Schimbarea frecvenței tensiunii AC afectează modurile de funcționare ale receptoarelor electrice. Principalii consumatori de energie electrică sunt motoarele de curent alternativ. Abaterea de frecvență agravează funcționarea motoarelor electrice, modifică viteza de rotație, consumă energie activă și ilicită. Cu toate acestea, schimbarea frecvenței are un efect redus asupra funcționării cuptorului și a încărcărilor de iluminat.
Gradul de influență al deviației de frecvență este diferit pentru diferite tipuri de cuplu motor. Cel mai mare pericol îl reprezintă abaterea de frecvență pentru funcționarea normală a echipamentelor din centralele electrice. Reduce performanțele mecanismelor care depășesc capul static, cum ar fi pompele de alimentare pentru nevoile proprii, depășind presiunea ridicată a unității cazanului în timpul funcționării. În plus, abaterea frecvenței de la valoarea nominală perturbă distribuția economică a sarcinilor între unitățile individuale și stațiile, deoarece câștigurile de putere rezultate nu sunt întotdeauna optime.
Pentru sistemul de putere în ansamblu, dependența puterii active P și reactive Q asupra frecvenței este prezentată în Fig. 16.5. Aceste dependențe se numesc caracteristici de încărcare statică în funcție de frecvență. Atunci când frecvența scade din cauza lipsei de energie activă generată în sistem, consumatorii își reduc sarcina, încercând să mențină frecvența la același nivel. Gradul de variație a sarcinii cu o schimbare a frecvenței, estimată cantitativ prin derivatul dP / df. numit efectul de reglare a sarcinii.
Pentru a asigura funcționarea fără probleme și economice a centralelor electrice, a rețelelor și a receptoarelor electrice, frecvența necesită o gravitate și o evaluează în funcție de deviația de frecvență, deviația timpului electric și fluctuația frecvenței.
Abaterea de frecvență se referă la diferența algebrică dintre valoarea frecvenței reale și valoarea sa nominală pentru modificările lente:
Standardele actuale de calitate a puterii permit abaterea de frecvență în modurile normale ale sistemului de alimentare cu ± 0,2% (± 0,1 Hz).
Evaluarea abaterilor unice ale frecvenței pe termen lung se face în funcție de deviația timpului electric. Prin timpul electric înțelegem integrarea frecvenței relative în raport cu timpul:
unde ta este timpul prelevat de la ceasul astronomic. În mod corespunzător, pentru abaterea timpului electric de la cea astronomică, se ia integralitatea deviației frecvenței relative în raport cu timpul:
Timpul electric este calculat de ceasul electric, care este un motor electric sincron, a cărui rotire prin sistemul cinematic este transmisă mâinilor oră. Cursul acestor ore coincide cu ceasul astronomic, dacă rețeaua menține o frecvență nominală. Comparând indicatorii ceasurilor electrice și astronomice, se poate aprecia acuratețea menținerii unei frecvențe normale pe o perioadă lungă de timp.
În sistemul de alimentare cu energie electrică, sunt posibile schimbări rapide pe termen scurt în frecvență, numite oscilații de frecvență. Frecvențele de frecvență nu trebuie să depășească 0,2 Hz în exces față de abaterile de frecvență admise.
În orice moment în sistemul de alimentare, se observă echilibrul capacităților active:
unde ΣPГ - puterea totală a generatoarelor de stații electrice; ΣP este puterea consumatorilor sistemului energetic, inclusiv nevoile proprii ale centralelor electrice; Σ - pierderea totală a puterii în rețelele electrice.
La orice frecvență, puterea generată de centralele electrice este egală cu consumul de energie. În același timp, frecvența nominală din sistemul de alimentare indică faptul că puterea generată este suficientă pentru a acoperi necesitățile normale ale receptoarelor electrice. Frecventa redusa in comparatie cu cea nominala indica o lipsa a puterii generate, iar o frecventa crescuta indica o exces de capacitate a centralelor electrice.
Să analizăm natura variației frecvențelor pentru încălcările abrupte ale balanței capacităților active. Pentru sistemele de putere, cazul reducerii frecvenței este mai important. O scădere accentuată a frecvenței are loc atunci când există o eroare bruscă a capacității de generare și nu există rezervă sau în cazul deconectării de urgență a liniilor intermediare încărcate și separarea sistemului în părțile nesincronice cu un deficit de putere.
În momentul de început, sarcina nominală în sistem corespunde sarcinii consumatorilor P1n. egală cu sarcina tuturor generatoarelor P1G (Figura 16.6). Să presupunem că toate generatoarele sunt încărcate complet și că nu există nicio rezervă de energie activă în sistem. Acum, din anumite motive, în momentul t1 (punctul 1) există un deficit al puterii active generate, egal cu Р1Г-Р2Г (punctul 3). Aceasta va duce la o încălcare a balanței, iar sarcina consumatorilor asupra caracteristicii statice de frecvență va avea tendința să o restabilească la o frecvență mai mică.
Dacă puterea stațiilor a fost independentă de frecvență, procesul ar merge de-a lungul curbei 1 - 2. Când a fost atinsă consumatorul P2n = P2G, echilibrul ar fi readus la o nouă frecvență redusă f2.
Cu toate acestea, o reducere a frecvenței și lipsa unei rezerve de capacitate de generare va conduce la o reducere a puterii tuturor stațiilor termice de-a lungul curbei 3-4.
Prin urmare, diferența dintre puterea consumată și cea generată va crește, ceea ce va reduce și mai mult frecvența de-a lungul curbei 1-5. Când frecvența critică fK este atinsă, puterea stațiilor termice scade la zero, iar frecvența scade drastic (curbele 4-6 și 5-7). Există un proces de avalanșă de frecvență. În același timp, motoarele și generatoarele care rămân în funcțiune sunt decelerate rapid. Motoarele încep să consume o putere reactivă crescută, iar generatoarele nu o pot da din cauza reducerii vitezei de rotație și a reducerii EMF. Există o scădere accentuată a tensiunii în rețea.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: