新聞主題	自動勵磁調節(jié)發(fā)電機的外特性

 

同步發(fā)電機的外特性是指在某一勵磁電流下端電壓U_G與輸出無功電流I_Q（無功功率Q）的關系曲線，用U_G＝f（I_Q）或U_G＝f（Q）表示。當發(fā)電機具有自動勵磁調節(jié)時，勵磁電流將隨機端電壓發(fā)生變化，因此外特性也要發(fā)生變化。發(fā)電機安裝自動勵磁調節(jié)器后，隨無功電流變動時，一般電壓有一定變化量，即發(fā)電機外特性U_G＝f（I_Q）稍有下傾，用斜線表示，見圖1。

 

圖1 調差系數(shù)的定義

 

一、外特性計算公式

 

外特性下傾的程度是表征發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)運行特性的一個重要參數(shù)，稱為調差系數(shù)，其定義為

 

 

式中U_G0——發(fā)電機空載（無功負載為零時）電壓；

U_G2——發(fā)電機額定無功負載為Q_N時的機端電壓，一般為額定電壓；

δ——發(fā)電機調差系數(shù)。

由式（6-11）可見，調差系數(shù)δ表征無功電流從零增加到額定值時，發(fā)電機電壓的相對變化。

由于發(fā)電機運行需要，調差系數(shù)需要調整。通過調差環(huán)節(jié)的設置可以改變調差系數(shù)δ，以適應發(fā)電機各種運行方式。在發(fā)電機勵磁調節(jié)器中需要設置調差環(huán)節(jié)，以獲得所需的調差系數(shù)。不同調差系數(shù)的發(fā)電機外特性如圖2所示。

 

圖2 不同調差系數(shù)的發(fā)電機外特性曲線圖

 

二、外特性的分類

 

具有調差環(huán)節(jié)的發(fā)電機外特性（或調節(jié)特性）分為以下三種類型。

（1）正調差：調差系數(shù)δ＞0，發(fā)電機端電壓隨無功增大而降低；

（2）負調差：調差系數(shù)δ＜0，發(fā)電機端電壓隨無功增大而升高；

（3）無差：調差系數(shù)δ＝0，發(fā)電機端電壓不受無功影響，恒定不變。

 

三、外特性的運行曲線

 

當設發(fā)電機并網(wǎng)運行時，系統(tǒng)母線電壓維持不變，增大勵磁給定值U_ref，即平移發(fā)電機外特性曲線可以改變發(fā)電機所承擔的無功功率，見圖3。

 

圖3 外特性平移與無功功率關系圖

 

（1）設發(fā)電機并入系統(tǒng)時機端電壓為U_M，外特性曲線如圖3中特性曲線3所示，此時發(fā)電機不承擔無功功率；

（2）當給定電壓逐漸增大時，發(fā)電機外特性曲線由特性曲線3上移到特性曲線2、特性曲線1，相應的發(fā)電機的無功功率上升到Q₁、Q₂。可見，增大勵磁調節(jié)器的給定電壓，并列于系統(tǒng)上的發(fā)電機所承擔的無功功率逐漸增大，此時的機端電壓由系統(tǒng)電壓確定。

（3）當發(fā)電機停機時，可先減小給定電壓，將外特性曲線向下移動，無功功率逐漸減小。當外特性曲線為圖3中特性曲線3時，無功功率已減至零，此時斷開發(fā)電機不會造成對系統(tǒng)無功功率的沖擊。可以看出，減小給定電壓，并列在系統(tǒng)上的發(fā)電機所承擔的無功功率會逐漸減小。

由以上分析可見，增大或減小勵磁調節(jié)器的給定電壓，可平穩(wěn)增大或減小發(fā)電機的無功功率，實現(xiàn)發(fā)電機無功功率的轉移。

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