Vliv změn frekvence na provoz elektrických systémů
U elektřiny jsou hlavní ukazatele kvality: napětí a frekvence, u tepelné energie: tlak, teplota páry a horké vody. Frekvence souvisí s činným výkonem (P) a napětí souvisí s jalovým výkonem (Q).
Všechny točivé stroje a sestavy jsou konstruovány tak, aby ekonomické účinnosti bylo dosaženo při jmenovitém počtu otáček za minutu: n = 60f / p,
kde: n — počet otáček za minutu, f — frekvence sítě, p je počet pólových párů.
Frekvence střídavého proudu generovaná generátory je funkcí rychlosti turbíny. Počet otáček mechanismu je funkcí frekvence.
Na Obr. 1 ukazuje relativní statické charakteristiky zatížení pro energetický systém s ohledem na frekvenci.
Rýže. 1.
Analýza závislostí na Obr. 1 ukazuje, že s poklesem frekvence klesá počet otáček motoru, klesá produktivita strojů a mechanismů.
Příklad.
1.Textilní závod produkuje zmetky, když se frekvence změní z nominální se změnou rychlosti závitu a obráběcí stroje produkují zmetky.
2. Čerpadla (přívod), ventilace (kouřoviny) tepelné elektrárny závisí na rychlosti: tlak je úměrný «n2″, Spotřebě energie»n3», kde n — počet otáček za minutu;
3. Činný výkon zátěže synchronních motorů je úměrný frekvenci (při poklesu frekvence o 1% se činný výkon zátěže synchronního motoru sníží o 1%);
4. Výkon činné zátěže asynchronních motorů se sníží o 3 % při snížení frekvence o 1 %;
5. U energetického systému má 1% snížení frekvence za následek 1-2% snížení celkového výkonu zátěže.
Změna frekvence ovlivňuje provoz samotných elektráren. Každá turbína je dimenzována na určitý počet otáček, to znamená, že při poklesu frekvence klesá točivý moment turbíny. Pokles frekvence ovlivňuje vlastní potřeby závodu a v důsledku toho může dojít k poruše bloků závodu.
Jak frekvence klesá v důsledku nedostatku činného výkonu, zátěž uživatele se snižuje, aby frekvence zůstala na stejné úrovni. Míra změny zátěže při změně frekvence na jednotku regulačním účinkem zátěže na frekvenci se nazývá... Proces narušení stabilního provozu elektrárny v důsledku poklesu frekvence a při absenci rezerva činného výkonu se nazývá frekvenční lavina.
Je-li f = 50 Hz, kritická frekvence, při které klesá výkon hlavních mechanismů pomocných potřeb elektráren k nule a dochází k lavině frekvencí — 45 — 46 Hz.
Jak frekvence klesá, emf se snižuje. generátoru (se snižující se rychlostí budiče) a klesá síťové napětí.