Vaihtovirran taajuuden ja vesivoimalaitoksen moottorin nopeuden välillä ei ole suoraa yhteyttä, mutta on olemassa epäsuora yhteys.
Sähköntuotantolaitteiston tyypistä riippumatta sen on sähkön tuottamisen jälkeen siirrettävä sähköä sähköverkkoon eli generaattori on kytkettävä verkkoon sähkön tuottamiseksi. Mitä suurempi sähköverkko, sitä pienempi taajuusvaihtelualue ja sitä vakaampi taajuus. Verkon taajuus liittyy vain siihen, onko pätöteho tasapainossa. Kun generaattorin lähettämä pätöteho on suurempi kuin sähkön pätöteho, sähköverkon kokonaistaajuus kasvaa ja päinvastoin.
Pätötehon tasapaino on merkittävä ongelma sähköverkossa. Koska käyttäjien sähkökuorma muuttuu jatkuvasti, sähköverkon on aina varmistettava sähköntuotannon teho ja kuormituksen tasapaino. Vesivoimalaitosten tärkein käyttötarkoitus sähköjärjestelmässä on taajuuden säätö. Kolmen rotkon supervesivoimalaitosten pääasiallinen käyttötarkoitus on tietenkin sähkön tuotanto. Verrattuna muuntyyppisiin voimalaitoksiin vesivoimalaitoksilla on luontaisia etuja taajuuden säädössä. Vesivoimaturbiini voi säätää nopeasti nopeutta, mikä voi nopeasti säätää generaattorin pätö- ja loistehon ja tasapainottaa siten verkon kuormitusta nopeasti, kun taas lämpövoima ja ydinvoima jne. säätävät moottorin tehoa suhteessa paljon hitaammin. Niin kauan kuin verkon pätöteho on hyvin tasapainossa, jännite on suhteellisen vakaa. Siksi vesivoimalaitoksella on suhteellisen suuri vaikutus verkon taajuuden vakauteen.
Tällä hetkellä monet maan pienet ja keskisuuret vesivoimalaitokset ovat suoraan sähköverkon alaisuudessa, ja sähköverkon on hallittava täysin tärkeimpiä taajuusmoduloivia voimalaitoksia sähköverkon taajuuden ja jännitteen vakauden varmistamiseksi. Yksinkertaisesti sanottuna:
1. Sähköverkko määrää moottorin nopeuden. Sähköntuotantoon käytetään nykyään tahtimoottoreita, mikä tarkoittaa, että muutosnopeus on yhtä suuri kuin sähköverkon eli 50 muutosta sekunnissa. Lämpövoimalaitoksessa käytettävällä generaattorilla, jossa on vain yksi elektrodipari, se on 3000 kierrosta minuutissa. Vesivoimalaitoksessa, jossa on n elektrodiparia, se on 3000/n kierrosta minuutissa. Vesiratas ja generaattori on yleensä kytketty toisiinsa jollakin kiinteäsuhteisella voimansiirtomekanismilla, joten voidaan sanoa, että se määräytyy myös verkon taajuuden mukaan.
2. Mikä on veden säätömekanismin rooli? Säätää generaattorin lähtötehoa eli generaattorin verkkoon lähettämää tehoa. Generaattorin pitäminen nimellisnopeudellaan vaatii yleensä tietyn määrän tehoa, mutta kun generaattori on kytketty verkkoon, generaattorin nopeus määräytyy verkon taajuuden mukaan, ja yleensä oletamme, että verkon taajuus ei muutu. Tällä tavoin, kun generaattorin teho ylittää nimellisnopeuden ylläpitämiseen tarvittavan tehon, generaattori lähettää tehoa verkkoon ja päinvastoin kuluttaa tehoa. Siksi, kun moottori tuottaa tehoa suurella kuormituksella, sen nopeus nousee nopeasti nimellisnopeudesta moninkertaiseksi, kun se irrotetaan junasta, ja on helppo aiheuttaa ylinopeusonnettomuus!
3. Generaattorin tuottama teho puolestaan vaikuttaa verkon taajuuteen, ja vesivoimalaitosyksikköä käytetään yleensä taajuusmoduloivana yksikkönä suhteellisen korkean säätönopeuden vuoksi.
Julkaisun aika: 05.09.2022
