Vplyv zmien frekvencie na prevádzku elektrických systémov

Pre elektrinu sú hlavné ukazovatele kvality: napätie a frekvencia, pre tepelnú energiu: tlak, teplota pary a horúcej vody. Frekvencia súvisí s činným výkonom (P) a napätie súvisí s jalovým výkonom (Q).

Všetky točivé stroje a zostavy sú konštruované tak, aby bola dosiahnutá ekonomická efektívnosť pri menovitom počte otáčok za minútu: n = 60f / p,

kde: n – počet otáčok za minútu, f – frekvencia siete, p je počet pólových párov.

Frekvencia striedavého prúdu generovaná generátormi je funkciou rýchlosti turbíny. Počet otáčok mechanizmov je funkciou frekvencie.

Na obr. 1 sú znázornené relatívne statické charakteristiky zaťaženia pre energetický systém vzhľadom na frekvenciu.

Ryža. 1.

Analýza závislosti na obr. 1 ukazuje, že s poklesom frekvencie klesá počet otáčok motora, klesá produktivita strojov a mechanizmov.

Príklad.

1.Textilná továreň produkuje odpady, keď sa frekvencia zmení z nominálnej, keď sa mení rýchlosť závitu a obrábacie stroje produkujú odpad.

2. Čerpadlá (napájanie), vetranie (dymové kanály) tepelnej elektrárne závisia od rýchlosti: tlak je úmerný «n2″, Spotrebe energie»n3», kde n – počet otáčok za minútu;

3. Aktívny výkon záťaže synchrónnych motorov je úmerný frekvencii (keď frekvencia klesne o 1 %, aktívny výkon záťaže synchrónneho motora sa zníži o 1 %);

4. Aktívny výkon záťaže asynchrónnych motorov sa zníži o 3%, keď sa frekvencia zníži o 1%;

5. Pre energetický systém 1% zníženie frekvencie vedie k 1-2% zníženiu celkového výkonu záťaže.

Zmena frekvencie ovplyvňuje chod samotných elektrární. Každá turbína je dimenzovaná na určitý počet otáčok, to znamená, že pri poklese frekvencie klesá krútiaci moment turbíny. Pokles frekvencie ovplyvňuje vlastné potreby závodu a v dôsledku toho môže dôjsť k poruche blokov závodu.

Keď frekvencia klesá v dôsledku nedostatku aktívneho výkonu, zaťaženie používateľa sa znižuje, aby sa frekvencia udržala na rovnakej úrovni. Stupeň zmeny záťaže pri zmene frekvencie na jednotku regulačným účinkom záťaže na frekvenciu sa nazýva... Proces narušenia stabilnej prevádzky elektrárne v dôsledku poklesu frekvencie a pri absencii tzv. rezerva aktívneho výkonu sa nazýva frekvenčná lavína.

Ak f = 50 Hz, kritická frekvencia, pri ktorej výkon hlavných mechanizmov pomocných potrieb elektrární klesá na nulu a vzniká lavína frekvencií — 45 – 46 Hz.

Keď sa frekvencia znižuje, emf sa znižuje. generátora (pri znižovaní otáčok budiča) a klesá sieťové napätie.