Синхронные генераторы электростанций

Синхронные генераторы как основные источники реактивной мощности являются также одним из основных средств регулирования напряжения (см. рисунок 7.2).

Рис. 7.2 Новочеркасская ГРЭС блок № 9

Возможность генератора как регулирующего устройства определяется его исполнением (гидро- или турбогенератор), тепловым режимом, системой возбуждения и автоматическим регулятором возбуждения (АРВ). Регулируемым параметром генератора является напряжение на его зажимах, которое для большинства генераторов может изменяться в пределах 0,95U_ном £ U_г £ 1,05U_ном Заданное напряжение может поддерживаться только в том случае, если выработка генератором реактивной мощности находится в допустимых пределах: Q_min £ Q_г £ Q_max.

Для турбогенераторов вследствие их конструктивной особенности регулировочный диапазон по реактивной мощности можно принимать в зависимости от его коэффициента мощности cos , как показано на диаграмме, приведённой на рисунке 7.3. Для гидрогенераторов полная мощность, как правило, не зависит от cos . Гидрогенераторы в большинстве случаев проектируются для работы в режиме синхронного компенсатора, т.е. для них Q_г = S_г.ном.

Рис. 7.3 Диаграмма ограничений выдачи и потребления реактивной мощности для турбогенератора

Рис. 7.4.Схема простой связи электростанции с системой С (а) и статические характеристики генератора Г (б)

Как видно из рис. 7.3, турбогенератор может не только генерировать, но и потреблять реактивную мощность. Необходимость в этом связана с регулированием (поддержанием) напряжения на зажимах генератора (на шинах генераторного напряжения). Способность генератора в этом отношении иллюстрируется его статической характеристикой U_г = f(Q_э) (см. рисунок 7.4) и обеспечивается его АРВ путем изменения тока возбуждения. С увеличением тока возбуждения реактивная мощность возрастает, изменяясь при этом в допустимых пределах от Q_{г min} до Q_{г max}. Если при уменьшении Q_э реактивная мощность генератора уменьшается до Q_{г min}, напряжение на его шинах начинает возрастать. И наоборот, если реактивная мощность увеличивается до Q_{г max}, напряжение на его шинах снижается. На участке от Q_{г min} до Q_{г max} напряжение благодаря действию АРВ поддерживается с заданным статизмом, определяемым наклоном его статической характеристики. Такое регулирование напряжения возможно, как уже отмечалось, в диапазоне (0,95—1,05)U_ном.