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无功功率的调节
◆接在电网上运行的负载类型很多,多数负载除了消耗有功功率外,还要消耗电感性无功功率,如接在电网上运行的异步电机、变压器、电抗器等。所以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。
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电网所供给的全部无功功率一般由并网的发电机分担。
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电网的电压和频率不会因为一台发电机运行情况的改变而改变,即并网发电机的电压和频率将维持常数。
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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。
◆图17.11给出了有功功率不变而空载电势变化时,隐极发电机的电势相量图, 和 的矢端必须落在直线AB和CD上。
①如果在某一励磁电流 时, 正好与 平行,此时无功功率为零,发电机输出的全部是有功功率,发电机正常励磁。
②如果增加励磁电流到 1,则 将沿直线AB右移到 1
, 将沿直线CD下移至 1
, 1滞后于 ,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 2,则 沿BA左移到 2
, 沿DC
上移到 2, 2超前于 ,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。
V形曲线
◆可见,通过调节励磁电流可以达到调节同步发电机无功功率的目的。当从某一欠励状态开始增加励磁电流时,发电机输出的超前的无功功率开始减少,电枢电流中的无功分量也开始减少;达到正常励磁状态时,无功功率变为零,电枢电流中的无功分量也变为零,此时
;如果继续增加励磁电流,发电机将输出滞后性的无功功率,电枢电流中的无功分量又开始增加。
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电枢电流随励磁电流变化的关系表现为一个V形曲线。V形曲线是一簇曲线,每一条V形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(见图17.12)。V形曲线可以利用图17.11所示的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。
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