Падение частоты Опции

[ScorpionXXX]

Возник такой вопрос. Есть силовой трансформатор какой-то мощности. Представим что его по низкой стороне перегрузили за пределы его мощности, произойдет падения напряжения, а еще при этом может произойти падения частоты или частота как было 50 герц так и будет всегда?

[Oleg_n]

Хоть докрасна раскалится - частота останется прежней (величина частоты в ЕЭС).

[*_Garik_*]

Ну несовсем, если в отдельной части сети резко возростет нагрузка и будет дефецит мощности то будет и падение частоты.

[mic61]

Ну несовсем, если в отдельной части сети резко возростет нагрузка и будет дефецит мощности то будет и падение частоты.

Вы сами ответили на свой вопрос.

[*_Garik_*]

Вы сами ответили на свой вопрос.

??? обясните более популярно.

[ScorpionXXX]

Меня бы поинтерисовала (хотя бы вкраце) сущьность физических процессов? Почему она падает? Ведь генератор крутиться как и раньше

[Михайло]

Если рассматривать трансформатор как линейную систему (по схеме замещения - это резисторы и индуктивности), то частота не должна меняться. Если же учитывать нелинейности типа насыщения магнитной системы, то на выходе не будет теоретически синусоидальных напряжений, а значит речи о частоте не должно быть - их становится много, кратных 50 Гц. Основная гармоника останется 50 Гц.

[Uran]

В кратце процесс примерно выглядит так.

Прикрепленные файлы

 ___.doc ( 32 килобайт ) Кол-во скачиваний: 2762

 

[Dmitry_G]

Ну несовсем, если в отдельной части сети резко возростет нагрузка и будет дефецит мощности то будет и падение частоты.

Это связано с производительностью питающих насосов на ЭС. Увеличивается мощность, падает производительность насосов, падает частота, опять уменьшается производительность и т.д., генератор может совсем остановиться. Поэтому существует АЧР нескльких очередей ( при опред. снижении частоты - уставке, отрубается часть нагрузки).

[mic61]

Меня бы поинтерисовала (хотя бы вкраце) сущьность физических процессов? Почему она падает? Ведь генератор крутиться как и раньше

Вкратце? Попробуем...
Основными производителями электроэнергии в ЕЭС любой страны являются турбогенераторы. Т.е. схема такая: парогенератор (паровой котел высокого давления), в котором вода нагреваетя (превращается в перегретый пар с температурой 500...600 градусов, при давлении 20...30 атм) за счет тепла, получаемого при сжигании угля, мазута, газа (об этом не будем ) - на ТЭС, или тепла, получаемого "при помощи" ядерной реакции - на АЭС. Пар подается на паровую турбину, на одном валу с которой находится собственно турбогенератор - синхронная неявнополюсная быстроходная электрическая машина. Также, на этом же валу может "сидеть" т.н. возбудитель (машина постоянного тока, которая при работе всей системы вырабатывает постоянный ток для схемы возбуждения турбогенератора.) Вся эта система (кроме парогенератора, конечно) вращается с т.н. синхронной скоростью. Обычно эта скорость равна 3000 об/мин при частоте сети 50 Гц. Всю эту "классическую" схему обслуживает целая "куча" двигателей собственных нужд (с.н.)станции - двигатели ПЭНов (Питающих ЭлектроНасосов), ГЦНов (Главный Циркуляционный Насос), двигатели дымососов, двигатели насосов охлаждения турбогенератора, двигатели насосов системы смазки подшипников, двигатели управления задвижками и т.д. и т.п.
Итак, пар поступае в турбину, турбина крутит генератор, по обмоткам статора генератора начинает протекать ток нагрузки, который создает электромагнитный момент (тормозной - для турбины.) Т.е. фактически генератор "тормозит" паровую турбину тем в большей степени, чем болше электроэнергии вырабатывает. Чем больше тормозной момент, тем больше должен быть рабочий момент турбины (они должны друг друга уравновешивать, естественно), тем больше должно подаваться на нее пару и больше ток возбуждения подается на обмотки ротора турбогенератора от возбудителя. Естественно, в процессе эксплуатации, нагрузка (электрическая, а следовательно и механическая) непрерывно изменяется. При этом необходимо изменять мощность турбины (количество пара, подаваемого на ее вход - т.н. цилидр высокого давления ЦВД) и ток (напряжение) возбуждения генератора. Все это происходит автоматически с помощью систем регулирования (центробежные регуляторы - в сисеме подачи пара, система АРВ - автоматическое регулирование возбуждения - для тока возбуждения.)
Далее, несколько упрощенно: мощность парогенератора, турбины и генератора - величины не бесконечные. Парогенератор характеризуется, кроме всего прочего, и величиной производительности пара (тонн в час)...
Если электрическая нагрузка возрастает, то должна возрасти и механическая мощность турбины. Для этого (открывается центробежный регулятор) должно возрасти количество пара на входе в ЦВД турбины и увеличиться ток возбуждения в обмотке генератора. Если нагрузка продолжает расти - процесс должен повториться.
Это не может продолжаться бесконечно. Ресурс по пару ограничен, по току возбуждение - тоже. Турбина уже не справляется с возросшим электромагнитным моментом и начинает тормозиться. Следовательно, скорость вращения уменьшается, и частота в сети становится меньше 50 Гц. Напряжение на выводах падает.
(E = 4.44 * w * f * Ф
здесь - E ЭДС на выводах генератора
w -количество витков обмотки статора
f - частота сети
Ф - магнитный поток)
Т.е. падает частота в сети и напряжение. Уменьшается производительность двигателей с.н. станции (падает производительность котла, перегреваются подшипники генератора и турбины) - т.е. имеем положительную обратную связь, которая, в конечном итоге, приведет к лавинообразному снижению частоты и напряжения в сети, и к полной остановке ТЭС.
Ну а более глобально ситуацию описал Uran в своем .doc е...
Добавлю только, что особенно опасна лавина частоты для АЭС (помним Чернобыль...) Поэтому уставки по АЧР (автоматической частотной разгрузки) для АЭС выше, чем для ТЭС (при снижении частоты нельзя допускать остановки ГЦН-ов - насосов, прокачивающих воду через первый контур реактора.) Ну и еще (о ГЭСах - гидроэлектростанциях.) Т.к. гидрогенераторы намного быстрее запускаются "с нуля", то на ГЭС стоит автоматика, которая запускает "стоящие" гидрогенераторы в работу при системном снижении частоты...

