浅析发电机出口电压低时对系统和设备的影响

浅析发电机出口电压低时对系统和设备的影响

摘要 本文简要分析发电机出口电压降低时发电机电流及功角δ、异步电动机的转差率s的变化,以及因此造成的对发电机的静态稳定性和设备的稳定性及出力的影响,从而明确保持发电机出口电压水平的意义。

关键词 电压;功角δ;静态稳定

1 出口电压低对发电机的静态稳定性的影响

电力系统是一个由发电机组、变压器、输配电线路、用电设备等很多单元组成的复杂的大系统,电力系统静态稳定是指电力系统受到小干扰后,不发生自发振荡或非周期性失步,自动恢复到起始运行状态的能力。电力系统几乎时时刻刻都受到小的干扰,电力系统的静态稳定问题实际上就是确定系统的某个运行稳态能否保持的问题。实际的电力系统中发电机台数很多,负荷情况也是错综复杂。如果要详细记录各种因素,是非常复杂的,因此我们采用简化的模型对系统中各电源或同步发电机组并列运行的稳定性进行定性分析。

2 同步发电机的功角δ与静态稳定的关系

在稳态运行时的同步发电机在分析稳定问题时,对发电机作某些近似简化,认为发电机是理想电机。对发电机的电磁暂态过程作某些近似简化。只计及发电机定子电流中的正序基波(假定转子转速接近同步转速)周期分量产生的电磁转矩(或功率),而忽略暂态过程中定子电流的其它分量。对于发电机转子回路暂态过程的简化,可用恒定的次暂态(或暂态)电势作为发电机等值电势。最极端的是假设自动调节励磁装置的作用极强,则近似认为发电机端电压不变。

以暂态电动势和暂态电抗表示发电机,则根据隐极同步发电机的功—角特性方程,大容量系统的母线电压U为常数。如果近似地认为自动调节励磁装置能保持E’q不变,则发电机的电磁功率也仅是功角δ的函数。δ角是空载电动势E’q (即q轴)对于母线电压U的相对角,又称功角。由此可以画出简化系统中的隐极发电机,在E’q为常数情况下的有功功率和功角δ的关系曲线,如图1所示。