发电机无功功率分配的稳定性怎么调节
摘要：当并联发电机间无功功率分配调整合理后，能否把合理的状态保持下去，这与自动励磁调节装置的性能有很大关系。为了讨论无功分配的稳定性，首先介绍几个有关的概念。
1．调压特性
（1）发电机的调压特性。
发电机的调压特性表示发电机端电压U与输出无功电流İQ之间的关系，如图1所示。它与发电机外特性有些类似，即都是电压与电流的关系，在频率不变的情况下测得。但两种特性是不同的，外特性是在励磁电流不变的情况下获得的，而调压特性是在自动励磁电流调节装置起作用的情况下获得的；外特性的横坐标是负载电流，调压特性的横坐标是无功电流İQ，即负载电流的无功分量。
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图1 发电机的调压特性 |
（2）无差特性。
无差特性是呈水平直线的调压特性，即当无功电流İQ变化时，端电压 ΔU=0不发生变化的特性。当İQ变化时，去磁的电枢反应变化，必定引起端电压U的变化（单机运行时），但 ΔU=0说明自动励磁调整装置AVR在起作用，其调节属可控误差的类型。
（3）有差特性。
有差特性是指当İQ增大时，ΔU也随之增大的调压特性。由于自动励磁调节装置的调节作用，ΔU的变化虽存在，但比发电机的外特性上的ΔU变化要小得多。简单地看，可认为有差特性是一根略向下倾斜的直线。图1所示是夸大表示。根据规范要求，静态电压调整率应不大于2.5％，可知实际倾角α≤1.43°
（4）调差系数KC。
KC是指调压特性下倾角的正切值，定义值不小于零，有
2．无功分配的分析
下面定性讨论Kc不同时，对两台发电机并联运行时的无功功率分配产生的影响。
1) Kc1>Kc2>0
两台发电机都具有下垂的调压特性，且调差系数不同。
这种情况如图2(a)所示。为表示清楚起见，把两台发电机的调压特性分别画在纵轴的两侧〔图（b）、(c)、（d）画法相同〕。由于 Kc1>Kc2>0，当无功负载增加时，电网电压下降。根据三角形相似关系可知，不同电压下，两台发电机承担的无功功率按比例分配，且分配稳定。所谓稳定是指根据电压或总负载量可以确定特性上的唯一工作点。
在这种情形下，若调差系数选择恰当，可满足不同容量的发电机间的无功功率按比例分配。
2) Kc1>Kc2>0
两台发电机都具有下垂的调压特性，且调差系数相同。
如图2(b）所示，从图中可知两台发电机承担的无功功率是平均分配的，且分配稳定。
这种情形满足同容量的发电机间的无功功率平均分配。
3)Kc1>Kc2>0
一台发电机具有下垂的调压特性，另一台发电机是无差特性。
这种情况如图2(c)所示。由于右边特性为无差特性，把电网电压箝定了，若有差特性的起点（空载状态）与无差特性重合，那么有差特性的发电机将不能承担无功负载。为了使它承担一定的无功功率，就需要把有差特性抬高。即使如此，由于电网电压一定，有差特性所承担的无功功率不能变化，而负载变化时，无功功率的全部变化量由无差特性的发电机承担。这种组合虽然能稳定分配无功功率，但分配是不成比例的。
4) Kc1>Kc2>0
两台发电机都具有无差的调压特性。
这种情况如图2所示。当两特性处于同一水平线时，无功功率的分配不成比例，且不能稳定分配，甚至分配会发生周期性变化，即形成振荡。
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图2 各种 Kc的发电机并联时无功功率分配 |
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