Сообщение отредактировал mic61 - 20.1.2009, 15:09

[Roman_D]

Это как же надо грузануть силовой трансформатор какой-то мощности, чтобы электростанция встала? Или чтоб частота хоть на пару герц снизилась?

Понимаю, какую-нибудь дизельную межколхозную, когда мощность транса сравнима с мощностью станции; но ГЭС или ТЭС в несколько сот мегаватт...

Сообщение отредактировал Roman_D - 20.1.2009, 16:35

[*_Garik_*]

После прочитаного я понимаю что в предыдущем моем посте я что-то сморозил

[bereg]

Всем привет.
В развитие данной темы:
Хотелось бы узнать, какие величины отклонения частоты являются критическими для электрооборудования (токоприёмников).
Можно начать с бытовой техники. При каких частотах начнут загибаться холодильник, телевизор...?
Еще, может ли быть ситуация, когда напряжение в сети в норме, а частота ниже (или выше) нормы?

[Dmitry_G]

Еще, может ли быть ситуация, когда напряжение в сети в норме, а частота ниже (или выше) нормы?

Не может, если только это не какой-то резервный дизельгенератор и т.п. В системе частота 50Гц с очень незначительным отклонением, а иначе будет работать АЧР (автоматическая частотная разгрузка) которая сбросит (отключит) часть нагрузки, чтобы частота опять восстановилась.

[bereg]

иначе будет работать АЧР

А если АЧР не сработала, то при каких значениях частоты упадут бытовые приборы?

[Oleg_n]

Упадут не сами приборы, а изменится производительность механизмов с электроприводом. Самим двигателям, по большому счету, ничего не будет (не вдаемся в подробности возможного в определенных случаях увеличения тока, перегрева т.п.). А вот крутящий момент на валу снизится существенно. Чем чревато для станций - описано ранее. А для холодильника, насоса, вентилятора - не особо страшно.
Поэтому и за частотой следят не ради потребителей, а ради сохранения работоспособности электростанций.
Допустимые отклонения по частоте указаны в ГОСТ 13109-97.

[gomed12]

не ради потребителей, а ради сохранения работоспособности электростанций.

Именно ради потребителей.
Потребители, кроме бытовых, как известно, подразделяются и на промышленные, а там изменение частоты чревато последствиями.

[Oleg_n]

Именно ради потребителей.

Позвольте с Вами не согласиться.
Потребители, конечно, всякие бывают, но зачем о них заботиться, если сами электростанции перестанут работать?
Прошу заметить, что в последнем (да и в прошлой редакции) "стандарта по предотвращению и ликвидации нарушений..." в главах, касающихся частоты, речь идет именно о влиянии частоты на работу станций.
Да и для станций придумана такая вещь, как ЧДА. Это опять же аргумент - прежде всего сохранить в работе электростанции, а потом с потребителями разбираться.

[Uran]

Позвольте с Вами не согласиться.
Потребители, конечно, всякие бывают, но зачем о них заботиться, если сами электростанции перестанут работать?
Прошу заметить, что в последнем (да и в прошлой редакции) "стандарта по предотвращению и ликвидации нарушений..." в главах, касающихся частоты, речь идет именно о влиянии частоты на работу станций.
Да и для станций придумана такая вещь, как ЧДА. Это опять же аргумент - прежде всего сохранить в работе электростанции, а потом с потребителями разбираться.

Ради потребителей, отключением части менее ответственных потребителей.
ЧДА где-то может и в резерве находиться, отключает потребителей уже оперативный персонал.

[Oleg_n]

ЧДА где-то может и в резерве находиться, отключает потребителей уже оперативный персонал.

Не путайте ЧДА и АЧР.
ЧДА нужна для обеспечеия живучести электростанций при глубоком снижении частоты в системе: если после срабатывания АЧР частота в системе останется ниже определенного уровня, то станция просто выделяется на изолированную работу от системы с нагрузкой СН или небольшого района. Все остальное пусть гаснет, естественно. Приоритеты понятны?
Первая заповедь при ликвидации аварий, чему учат диспетчеров энергосистем: в любой ситуации, что бы ни случилось, первым делом подавать напряжение на собственные нужды электростанций и обеспечить их разворот, во-вторых - на собственные нужды подстанций, а уж только в третью очередь - потребителям.
Ну зачем нужен потребитель, если электроэнергии и так везде не будет по причинам останова электростанций? Объясните на пальцах
Для потребителей же особой категории должнен быть предусмотрен независимый от энергосистемы источник питания.

Сообщение отредактировал Oleg_n - 4.2.2009, 15:31