之变化。

• 隐极发电机的电势相量图中，I_a和E₀的矢端必须落在直线AB和CD上。

• ①如果在某一励磁电流I_f0时，I_a正好与平行，此时无功功率为0,发电机输出的全部是有功功率，我们说发电机处于正常励磁状态。
  ②如果增加励磁电流到I_f1，则E₀的矢端沿直线AB右移到E₀₁，I_a的矢端将沿直线CD下移至I_a1，I_a1滞后于U，我们说发电机处于过励状态，输出功率中除了有功功率外，还有滞后性的无功功率；
  ③如将励磁电流减少到I_f2，则E₀的矢端沿BA左移到E₀₂，I_a的矢端将沿DC上移到I_a2，I_a2超前于U，我们说发电机处于欠励状态，发电机输出功率中除了有功功率外，还有超前性的无功功率。

二、V形曲线

• 通过调节励磁电流可以调节同步发电机无功功率。

• 励磁电流变化时，发电机的电枢电流也会发生相应的变化。
• 在有功功率不变时，将励磁电流I_f从欠励调节到过励,I_a=f(I_f)的曲线是一个V形。

• V形曲线是一簇曲线，每条曲线对应一定的有功功率。V形曲线上都有一个最低点，对应cosj=0的情况。

• 将所有的最低点连接起来，将得到与cosj =0 对应的曲线，该线左边为欠励状态，功率因数超前，右边为过励状态，功率因数滞后。

• V形曲线可以利用电势相量图及发电机参数大小来计算求得，亦可直接通过负载试验求得。