Wpływ zmian częstotliwości na pracę układów elektrycznych

W przypadku energii elektrycznej główne wskaźniki jakości: napięcie i częstotliwość, w przypadku energii cieplnej: ciśnienie, temperatura pary i gorącej wody. Częstotliwość jest związana z mocą czynną (P), a napięcie jest związane z mocą bierną (Q).

Wszystkie maszyny i zespoły wirujące są zaprojektowane w taki sposób, aby efektywność ekonomiczną osiągać przy nominalnej liczbie obrotów na minutę: n=60f/p,

gdzie: n — liczba obrotów na minutę, f — częstotliwość sieci, p to liczba par biegunów.

Częstotliwość prądu przemiennego generowana przez generatory jest funkcją prędkości obrotowej turbiny. Liczba obrotów mechanizmów jest funkcją częstotliwości.

na ryc. 1 przedstawia względną charakterystykę obciążenia statycznego dla systemu elektroenergetycznego w odniesieniu do częstotliwości.

Ryż. 1.

Analiza zależności na ryc. 1 pokazuje, że wraz ze spadkiem częstotliwości liczba obrotów silnika maleje, maleje wydajność maszyn i mechanizmów.

Przykład.

1.Fabryka tekstyliów wytwarza odrzuty, gdy częstotliwość zmienia się z nominalnej, gdy zmienia się prędkość nici, a obrabiarki wytwarzają odrzuty.

2. Pompy (zasilanie), wentylacja (kanały) elektrociepłowni zależą od prędkości: ciśnienie jest proporcjonalne do „n2”, Zużycie energii „n3”, gdzie n — liczba obrotów na minutę;

3. Moc czynna obciążenia silników synchronicznych jest proporcjonalna do częstotliwości (gdy częstotliwość spada o 1%, moc czynna obciążenia silnika synchronicznego maleje o 1%);

4. Moc czynna obciążenia silników asynchronicznych zmniejsza się o 3%, gdy częstotliwość zmniejsza się o 1%;

5. W przypadku systemu elektroenergetycznego zmniejszenie częstotliwości o 1% powoduje zmniejszenie całkowitej mocy obciążenia o 1-2%.

Zmiana częstotliwości wpływa na pracę samych elektrowni. Każda turbina jest zaprojektowana na określoną liczbę obrotów, to znaczy, gdy częstotliwość spada, moment obrotowy turbiny maleje. Spadek częstotliwości wpływa na potrzeby własne elektrowni, w wyniku czego może dojść do awarii jednostek elektrowni.

Gdy częstotliwość spada z powodu braku mocy czynnej, obciążenie użytkownika jest zmniejszane, aby utrzymać częstotliwość na tym samym poziomie. Nazywa się stopień zmiany obciążenia przy zmianie częstotliwości na jednostkę przez regulujący wpływ obciążenia na częstotliwość... Proces zakłócania stabilnej pracy elektrowni w wyniku spadku częstotliwości i przy braku rezerwa mocy czynnej nazywana jest lawiną częstotliwości.

Jeżeli f = 50 Hz, częstotliwość krytyczna, przy której praca głównych mechanizmów potrzeb pomocniczych elektrowni spada do zera i następuje lawina częstotliwości — 45 — 46 Hz.

Wraz ze spadkiem częstotliwości zmniejsza się emf. generatora (gdy prędkość wzbudnicy maleje) i maleje napięcie sieciowe.