U-образная характеристика

 

U-образная характеристика определяется зависимостью при , , , где – активная мощность генератора. В курсовом проекте U- образные характеристики строятся при , и . Необходимые графические построения для U- образной характеристики при , представлены на рис. 9.7. Построения проведены при токах нагрузки: о. е. (обозначены цифрами 3), (обозначены цифрами 2 в режиме перевозбуждения и 4 – в режиме недовозбуждения), (обозначены цифрами 1 в режиме перевозбуждения и 5 – в режиме недовозбуждения).

Выражение активной мощности представим, как или , где – активная составляющая тока нагрузки. Очевидно, что при активной мощности с изменением тока нагрузки активная составляющая тока должна оставаться постоянной, т.е. .

 

Рис. 9.7. К построению U – образных характеристик турбогенератора

 

Как показано на рис. 9.7, строится характеристика холостого хода (ХХХ). Под углом к оси ординат откладывается вектор тока мм (обозначен ). Вектор тока в масштабе соответствует номинальному току . Через точку проводится пунктирная горизонтальная линия АА. Этот же вектор откладывается до пересечения с горизонтальной пунктирной линией АА в точке . Рассчитываются вектора мм, соответствующие току нагрузки и откладываются до пересечения с горизонтальной линией АА в точках и . Вектор тока соответствует току нагрузки о. е.

Из точки на оси ординат под углом 90⁰ к вектору тока () откладываются вектора мм – вектор и вектор под углом 90⁰ к вектору тока . Аналогично под углом 90⁰ к вектору тока откладываются вектор , под углом 90⁰ к вектору тока ­ вектор под углом 90⁰ к вектору тока ­вектор .

В качестве примера рассмотрим определение тока возбуждения , соответствующего номинальной нагрузке генератора при работе его в режиме перевозбуждения.

Вектор 02 соответствует ЭДС за индуктивным сопротивлением Потье. Через начало координат под углом 90⁰ к вектору проводится прямая линия . Через точку 2 (конца вектора ) проводится пунктирная горизонтальная линия до пересечения с ХХХ, а затем и вертикальная пунктирная линия до пересечения с осью абсцисс в точке . Радиусом проводится дуга до пересечения с линией в точке .

Вектор является током возбуждения при номинальной нагрузке при работе генератора в режиме перевозбуждения и составляет =122 мм.

Аналогичными построениями определяются токи возбуждения 153 мм, 83 мм, 64 мм, 69 мм. Чтобы получить токи возбуждения в относительных единицах, необходимо полученные из построений значения токов возбуждения в миллиметрах поделить на масштаб токов

Токи нагрузки и соответствующие им значения тока возбуждения при работе генератора с постоянством активной мощности представлены в табл. 9.3.

Таблица 9.3

, о. е.	1.0	1, 25	0, 80	1, 0	1, 25
, о. е.	2, 44	3, 06	1, 66	1, 28	1, 38
Режим работы	перевозбуждение		недовозбуждение

U- образная характеристика при активной мощности соответствует работе турбогенератора с коэффициентом мощности . Ток турбогенератора носит реактивный характер, а его величина зависит от суммы векторов , где ­ЭДС генератора, ­напряжение сети, причём ЭДС генератора и напряжение сети при находятся в противофазе.

Если напряжение сети остаётся постоянным и равным номинальному напряжению (), то ЭДС генератора в зависимости от тока обмотки возбуждения определяется по характеристике холостого хода. Ток генератора рассчитывается, как , где ­ синхронное индуктивное сопротивление, =1, 763 о. е. (5.1.14).

Ток возбуждения ЭДС генератора и расчёты напряжения и тока генератора представлены в табл. 9.4.

Таблица 9.4

, о. е.	0, 0	1, 0	1, 2	1, 32	1, 4
, о. е.	0, 0	1, 0	1, 68	2, 44	2, 9
, о. е.	1, 0	0, 0	0, 2	0, 32	0, 4
, о. е.	0, 567	0, 0	0, 113	0, 18	0, 23

 

U- образные характеристики представлены на рис. 9.8 и построены на основании данных табл. 9.3 при и табл. 9.4 при .

 

Рис. 9.8 U-образные характеристики турбогенератора

При и токе возбуждения < 1 (рис. 9.8) генератор работает в режиме недовозбуждения, а при токе – в режиме перевозбуждения. В режиме недовозбуждения генератор потребляет из сети реактивную мощность, а режиме перевозбуждения отдает её в сеть. По отношению к напряжению сети ток генератора в режиме недовозбуждения является индуктивным и носит отстающий характер, а в режиме перевозбуждения – ёмкостным и носит опережающий характер.