Kapasitet for en synkron generator

De Capability Curve av en synkron generator definerer en grense hvor maskinen kan operere trygt. Det er også kjent som Driftskart eller Kapasitetsdiagrammer. Tillatelsesområdet er begrenset til følgende punkter gitt nedenfor.

• MVA-belastningen bør ikke overstige generatorens vurdering. Denne grensen er bestemt av armaturen til statoroppvarming med armaturstrømmen.
• MW-belastningen bør ikke overstige graden av føreren.
• Feltstrømmen må ikke overskride en spesifisert verdi bestemt av oppvarming av feltet.
• For støt eller stabil drift må belastningsvinkelen δ være mindre enn 90 grader. Den teoretiske stabilitetsgrensen for den stabile tilstanden oppstår når δ = 90 °.

Kapasitetskurven er basert på fasordiagrammet til synkronmaskinen. De fasordiagram av en sylindrisk rotorgenerator ved lagring av effektfaktor er vist nedenfor.

For enkelhets skyld antas det at armaturmotstanden og metningen er ubetydelig. Maskinen antas å være koblet til konstant spenning Busbars slik at spenningen V_p er konstant. Lengden O'O (= V_p) er fikset. Aksene Ox og Oy er tegnet med sin opprinnelse O på spissen av V_p.

Fra fasordiagrammet,

Den ekte effekten av generatoren er gitt som

Den reaktive effekten av generatoren er gitt som

En typisk kapasitetskurve for en sylindrisk rotorgenerator er vist nedenfor.

Kurven er plottet på S-planet, hvor P erDen vertikale aksen og Q er den horisontale akse. For konstant strøm Ia og volt-ampere S = VA, er locus en sirkel med senter ved O og radius OB (= 3 V_p Jeg_en). Konstant P-operasjon ligger på en linje parallelt med Q-aksen. Det konstante excitasjonslokalet er en sirkel med sentrum O 'og radius O'B (= 3 V_p E_f/ X_s). Konstante strømfaktor linjer er rette radiale linjer fra O.

For eksitering E_f lik null, er armaturstrømmen gitt som

= kortslutningstrøm ved nominell spenning

= OO '

Den teoretiske stabilitetsgrensen er rettlinje O'M rett vinkel mot O'O på O '. Her δ = 90 °. Mellom a og b er driften av alternatoren begrenset av maksimal feltstrøm og en radiuskrets (3 V E_f/ X_s) med sentrum O '. Mellom b og c er operasjonen begrenset av MVA grensen. Her jeg_en er den maksimalt tillatte ankerstrømmen. Mellom c og d er operasjonen begrenset av kraften til føreren. Mellom d og e er operasjonen begrenset av den praktiske stabilitetsgrensen.

Den teoretiske grensen for stabilitet oppstår hvor δ= 90 °. Men det må være en sikkerhetsmargin mellom den teoretiske grensen og den som brukes i praksis. Den praktiske grensen er vanligvis tatt 10% mindre enn den teoretiske stabilitetsgrensen. Den komplette operasjonssonen til alternatoren er abcdkOa. Driften av alternatoren i detteområdet er trygt fra standpunktene for oppvarming og stabilitet. Når et driftspunkt ligger innenfor dette området, finner du ønsket effekt P, S, Q Strøm, effektfaktor og eksitasjon.

Vurder figuren nedenfor.

Her vurderes et driftspunkt F, og følgende informasjon er gitt

• Hvis punktet F er inne i kapasitetskurven, vil maskinen ikke bli overopphetet og vil ikke sannsynligvis falle ut av synkronisme.
• En linje fra F til opprinnelsen O 'av I_f er i en vinkel δ fra aksen.
• En linje FG til F parallell med O'Oa gir effekt lik OG.
• En linje fra F til opprinnelsen O av Q-aksen gir effektfaktorvinkelen φ fra den vertikale aksen. dvs. ∠FOG = φ
• Ankerstrømmen I_en er gitt av OF.
• VA-utgangen er gitt av (OF x driftsspenning)
• VAr-utgangen er gitt av GF x utgangsspenning
• O'F gir excitasjonen E_f.