До сих пор предполагалось, что ЭДС генераторов при изменении их мощности остается постоянной. При медленном изменении режима таким свойством обладает синхронная ЭДС Еq нерегулируемого генератора. В действительности же все современные синхронные генераторы оснащены системами автоматического регулирования возбуждения (АРВ). В упрощенных расчетах и для таких генераторов иногда принимается неизменные расчетные значения ЭДС, определяемые в соответствии с заданным законом регулирования возбуждения.
При построении угловых характеристик мощности нерегулируемого генератора используется его простейшая математическая модель: Еq= const, xd (см. рис. 12.1).
Рис. 12.1. Одномашинная модель энергосистемы.
В этой модели: где хd ― синхронное реактивное сопротивление генератора по продольной оси; ― реактивное сопротивление системы.
Угловая характеристика генератора в этом случае соответствует выражению:
и представляет собой синусоидальную зависимость (см. рис. 1.4). Изменение других параметров режима имеется, но в этой зависимости не отражено.
Для уяснения взаимосвязи между режимными параметрами нерегулируемого генератора рассмотрим два режима энергосистемы. Совмещенная векторная диаграмма этих режимов представлена на рис. 12.2.
Как видно из векторной диаграммы, изменение тока статора генератора от величины I 1 до величины I 2 привело к заметному снижению напряжения U Ггенератора, что указывает на его значительную зависимость от мощности нагрузки. Эта зависимость является основным недостатком нерегулируемых
генераторов, для ослабления которого генераторы оснащается автоматическими регуляторами возбуждения АРВ. Взаимосвязи между параметрами режима в этом случае становятся сложнее.
Рис. 12.2. Изменение напряжения нерегулируемого генератора при увеличении угла.