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Leistungskurve eines Synchrongenerators

Das Leistungskurve eines Synchrongenerators definiert eine Grenze, innerhalb derer die Maschine sicher arbeiten kann. Es ist auch bekannt als Betriebsdiagramme oder Leistungsdiagramme. Der zulässige Betriebsbereich ist auf die folgenden Punkte beschränkt.

  • Die MVA-Belastung sollte die Generatorleistung nicht überschreiten. Diese Grenze wird durch den Anker der Statorheizung durch den Ankerstrom bestimmt.
  • Die MW-Belastung sollte die Bewertung der Antriebsmaschine nicht überschreiten.
  • Der Feldstrom darf einen durch die Erwärmung des Feldes bestimmten Wert nicht überschreiten.
  • Für den stationären oder stabilen Betrieb muss der Lastwinkel δ weniger als 90 Grad betragen. Die theoretische Stabilitätsgrenze des stabilen Zustands tritt auf, wenn δ = 90⁰.

Die Leistungskurve basiert auf dem Zeigerdiagramm der Synchronmaschine. Das Zeigerdiagramm eines zylindrischen Rotorgenerators mit nacheilendem Leistungsfaktor ist unten gezeigt.

Fähigkeitskurve eines synchronen Generators-Fig-1

Zur Vereinfachung wird angenommen, dass der Ankerwiderstand und die Sättigung vernachlässigbar sind. Es wird angenommen, dass die Maschine an Konstantspannungssammelschienen angeschlossen ist, so dass die Spannung Vp ist konstant. Die Länge O'O (= Vp) Ist repariert. Die Achsen Ox und Oy sind mit ihrem Ursprung O an der Spitze von V gezeichnetp.

Aus dem Zeigerdiagramm

Fähigkeitskurve des Synchrongenerators-Eq-1

Die tatsächliche Leistung des Generators wird als angegeben

Fähigkeitskurve des synchronen Generators-Eq-2

Die Blindleistung des Generators ist als angegeben

Fähigkeitskurve des synchronen Generators-Eq-3

Eine typische Leistungskurve für einen zylindrischen Rotorgenerator ist unten dargestellt.

Fähigkeitskurve eines synchronen Generators-Abb-2

Die Kurve ist in der S-Ebene aufgetragen, wo P istdie vertikale Achse und Q ist die horizontale Achse. Bei konstanter Leistung Ia und Voltampere S = VA ist der Ort ein Kreis mit Mittelpunkt bei O und Radius OB (= 3 V)p ichein). Die konstante P-Operation liegt auf einer Linie parallel zur Q-Achse. Die konstante Anregungskurve ist ein Kreis mit dem Mittelpunkt O 'und dem Radius O'B (= 3 Vp Ef/ Xs). Linien mit konstantem Leistungsfaktor sind gerade radiale Linien von O.

Zur Erregung Ef gleich Null ist der Ankerstrom als gegeben

Fähigkeitskurve des synchronen Generators-Eq-4

= Kurzschlussstrom bei Nennspannung

= OO ’

Die theoretische Stabilitätsgrenze ist eine GeradeLinie O'M im rechten Winkel zu O'O bei O ’. Hier ist δ = 90⁰. Zwischen a und b ist der Betrieb der Lichtmaschine durch den maximalen Feldstrom und einen Radiuskreis (3 V E) begrenztf/ Xs) mit dem Zentrum O “. Zwischen b und c ist der Betrieb durch die MVA-Grenze begrenzt. Hier ichein ist der maximal zulässige Ankerstrom. Zwischen c und d ist der Betrieb durch die Kraft der Antriebsmaschine begrenzt. Zwischen d und e ist der Betrieb durch die praktische Stabilitätsgrenze begrenzt.

Die theoretische Grenze der Stabilität tritt auf, wenn δ= 90⁰. Es muss jedoch ein Sicherheitsabstand zwischen der theoretischen und der in der Praxis verwendeten Grenze bestehen. Die praktische Grenze liegt normalerweise um 10% unter der theoretischen Stabilitätsgrenze. Der komplette Betriebsbereich der Lichtmaschine ist abcdkOa. Der Betrieb des Generators innerhalb dieserDer Bereich ist unter den Gesichtspunkten der Erwärmung und der Stabilität sicher. Sobald sich ein Arbeitspunkt in diesem Bereich befindet, werden die gewünschte Leistung P, S, Q Strom, Leistungsfaktor und Erregung ermittelt.

Betrachten Sie die unten angegebene Abbildung.

Fähigkeitskurve eines synchronen Generators - Abb. 3
Hier wird ein Arbeitspunkt F betrachtet und die folgenden Informationen gegeben

  • Wenn sich der Punkt F innerhalb der Leistungskurve befindet, wird die Maschine nicht überhitzt und es ist unwahrscheinlich, dass sie aus dem Gleichlauf fällt.
  • Eine Linie von F bis zum Ursprung O ’des If ist in einem Winkel δ von der Achse.
  • Eine Linie von FG bis F, die parallel zu O’Oa ist, ergibt eine Leistung, die OG entspricht.
  • Eine Linie von F bis zum Ursprung O der Q-Achse gibt den Leistungsfaktorwinkel ϕ von der vertikalen Achse an. d.h. ∠FOG = ϕ
  • Der Ankerstrom Iein wird von OF gegeben.
  • Der VA-Ausgang ist gegeben durch (OF x Betriebsspannung)
  • Die VAr-Ausgabe wird durch die Ausgangsspannung GF x gegeben
  • O’F gibt die Erregung Ef.
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