Расчеты установившихся режимов

В эксплуатации часто возникает необходимость по заданным значениям активной и реактивной нагрузок, величине напряжения статора определить ток возбуждения, э. д. е., развиваемую генератором, или величину угла 6.
Аналитическая зависимость тока возбуждения генератора от его активной и реактивной нагрузок выражается формулой, к. — постоянный для данного генератора коэффициент, зависящий от конструкции машины, определяется по характеристикам холостого хода и короткого замыкания из выражения: Г — полный ток возбуждения, соответствующий заданному значению тока короткого замыкания К1 (определяется по характеристике короткого замыкания); о — составляющая тока возбуждения в режиме короткого замыкания при заданном значении тока /К1, создающая э. д. с. рассеяния Е8 = ==1/3 , определяемая по характеристике холостого хода по найденной величине.
Если разложить ток статора на активную и реактивную составляющие, э. д. с. в воздушном зазоре Еъ определится формулой
Необходимую для расчетов реактивность рассеяния х8 следует брать из заводских данных, в каталогах она обычно не дается. Для турбогенераторов ее можно принимать в пределах (1,0—1,3).
Графическое определение тока ротора по известным U1 и 1\ при заданном cos ср можно выполнить совмещенным построением характеристик холостого хода и короткого замыкания.
Напряжение статора t/, откладываем по оси ординат, ток под углом определяем как геометрическую сумму Щ и падения напряжения в сопротивлении рассеяния Ев := j/З/,хв. Ток ротора, соответствующий э. д. с., определяется отрезком ОС. Полный ток ротора, соответствующий номинальному току статора при заданном cos, определяется отрезком, которую генератор может развить без перегрузки статора и ротора. Располагаемой реактивной мощностью по статору называется реактивная мощность при полной нагрузке статора, даже если при этом ротор будет перегружен. Располагаемой реактивной мощностью по ротору называется расчетная реактивная мощность при полной нагрузке ротора, даже при условии перегрузки при этом статора. Располагаемая реактивная мощность по статору при различных нагрузках и заданном напряжении вычисляется по формуле.
Располагаемая реактивная мощность по ротору определяется по максимально возможному току ротора одним из описанных выше способов. При заданной частоте, активной нагрузке и напряжении действительная располагаемая реактивная мощность определяется наименьшим значением тока ротора.
При малых нагрузках ограничение реактивной мощности происходит по ротору, а при больших нагрузках — по статору.
Некоторые особенности на нормальные режимы работы турбогенераторов накладывает наличие ртутной выпрямительной нагрузки в системе, если преобразовательные подстанции работают по шестифазной схеме выпрямления. Поскольку ртутные выпрямительные агрегаты потребляют из сети несинусоидальный ток, форма кривой напряжения генератора искажается высшими гармоническими 5, 7, 11, 13, 17-го порядков. Высшие гармонические в кривой напряжения создают дополнительные потери в активных и конструктивных элементах не только генераторов, но и всех двигателей, трансформаторов, линий электропередачи. Возникают значительные местные нагревы, представляющие опасность для машин, в сетях дополнительно появляются сложные резонансы отдельных высших гармонических, вызывающие пики перенапряжений.
Уменьшение отрицательного влияния ртутной выпрямительной нагрузки достигается переходом от шестифазной схемы агрегатов к двенадцатифазной и ограничением допустимой величины 5-й и 7-й высших гармонических соответственно до 3 и 1%  статора генератора.