Vpliv frekvenčnih sprememb na delovanje električnih sistemov

Za električno energijo so glavni kazalci kakovosti: napetost in frekvenca, za toplotno energijo: tlak, temperatura pare in vroče vode. Frekvenca je povezana z delovno močjo (P), napetost pa z jalovo močjo (Q).

Vsi rotacijski stroji in sklopi so zasnovani tako, da je ekonomska učinkovitost dosežena pri nominalnem številu vrtljajev na minuto: n = 60f / p,

kjer je: n — število vrtljajev na minuto, f — omrežno frekvenco, p je število parov polov.

Frekvenca izmeničnega toka, ki jo ustvarijo generatorji, je funkcija hitrosti turbine. Število vrtljajev mehanizmov je funkcija frekvence.

Na sl. 1 prikazuje karakteristike relativne statične obremenitve za elektroenergetski sistem glede na frekvenco.

riž. 1.

Analiza odvisnosti na sl. 1 kaže, da se z zmanjšanjem frekvence število vrtljajev motorja zmanjša, produktivnost strojev in mehanizmov se zmanjša.

Primer.

1.Tekstilna tovarna proizvaja odpadke, ko se frekvenca spremeni od nominalne, ko se spremeni hitrost niti, strojna orodja pa proizvajajo odpadke.

2. Črpalke (dovod), prezračevanje (dimni kanali) termoelektrarne so odvisne od hitrosti: tlak je sorazmeren z «n2», Poraba energije»n3», kjer je n — število vrtljajev na minuto;

3. Aktivna moč obremenitve sinhronskih motorjev je sorazmerna s frekvenco (ko se frekvenca zmanjša za 1%, se aktivna moč obremenitve sinhronskega motorja zmanjša za 1%);

4. Moč aktivne obremenitve asinhronih motorjev se zmanjša za 3%, ko se frekvenca zmanjša za 1%;

5. Za elektroenergetski sistem 1-odstotno zmanjšanje frekvence povzroči 1-2-odstotno zmanjšanje skupne moči obremenitve.

Sprememba frekvence vpliva na delovanje samih elektrarn. Vsaka turbina je zasnovana za določeno število vrtljajev, to pomeni, da ko frekvenca pade, se navor turbine zmanjša. Padec frekvence vpliva na lastne potrebe elektrarne in posledično lahko pride do okvare enot elektrarne.

Ker se frekvenca zmanjša zaradi pomanjkanja delovne moči, se obremenitev uporabnika zmanjša, da se frekvenca ohrani na isti ravni. Stopnja spremembe obremenitve pri spreminjanju frekvence na enoto z regulacijskim učinkom obremenitve na frekvenco se imenuje... Proces motenj stabilnega delovanja elektrarne zaradi padca frekvence in v odsotnosti rezerva delovne moči se imenuje frekvenčni plaz.

Če je f = 50 Hz, je kritična frekvenca, pri kateri se učinkovitost glavnih mehanizmov pomožnih potreb elektrarn zmanjša na nič in se pojavi plaz frekvenc - 45-46 Hz.

Ko se frekvenca zmanjša, se emf zmanjša. generatorja (ko se vrtilna frekvenca vzbujalnika zmanjša) in se zmanjša omrežna napetost.