A váltakozó áram frekvenciája és a vízerőmű motorjának fordulatszáma között nincs közvetlen összefüggés, de közvetett kapcsolat van.
Függetlenül attól, hogy milyen típusú energiatermelő berendezésről van szó, az áramtermelés után azt tovább kell juttatni az elektromos hálózatba, azaz a generátort csatlakoztatni kell a hálózathoz az áramtermeléshez. Minél nagyobb az elektromos hálózat, annál kisebb a frekvenciaingadozási tartomány, és annál stabilabb a frekvencia. A hálózati frekvencia csak attól függ, hogy a hatásos teljesítmény kiegyensúlyozott-e. Amikor a generátor által kibocsátott hatásos teljesítmény nagyobb, mint az áram hatásos teljesítménye, az elektromos hálózat teljes frekvenciája megnő. Fordítva, ez fordítva is igaz.
Az aktív teljesítmény egyensúlya az elektromos hálózat egyik fő kérdése. Mivel a felhasználók villamosenergia-terhelése folyamatosan változik, az elektromos hálózatnak mindig biztosítania kell az energiatermelés és a terhelés egyensúlyát. A vízerőművek legfontosabb felhasználási területe az energiarendszerben a frekvenciaszabályozás. Természetesen a Három-szurdok szuperméretű vízerőműveinek fő felhasználási területe az áramtermelés. Más típusú erőművekkel összehasonlítva a vízerőműveknek inherens előnyeik vannak a frekvenciaszabályozásban. A vízturbina gyorsan képes beállítani a sebességet, ami gyorsan beállítja a generátor aktív és meddő teljesítményét, így gyorsan kiegyensúlyozza a hálózati terhelést, míg a hőerőművek és az atomerőművek stb. a motor teljesítményét sokkal lassabbra állítják be. Amíg a hálózat aktív teljesítménye jól kiegyensúlyozott, a feszültség viszonylag stabil. Ezért a vízerőmű viszonylag nagy mértékben hozzájárul a hálózati frekvencia stabilitásához.
Jelenleg az országban számos kis- és közepes méretű vízerőmű közvetlenül az elektromos hálózat alatt található, és az elektromos hálózatnak abszolút ellenőrzéssel kell rendelkeznie a fő frekvenciamoduláló erőművek felett, hogy biztosítsa az elektromos hálózat frekvenciájának és feszültségének stabilitását. Egyszerűen fogalmazva:
1. Az elektromos hálózat határozza meg a motor fordulatszámát. Ma már szinkronmotorokat használunk energiatermelésre, ami azt jelenti, hogy a változás sebessége megegyezik az elektromos hálózat változásának sebességével, azaz másodpercenként 50 változás. Egy hőerőműben használt generátor esetében, amely csak egy elektródapárral rendelkezik, ez 3000 fordulat/perc. Egy n elektródapárral rendelkező vízerőmű-generátor esetében ez 3000/n fordulat/perc. A vízikerék és a generátor általában valamilyen fix arányú átviteli mechanizmussal van összekapcsolva, így elmondható, hogy ezt a hálózat frekvenciája is meghatározza.
2. Mi a vízszabályozó mechanizmus szerepe? Szabályozza a generátor kimenetét, azaz a generátor által a hálózatba küldött energiát. Általában bizonyos mennyiségű teljesítményre van szükség ahhoz, hogy a generátort a névleges fordulatszámon tartsák, de miután a generátort csatlakoztatták a hálózathoz, a generátor sebességét a hálózati frekvencia határozza meg, és általában feltételezzük, hogy a hálózati frekvencia nem változik. Ily módon, amint a generátor teljesítménye meghaladja a névleges fordulatszám fenntartásához szükséges teljesítményt, a generátor energiát küld a hálózatra, és fordítva energiát vesz fel. Ezért, amikor a motor nagy terheléssel termel energiát, miután leválasztják a vonatról, a sebessége gyorsan megnő a névleges fordulatszámról a többszörösére, és könnyen okozhat gyorshajtási balesetet!
3. A generátor által termelt energia viszont befolyásolja a hálózat frekvenciáját, és a vízerőművet általában frekvenciamoduláló egységként használják a viszonylag magas szabályozási sebesség miatt.
Közzététel ideje: 2022. szeptember 5.
