Synchronmaschine

Generator im Netzbetrieb
(c) Friedrich Sick
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Arbeitet eine Synchronmaschine im Generatorbetrieb in ein Verbundnetz, so ist die Klemmenspannung durch das Netz bestimmt und die Wirkleistungsabgabe durch die Energiezufuhr von der Antriebsmaschine (Turbine) gegeben.

Durch den Antrieb behält der Läufer in einem festen Netz zwar seine synchrone Drehzahl bei, er eilt aber dem Ständerdrehfeld um den Lastwinkel d voraus. D.h. die Urspannung Uo (Leerlaufspannung) des Generators eilt der Netzspannung (Klemmenspannung Uk) voraus. (Siehe Zeigerdiagramme!)

Durch den Erregerstrom im Läufer wird die induzierte Leerlaufspannung Uo (Urspannung) gesteuert. Das Ersatzschaltbild (vorherige Seite) zeigt, dass die (geometrische) Differenz zwischen Urspannung Uo und der festen Klemmenspannung Uk (Netzspannung) die innere Blindspannung UbL sein muss. Es muss sich also ein Strom Is einstellen, der genau diesen Spannungsverlust am Blindwiderstand XL hervorruft!

  • Praxis:
    Man stellt den Erregerstrom so ein, dass der Leiterstom ein Minimum annimmt. Der Generator liefert dann Wirkleistung ins Netz. (Vergleiche nebenstehende Zeigerdiagramme!)
    • synm-14
    • Nennerregung
      Die Leerlaufspannung Uo ist so eingestellt, das die Blindspannung UbL senkrecht zu Uk steht. Da der Strom der Blindspannung um 90° nacheilt, liegt er in Phase zur Klemmenspannung Uk und ist der Wirkstrom Iw !
    • Übererregung
      Bei Übererregung steigt die Leerlaufspannung Uo und damit auch die Blindspannung UbL. Also muss auch ein höher Strom Is fließen, der der Blindspannung UbL um 90° nacheilt. Der Wirkstromanteil Iw bleibt allerdings bei konstanter Energiezufuhr - also gleichem Lastwinkel - unverändert! Da der Strom Is der Klemmenspannung Uk nacheilt ergibt sich induktive Scheinleistung.
    • Untererregung
      Auch hier muss der Strom Is die Blindspannung UbL erzeugen und ihr 90° nacheilen. Der Strom Is eilt jetzt der Netzspannung Uk voraus. Es ergibt sich also kapazitive Scheinleistung!