Le Courbe de capacité d’un générateur synchrone définit une frontière dans laquelle la machine peut fonctionner en toute sécurité. Il est également connu sous le nom Graphiques d’exploitation ou Graphiques de capacité. La région de fonctionnement autorisée est limitée aux points suivants ci-dessous:
- Le chargement MVA ne doit pas dépasser la note du générateur. Cette limite est déterminée par l’armature du chauffage du stator par le courant d’armature.
- La charge MW ne doit pas dépasser la note du moteur principal.
- Le courant de champ ne doit pas être autorisé à dépasser une valeur spécifiée déterminée par le chauffage du champ.
- Pour un fonctionnement en régime permanent ou stable, l’angle de charge δ doit être inférieur à 90 degrés. La limite de stabilité théorique de la condition stable se produit lorsque δ = 90⁰.
La courbe de capacité est basée sur le diagramme de phaseur de la machine synchrone. Le diagramme de phaseurs d’un alternateur de rotor cylindrique au facteur de puissance de décalage est illustré ci-dessous:
Pour plus de simplicité, la résistance et la saturation de l’armature sont supposées être négligeables. La machine est supposée être connectée à des barres de tension constante afin que la tension Vp est constant. La longueur o’o (= vp) est fixe. Les axes ox et oy sont dessinés avec leur origine o à la pointe de vp.
Du diagramme de phaseur,
La puissance de sortie réelle du générateur est donnée comme suit:
La puissance de sortie réactive du générateur est donnée comme suit:
Une courbe de capacité typique pour un générateur de rotor cylindrique est illustrée ci-dessous:
La courbe est tracée sur le plan S, où P est l’axe vertical et Q est l’axe horizontal. Pour une puissance constante IA et Volt-Ampères S = VA, le locus est un cercle avec un centre à O et Radius OB (= 3 Vp jeun). L’opération P constante se trouve sur une ligne parallèle à l’axe Q. Le locus d’excitation constant est un cercle avec le centre o ‘et le rayon o’b (= 3 Vp Ef/ Xs). Les lignes de facteur de puissance constantes sont des lignes radiales droites d’O.
Pour l’excitation ef Égal à zéro, le courant d’armature est donné comme:
= courant de court-circuit à la tension nominale
= Oo ‘
La limite de stabilité théorique est une ligne droite O’M à angle droit à O’O à O ‘. Ici Δ = 90⁰. Entre A et B, le fonctionnement de l’alternateur est limité par le courant de champ maximum et un cercle de rayon (3 Vf/ Xs) avec un centre o ‘. Entre B et C, l’opération est limitée par la limite MVA. Ici jeun est le courant d’armature maximal autorisé. Entre C et D, l’opération est limitée par la puissance du moteur principal. Entre D et E, l’opération est limitée par la limite de stabilité pratique.
La limite théorique de la stabilité se produit où δ = 90⁰. Mais il doit y avoir une marge de sécurité entre la limite théorique et celle utilisée dans la pratique. La limite pratique est généralement prise de 10% de moins que la limite de stabilité théorique. La zone de fonctionnement complète de l’alternateur est abcdkoa. Le fonctionnement de l’alternateur dans cette zone est à l’abri des points de vue du chauffage et de la stabilité. Une fois qu’un point de fonctionnement est situé dans cette zone, la puissance souhaitée P, S, Q IE, le courant, le facteur de puissance et l’excitation sont trouvées.
Considérez le chiffre ci-dessous.
Ici, un point de fonctionnement F est pris en compte, et les informations suivantes sont données:
- Si le point F est à l’intérieur de la courbe de capacité, la machine ne sera pas surchauffée et ne sera pas susceptible de tomber du synchronisme.
- Une ligne de f à l’origine o ‘du if est à un angle Δ de l’axe.
- Une ligne FG à travers F parallèle à O’OA donne une puissance égale à OG.
- Une ligne de F à l’origine O de l’axe Q donne l’angle du facteur de puissance ϕ de l’axe vertical. c’est-à-dire, ∠fog = ϕ
- Le courant d’armature iun est donné par de.
- La sortie VA est donnée par (de la tension de fonctionnement x)
- La sortie var est donnée par la tension de sortie GF X
- O’F donne l’excitation ef.
Il s’agit de courbe de capacité.