تحلیل دلایل ناپایداری فرکانس ژنراتورهای برق آبی

هیچ رابطه مستقیمی بین فرکانس AC و سرعت موتور نیروگاه برق آبی وجود ندارد، اما یک رابطه غیرمستقیم وجود دارد.

مهم نیست که چه نوع تجهیزات تولید برق باشد، پس از تولید برق، باید برق را به شبکه برق منتقل کند، یعنی ژنراتور برای تولید برق باید به شبکه متصل شود. هرچه شبکه برق بزرگتر باشد، دامنه نوسان فرکانس کوچکتر و فرکانس پایدارتر است. فرکانس شبکه فقط به این مربوط می‌شود که آیا توان اکتیو متعادل است یا خیر. وقتی توان اکتیو ساطع شده توسط دستگاه ژنراتور بیشتر از توان اکتیو برق باشد، فرکانس کلی شبکه برق افزایش می‌یابد. و برعکس.
تعادل توان اکتیو یک مسئله مهم در شبکه برق است. از آنجا که بار الکتریکی کاربران دائماً در حال تغییر است، شبکه برق باید همیشه خروجی تولید برق و تعادل بار را تضمین کند. مهمترین کاربرد نیروگاه‌های برق آبی در سیستم برق، تنظیم فرکانس است. هدف اصلی نیروگاه‌های برق آبی در مقیاس بزرگ، تولید برق است. در مقایسه با سایر انواع نیروگاه‌ها، نیروگاه‌های برق آبی مزایای ذاتی در تنظیم فرکانس دارند. توربین آبی می‌تواند به سرعت سرعت را تنظیم کند، که می‌تواند خروجی اکتیو و راکتیو ژنراتور را نیز به سرعت تنظیم کند تا بار شبکه به سرعت متعادل شود، در حالی که نیروگاه‌های حرارتی، هسته‌ای و غیره، خروجی موتور را نسبتاً کندتر تنظیم می‌کنند. تا زمانی که توان اکتیو شبکه به خوبی متعادل باشد، ولتاژ نسبتاً پایدار است. بنابراین، نیروگاه برق آبی سهم نسبتاً زیادی در پایداری فرکانس شبکه دارد.

در حال حاضر، بسیاری از نیروگاه‌های برق‌آبی کوچک و متوسط ​​در کشور مستقیماً تحت شبکه برق قرار دارند و شبکه برق باید بر نیروگاه‌های اصلی تعدیل‌کننده فرکانس کنترل داشته باشد تا پایداری فرکانس و ولتاژ شبکه برق تضمین شود. به عبارت ساده:
۱. شبکه برق سرعت موتور را تعیین می‌کند. ما اکنون از موتورهای سنکرون برای تولید برق استفاده می‌کنیم، به این معنی که نرخ تغییر برابر با شبکه برق است، یعنی ۵۰ تغییر در ثانیه. برای ژنراتوری که در یک نیروگاه حرارتی با تنها یک جفت الکترود استفاده می‌شود، ۳۰۰۰ دور در دقیقه است. برای یک ژنراتور برق آبی با n جفت الکترود، ۳۰۰۰/n دور در دقیقه است. چرخ آبی و ژنراتور معمولاً توسط یک مکانیسم انتقال با نسبت ثابت به هم متصل می‌شوند، بنابراین می‌توان گفت که توسط فرکانس شبکه نیز تعیین می‌شود.
۲. نقش مکانیزم تنظیم آب چیست؟ خروجی ژنراتور، یعنی توانی که ژنراتور به شبکه برق ارسال می‌کند را تنظیم کنید. معمولاً برای نگه داشتن ژنراتور در سرعت نامی خود به مقدار مشخصی توان نیاز است، اما پس از اتصال ژنراتور به شبکه، سرعت ژنراتور توسط فرکانس شبکه تعیین می‌شود و ما معمولاً فرض می‌کنیم که فرکانس شبکه تغییر نمی‌کند. به این ترتیب، هنگامی که توان ژنراتور از توان مورد نیاز برای حفظ سرعت نامی بیشتر شود، ژنراتور به شبکه برق ارسال می‌کند و برعکس، برق را جذب می‌کند. بنابراین، هنگامی که موتور با بار زیاد برق تولید می‌کند، پس از جدا شدن از قطار، سرعت آن به سرعت از سرعت نامی به چندین برابر افزایش می‌یابد و به راحتی می‌توان باعث تصادف ناشی از سرعت غیرمجاز شد!
۳. توان تولید شده توسط ژنراتور به نوبه خود بر فرکانس شبکه تأثیر خواهد گذاشت و واحد برق آبی معمولاً به دلیل نرخ تنظیم نسبتاً بالا به عنوان یک واحد تعدیل کننده فرکانس استفاده می‌شود.