No existe una relación directa entre la frecuencia de la corriente alterna y la velocidad del motor de la central hidroeléctrica, pero sí existe una relación indirecta.
Independientemente del tipo de equipo de generación de energía, después de generar electricidad, necesita transmitirla a la red eléctrica; es decir, el generador debe conectarse a la red para generar electricidad. Cuanto mayor sea la red eléctrica, menor será el rango de fluctuación de frecuencia y más estable será la frecuencia. La frecuencia de la red solo está relacionada con el equilibrio de la potencia activa. Cuando la potencia activa emitida por el grupo electrógeno es mayor que la potencia activa de la electricidad, la frecuencia general de la red eléctrica aumentará, y viceversa.
El equilibrio de potencia activa es un aspecto crucial en la red eléctrica. Debido a la constante variación de la demanda de electricidad, la red debe garantizar el equilibrio entre la generación y la carga. El uso más importante de las centrales hidroeléctricas en el sistema eléctrico es la regulación de frecuencia. Por supuesto, la supercentral hidroeléctrica de las Tres Gargantas se utiliza principalmente para generar electricidad. En comparación con otros tipos de centrales, las hidroeléctricas presentan ventajas inherentes en la regulación de frecuencia. La turbina hidráulica puede ajustar rápidamente su velocidad, lo que permite ajustar con rapidez la potencia activa y reactiva del generador, equilibrando así la carga de la red. En cambio, las centrales térmicas y nucleares, entre otras, ajustan la potencia del motor mucho más lentamente. Mientras la potencia activa de la red esté bien equilibrada, la tensión se mantendrá relativamente estable. Por lo tanto, la central hidroeléctrica contribuye significativamente a la estabilidad de la frecuencia de la red.
En la actualidad, muchas centrales hidroeléctricas pequeñas y medianas del país están directamente conectadas a la red eléctrica, y esta debe tener un control absoluto sobre las principales centrales de modulación de frecuencia, para garantizar la estabilidad de la frecuencia y el voltaje de la red. En resumen:
1. La red eléctrica determina la velocidad del motor. Actualmente utilizamos motores síncronos para la generación de energía, lo que significa que la frecuencia de cambio es igual a la de la red eléctrica, es decir, 50 revoluciones por segundo. Para un generador utilizado en una central térmica con un solo par de electrodos, la frecuencia es de 3000 revoluciones por minuto. Para un generador hidroeléctrico con n pares de electrodos, la frecuencia es de 3000/n revoluciones por minuto. La rueda hidráulica y el generador suelen estar conectados mediante un mecanismo de transmisión de relación fija, por lo que se puede decir que la velocidad también está determinada por la frecuencia de la red.
2. ¿Cuál es la función del mecanismo de ajuste de agua? Ajustar la salida del generador, es decir, la potencia que el generador envía a la red. Normalmente se requiere una cierta cantidad de potencia para mantener el generador a su velocidad nominal, pero una vez conectado a la red, la velocidad del generador viene determinada por la frecuencia de la red, y generalmente asumimos que esta frecuencia no varía. De esta manera, cuando la potencia del generador supera la potencia necesaria para mantener la velocidad nominal, el generador envía potencia a la red, y viceversa, absorbe potencia. Por lo tanto, cuando el motor genera potencia con una carga elevada, una vez desconectado del tren, su velocidad aumentará rápidamente varias veces con respecto a la velocidad nominal, ¡lo que puede provocar fácilmente un accidente por exceso de velocidad!
3. La energía generada por el generador afectará a su vez la frecuencia de la red, y la unidad hidroeléctrica se suele utilizar como unidad moduladora de frecuencia debido a su tasa de regulación relativamente alta.
Fecha de publicación: 5 de septiembre de 2022
