發電機功率因數調整詳解

2022-06-13 23:33:07 字數 2054 閱讀 5196

4.功率因數過高或過低對發電機執行有影響,主要是指在滿負荷的情況下。

功率因數cosφ=有功功率/視在功率

當有功負荷滿發時,cosφ過高即無功過低,減少系統的無功裕量,會影響發電機的穩定性。雖然提高了經濟性,但從長遠來看,這是以增加事故的概率換來的,一旦有突發事故發生,發電機可能經受不起小的擾動或**,有可能失步。

此外,無功過低將引起發電機端電壓下降,使廠用電動機受影響。電動機吸取的電流上公升,而使電壓更低,形成惡性迴圈,可能導致整個系統失去穩定執行而崩潰。

cosφ過高還會增加發電機進相執行的機會,使發動機端部容易發熱。

cosφ過低即無功過高,勵磁電流上公升,轉子繞組溫度上公升,壽命縮短。

cosφ過低使得發電機端電壓上公升,鐵芯內磁通密度增加,損耗也增加,鐵芯溫度上公升。

當發電機在額定負荷下執行時,cosφ過低,發動機的勵磁電流、定子電流增加,將使裝置發熱,增加了裝置老化、開關跳閘等機會。

在平時的執行監視中,要根據電壓來調整,電壓偏低要多發無功,電壓偏高要少發無功,通過調整有功和無功的比例,控制電壓和執行電流,確保發電機在安全、經濟的條件下執行。

勵磁電流越大,轉子磁場越強,同樣轉速下定子線圈中的感應電動勢越高;在空載時,極端電壓取決於轉子磁場的大小;帶上負荷後,由於定子線圈中的負荷電流產生的磁場(電樞反應磁場)和轉子磁場共同形成了合成磁場,這時機端電壓則取決於合成磁場的大小;由於負荷電流的大小和性質的不同,電樞反應磁場對轉子磁場有增強(進相時)或削弱(遲相時)的作用,定子電流中產生這個增強或削弱作用磁場的電流就是無功電流,這個電流乘電壓就是無功功率咯;如果無功功率平衡,那麼機端電壓維持不變,如果負荷變動,電樞反應磁場變化引起合成磁場的變化,機端電壓就會波動,那麼就需要我們調節勵磁電流來調整轉子磁場的大小使合成磁場保持不變,以維持機端電壓不變。

1、電壓的調節

自動調節勵磁系統可以看成為乙個以電壓為被調量的負反饋控制系統。無功負荷電流是造成發電機端電壓下降的主要原因,當勵磁電流不變時,發電機的端電壓將隨無功電流的增大而降低。但是為了滿足使用者對電能質量的要求,發電機的端電壓應基本保持不變,實現這一要求的辦法是隨無功電流的變化調節發電機的勵磁電流。

2、無功功率的調節:

發電機與系統併聯執行時,可以認為是與無限大容量電源的母線執行,要改變發電機勵磁電流,感應電勢和定子電流也跟著變化,此時發電機的無功電流也跟著變化。當發電機與無限大容量系統併聯執行時,為了改變發電機的無功功率,必須調節發電機的勵磁電流。此時改變的發電機勵磁電流並不是通常所說的「調壓」,而是只是改變了送入系統的無功功率。

3、無功負荷的分配:

併聯執行的發電機根據各自的額定容量,按比例進行無功電流的分配。大容量發電機應負擔較多無功負荷,而容量較小的則負提供較少的無功負荷。為了實現無功負荷能自動分配,可以通過自動高壓調節的勵磁裝置,改變發電機勵磁電流維持其端電壓不變,還可對發電機電壓調節特性的傾斜度進行調整,以實現併聯執行發電機無功負荷的合理分配。

在改變發電機的勵磁電流中,一般不直接在其轉子迴路中進行,因為該迴路中電流很大,不便於進行直接調節,通常採用的方法是改變勵磁機的勵磁電流,以達到調節發電機轉子電流的目的。常用的方法有改變勵磁機勵磁迴路的電阻,改變勵磁機的附加勵磁電流,改變

可控矽的導通角等。這裡主要講改變可控矽導通角的方法,它是根據發電機電壓、電流或功率因數的變化,相應地改變可控矽整流器的導通角,於是發電機的勵磁電流便跟著改變。這套裝置一般由電晶體,可控矽電子元件構成,具有靈敏、快速、無失靈區、輸出功率大、體積小和重量輕等優點。

在事故情況下能有效地抑制發電機的過電壓和實現快速滅磁。自動調節勵磁裝置通常由測量單元、同步單元、放大單元、調差單元、穩定單元、限制單元及一些輔助單元構成。被測量訊號(如電壓、電流等),經測量單元變換後與給定值相比較,然後將比較結果(偏差)經前置放大單元和功率放大單元放大,並用於控制可控矽的導通角,以達到調節發電機勵磁電流的目的。

同步單元的作用是使移相部分輸出的觸發脈衝與可控矽整流器的交流勵磁電源同步,以保證控矽的正確觸發。調差單元的作用是為了使併聯執行的發電機能穩定和合理地分配無功負荷。穩定單元是為了改善電力系統的穩定而引進的單元 。

勵磁系統穩定單元用於改善勵磁系統的穩定性。限制單元是為了使發電機不致在過勵磁或欠勵磁的條件下執行而設定的。必須指出並不是每一種自動調節勵磁裝置都具有上述各種單元,一種調節器裝置所具有的單元與其擔負的具體任務有關。

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