同步发电机正常运行时为什么要有无功功率？

有功功率的调节
　　◆功角特性=f(d)反映了同步发电机的电磁功率随着功角变化的情况。稳态运行时，同步发电机的转速由电网的频率决定，恒等于同步转速，即，发电机的电磁转矩 和电磁功率之间成正比关系： 电磁转矩与原动机提供的动力转矩相平衡其中为空载转矩因摩擦、风阻等引起的阻力转矩）。
　　◆可见要改变发电机输送给电网的有功功率 ，就必须改变原动机提供的动力转矩，这一改变可以通过调节水轮机的进水量或汽轮机的汽门来达到。
　　◆当功角处于0到范围内时，随着d的增大，亦增大，同步发电机在这一区间能够稳定运行。 而当d >时，随着d的增大，反而减小，电磁功率无法与输入的机械功率相平衡，发电机转速越来越大，发电机将失去同步，故在这一区间发电机不能稳定运行。
　　◆同步发电机失去同步后，必须立即减小原动机输入的机械功率，否则将使转子达到极高的转速，以致离心力过大而损坏转子。另外，失步后，发电机的频率和电网频率不一致，定子绕组中将出现一个很大的电流而烧坏定子绕组。因此，保持同步是十分重要的。
　　◆ 综上所述：并联于电网的发电机所承担的有功功率可以通过调节原动机输入的机械功率来改变的。而且电机承担的有功功率的极限是。当0<d<时发电机可以稳定运行； d<发电机不能稳定运行。
　　◆应当注意，当发电机的励磁电流不变时，d的变化也将无功功率的变化。无功功率随着有功功率的增加而减少，甚至可能导致无功功率改变符号，这是应当避免的。因此如果只要求改变发电机所承担的有功功率时，应该在调节发电机有功功率的同时适当调节发电机的无功功率。
　无功功率的调节　
　　◆接在电网上运行的负载类型很多，多数负载除了消耗有功功率外，还要消耗电感性无功功率，如接在电网上运行的异步电机、变压器、电抗器等。所以电网除了供应有功功率外，还要供应大量滞后性的无功功率。
　　◆ 电网所供给的全部无功功率一般由并网的发电机分担。
　　◆ 电网的电压和频率不会因为一台发电机运行情况的改变而改变，即并网发电机的电压和频率将维持常数。
　　◆ 如果保持原动机的拖动转矩不变(即不调节原动机的汽门、油门或水门)，那么发电机输出的有功功率亦将保持不变。
　　◆图17.11给出了有功功率不变而空载电势变化时，隐极发电机的电势相量图，和的矢端必须落在直线AB和CD上。
　　①如果在某一励磁电流时，正好与平行，此时无功功率为零,发电机输出的全部是有功功率，发电机正常励磁。
　　②如果增加励磁电流到1，则将沿直线AB右移到1 ，将沿直线CD下移至1 ，1滞后于，发电机处于过励状态，输出功率中除了有功功率外，还有滞后性的无功功率；
　　③如将励磁电流减少到2，则沿BA左移到2 ，沿DC 上移到2，2超前于，发电机处于欠励状态，发电机输出功率中除了有功功率外，还有超前性的无功功率。

　　　　　　　　　 　　V形曲线

　　◆可见，通过调节励磁电流可以达到调节同步发电机无功功率的目的。当从某一欠励状态开始增加励磁电流时，发电机输出的超前的无功功率开始减少，电枢电流中的无功分量也开始减少；达到正常励磁状态时，无功功率变为零，电枢电流中的无功分量也变为零，此时 ；如果继续增加励磁电流，发电机将输出滞后性的无功功率，电枢电流中的无功分量又开始增加。
　　◆ 电枢电流随励磁电流变化的关系表现为一个V形曲线。V形曲线是一簇曲线，每一条V形曲线对应一定的有功功率。V形曲线上都有一个最低点，对应cosj=0 的情况。将所有的最低点连接起来，将得到与cosj=0对应的曲线，该线左边为欠励状态，功率因数超前，右边为过励状态，功率因数滞后（见图17.12）。V形曲线可以利用图17.11所示的电势相量图及发电机参数大小来计算求得，亦可直接通过负载试验求得。

• 许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的"无功"并不是"无用"的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。无功功率单位为乏(Var)。

•   在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为： 

•   cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2 

•   在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。 

•   1 影响功率因数的主要因素 

•   (1)大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～70％。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。 

•   (2)变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。 

•   (3)供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。 

•   当供电电压高于额定值的10％时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110％时，一般无功将增加35％左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。

• 　　应该是带动发电机组的柴油原动机油门控制出现问题吧，一开始油门就不大吧。同步发电机并网运行时，单单增加励磁电流只能增加输出的无功功率；单单增加油门只能增加输出的有功功率！并网后的同步发电机应该及时调节油门，增加输入的功率，才能使其输出有功功率，只调节励磁电流，只能改变其输出的无功功率。

• 　　无功是否产生看的是负载的性质，如果说：负载中有电感和电容，在这些元器件中它需要消耗功率用来储存能量，电容储存电能，电感储存磁场能，但这些能量又不是真正的被消耗掉，只是通过不同的形式存贮而已，所以它这部份能量叫作无功功率。因此，发电机无功产生的原因就是看负载的情况，如果说负载需要无功用于储能，发电机就会发出无功，例如变压器工作时，它的原、副边线圈需要通过磁场来传递能量，那这个磁场只是作为传递的媒介，不真正消耗功率（如转换成热能），所以它只是利用这部份能量用于产生磁场，即它消耗无功用于建立磁场。

• 上头单位要求你们发一定量的无功，那是因为：在实际运用中，负载大多数是感性负载，如电动机，在生产中它占总用电容量的70%以上，它们消耗大量的感性无功，再加上，不同容量的发电机并网运行，各自的无功出力要和容量相匹配，容量大的无功出力应该也大，所以电力监管部门就会要求发电站发出与之匹配的无功电镀量。

• 无功功率平方+有功功率平方=视在功率平方