新聞主題	自動勵磁調節發電機的外特性

 

同步發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。當發電機具有自動勵磁調節時，勵磁電流將隨機端電壓發生變化，因此外特性也要發生變化。發電機安裝自動勵磁調節器后，隨無功電流變動時，一般電壓有一定變化量，即發電機外特性U_G＝f（I_Q）稍有下傾，用斜線表示，見圖1。

 

圖1 調差系數的定義

 

一、外特性計算公式

 

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

 

 

式中U_G0——發電機空載（無功負載為零時）電壓；

U_G2——發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——發電機調差系數。

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

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

 

圖2 不同調差系數的發電機外特性曲線圖

 

二、外特性的分類

 

具有調差環節的發電機外特性（或調節特性）分為以下三種類型。

（1）正調差：調差系數δ＞0，發電機端電壓隨無功增大而降低；

（2）負調差：調差系數δ＜0，發電機端電壓隨無功增大而升高；

（3）無差：調差系數δ＝0，發電機端電壓不受無功影響，恒定不變。

 

三、外特性的運行曲線

 

當設發電機并網運行時，系統母線電壓維持不變，增大勵磁給定值U_ref，即平移發電機外特性曲線可以改變發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）設發電機并入系統時機端電壓為U_M，外特性曲線如圖3中特性曲線3所示，此時發電機不承擔無功功率；

（2）當給定電壓逐漸增大時，發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，相應的發電機的無功功率上升到Q₁、Q₂。可見，增大勵磁調節器的給定電壓，并列于系統上的發電機所承擔的無功功率逐漸增大，此時的機端電壓由系統電壓確定。

（3）當發電機停機時，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，此時斷開發電機不會造成對系統無功功率的沖擊。可以看出，減小給定電壓，并列在系統上的發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器的給定電壓，可平穩增大或減小發電機的無功功率，實現發電機無功功率的轉移。

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