Influencia de los cambios de frecuencia en el funcionamiento de los sistemas eléctricos

Para electricidad, los principales indicadores de calidad: voltaje y frecuencia, para energía térmica: presión, temperatura de vapor y agua caliente. La frecuencia está relacionada con la potencia activa (P) y el voltaje está relacionado con la potencia reactiva (Q).

Todas las máquinas y conjuntos rotativos están diseñados de tal manera que la eficiencia económica se logra a un número nominal de revoluciones por minuto: n = 60f / p,

donde: n — el número de revoluciones por minuto, f — frecuencia de la red, p es el número de pares de polos.

La frecuencia de CA generada por los generadores es una función de la velocidad de la turbina. El número de revoluciones de los mecanismos es función de la frecuencia.

En la Fig. 1 muestra las características relativas de carga estática para el sistema de potencia con respecto a la frecuencia.

Arroz. 1.

El análisis de dependencia de la Fig. 1 muestra que con una disminución de la frecuencia, disminuye el número de revoluciones del motor, disminuye la productividad de las máquinas y mecanismos.

Un ejemplo.

1.Una fábrica textil produce rechazos cuando la frecuencia cambia de la nominal a medida que cambia la velocidad del hilo y las máquinas herramienta producen rechazos.

2. Las bombas (alimentación), ventilación (humos) de la central térmica dependen de la velocidad: la presión es proporcional a «n2″, Consumo de energía»n3», donde n — el número de revoluciones por minuto;

3. La potencia de carga activa de los motores síncronos es proporcional a la frecuencia (cuando la frecuencia disminuye en un 1 %, la potencia de carga activa del motor síncrono disminuye en un 1 %);

4. La potencia de carga activa de los motores asíncronos se reduce en un 3% cuando la frecuencia se reduce en un 1%;

5. Para el sistema de potencia, una reducción del 1 % en la frecuencia da como resultado una reducción del 1-2 % en la potencia de carga total.

El cambio de frecuencia afecta al funcionamiento de las propias centrales. Cada turbina está diseñada para un determinado número de revoluciones, es decir, cuando baja la frecuencia, disminuye el par de la turbina. La caída de la frecuencia afecta a las propias necesidades de la planta y, como consecuencia, puede producirse un mal funcionamiento de las unidades de la planta.

A medida que la frecuencia disminuye debido a la falta de potencia activa, la carga del usuario se reduce para mantener la frecuencia al mismo nivel. El grado de cambio en la carga al cambiar la frecuencia por unidad por el efecto regulador de la carga en la frecuencia se llama... El proceso de perturbar el funcionamiento estable de la planta de energía debido a una caída en la frecuencia y en ausencia de una reserva de potencia activa se denomina avalancha de frecuencia.

Si f = 50 Hz, la frecuencia crítica a la que el rendimiento de los mecanismos principales de las necesidades auxiliares de las centrales eléctricas se reduce a cero y se produce una avalancha de frecuencias — 45 — 46 Hz.

A medida que la frecuencia disminuye, la fem disminuye. generador (a medida que disminuye la velocidad del excitador) y disminuye tensión de red.