Влияние коэффициента мощности генератора на устойчивость

До сих пор при рассмотрении происходящих в электрической системе (рис.2.1) изменений режима никак не оговаривалось соотношение между развиваемой генератором активной Р и реактивной Q мощностями, представляемое обычно в форме коэффициента мощности cosj=cos(arctg Q/P). Рассмотрим влияние коэффициента мощности генератора на характеристику его момента и через нее на устойчивость. Договоримся изменять значение cosj только путем изменения реактивной мощности Q, оставляя активную мощность Р неизменной. Если генератор выдавал реактивную мощность Q в электрическую систему, то для увеличения его отстающего коэффициента мощности cosj до единицы необходимо снижать реактивную мощность Q, чего можно добиться уменьшением ЭДС Ег генератора путем уменьшения его тока возбуждения. Последнее, при прочих равных условиях, снижает развиваемый генератором электромагнитный момент М, так как согласно закону Ампера на проводник (обмотку возбуждения) с меньшим током действует и меньшая электромагнитная сила. Для восстановления электромагнитного момента генератора до прежнего значения, равного неизменному моменту Мт турбины, его обмотка возбуждения перемещается в более сильное поле с индукцией Вс и ротор занимает новое положение в пространстве относительно ротора генератора Гс приемной системы, характеризуемое большим значением угла d. При этом режим cosj=1 (Q=0) существует всегда при угле d< p/2, что вытекает из рассмотрения векторной диаграммы режима системы (рис.13.1).

На рис.13.2а, б показаны положения ротора генератора соответственно при отстающем cosj и cosj=1.

Снижение тока возбуждения ниже значения, при котором, cosj=1, приводит, с одной стороны, к еще большему снижению возможности генератора по созданию электромагнитного момента и, с другой, к увеличению потребления генератором реактивной мощности из приемной системы, то есть уменьшению опережающего cosj. При некотором значении опережающего cosj угол d достигает значения p/2 и генератор теряет устойчивость. Сказанное иллюстрируется рис.13.3, на котором изображены характеристики момента генератора при различных значениях cosj.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод о том, что с точки зрения устойчивости режимы генератора с опережающим коэффициентом мощности cosj является нежелательными.