Vahelduvvoolu sageduse ja hüdroelektrijaama mootori pöörlemiskiiruse vahel puudub otsene seos, kuid on olemas kaudne seos.
Olenemata elektritootmisseadme tüübist, peab see pärast elektrienergia tootmist edastama elektri võrku, st generaator tuleb elektrienergia tootmiseks võrku ühendada. Mida suurem on elektrivõrk, seda väiksem on sageduse kõikumisvahemik ja seda stabiilsem on sagedus. Võrgu sagedus on seotud ainult aktiivvõimsuse tasakaalustamisega. Kui generaatori poolt kiiratav aktiivvõimsus on suurem kui elektrienergia aktiivvõimsus, suureneb elektrivõrgu üldine sagedus ja vastupidi.
Aktiivvõimsuse tasakaal on elektrivõrgus oluline probleem. Kuna kasutajate elektrikoormus muutub pidevalt, peab elektrivõrk alati tagama elektrienergia tootmise väljundvõimsuse ja koormuse tasakaalu. Hüdroelektrijaamade kõige olulisem kasutusala elektrisüsteemis on sageduse reguleerimine. Suuremahulise hüdroenergia peamine eesmärk on elektri tootmine. Võrreldes teist tüüpi elektrijaamadega on hüdroelektrijaamadel sageduse reguleerimise eelised. Hüdroturbiin saab kiiresti reguleerida kiirust, mis omakorda võimaldab kiiresti reguleerida ka generaatori aktiiv- ja reaktiivvõimsust, et võrgu koormust kiiresti tasakaalustada, samas kui soojusenergia, tuumaenergia jne reguleerivad mootori väljundvõimsust suhteliselt aeglasemalt. Seni kuni võrgu aktiivvõimsus on hästi tasakaalustatud, on pinge suhteliselt stabiilne. Seetõttu on hüdroelektrijaamal võrgu sageduse stabiilsusele suhteliselt suur panus.
Praegu on paljud riigi väikesed ja keskmise suurusega hüdroelektrijaamad otse elektrivõrgu all ning elektrivõrgul peab olema kontroll peamiste sagedusmoduleerivate elektrijaamade üle, et tagada elektrivõrgu sageduse ja pinge stabiilsus. Lihtsamalt öeldes:
1. Elektrivõrk määrab mootori kiiruse. Elektrienergia tootmiseks kasutame nüüd sünkroonmootoreid, mis tähendab, et muutumiskiirus on võrdne elektrivõrgu kiirusega, st 50 muutust sekundis. Soojuselektrijaamas kasutatava generaatori puhul, millel on ainult üks elektroodipaar, on see 3000 pööret minutis. Hüdrogeneraatori puhul, millel on n elektroodipaari, on see 3000/n pööret minutis. Vesiratas ja generaator on üldiselt ühendatud mingi fikseeritud suhtega ülekandemehhanismiga, seega võib öelda, et selle määrab ka võrgu sagedus.
2. Mis on vee reguleerimise mehhanismi roll? Reguleerib generaatori väljundit ehk generaatori võrku edastatavat võimsust. Tavaliselt kulub generaatori nimikiirusel hoidmiseks teatud võimsust, kuid kui generaator on võrku ühendatud, määrab generaatori kiiruse võrgu sagedus ja tavaliselt eeldatakse, et võrgu sagedus ei muutu. Sel viisil, kui generaatori võimsus ületab nimikiiruse hoidmiseks vajaliku võimsuse, saadab generaator energia võrku ja vastupidi neelab energiat. Seega, kui mootor genereerib energiat suure koormusega ja rongist lahtiühendamisel suureneb selle kiirus kiiresti nimikiirusest mitu korda, mis võib kergesti põhjustada kiirusõnnetusi!
3. Generaatori toodetud energia mõjutab omakorda võrgu sagedust ning hüdroelektrijaama kasutatakse tavaliselt sagedusmoduleeriva seadmena suhteliselt kõrge reguleerimiskiiruse tõttu.
Postituse aeg: 29. jaanuar 2022
