ניתוח הגורמים לחוסר יציבות בתדר של גנרטור הידרואלקטרי

תדר זרם החילופין אינו קשור ישירות למהירות המנוע של תחנת כוח הידרואלקטרית, אך הוא קשור בעקיפין.

לא משנה איזה סוג של ציוד לייצור חשמל, יש צורך להעביר אנרגיה חשמלית לרשת החשמל לאחר ייצור אנרגיה חשמלית, כלומר, יש לחבר את הגנרטור לרשת לצורך ייצור חשמל. לאחר החיבור לרשת, הוא מחובר לרשת החשמל כולה, והתדרים בכל רשת החשמל זהים לחלוטין. ככל שרשת החשמל גדולה יותר, כך טווח תנודות התדר קטן יותר והתדר יציב יותר. עם זאת, תדר רשת החשמל קשור רק לאיזון ההספק הפעיל. כאשר ההספק הפעיל הנפלט ממערכת הגנרטור גדול מההספק הפעיל של צריכת החשמל, התדר הכולל של רשת החשמל יעלה, ולהיפך.

איזון הספק אקטיבי הוא נושא מרכזי ברשת החשמל. מכיוון שעומס ההספק של המשתמשים משתנה כל הזמן, רשת החשמל צריכה תמיד להבטיח את תפוקת ייצור החשמל ואת איזון העומס. המטרה החשובה של תחנות כוח הידרואלקטריות במערכת החשמל היא אפנון תדר. כמובן, הכוח ההידרואלקטרי בקנה מידה גדול במיוחד של שלושת הערוצים משמש בעיקר לייצור חשמל. בהשוואה לסוגים אחרים של תחנות כוח, לתחנות כוח הידרואלקטריות יש יתרונות מובנים באפנון תדר. טורבינת המים יכולה להתאים במהירות את המהירות, מה שיכול גם להתאים במהירות את הפלט האקטיבי והריאקטיבי של הגנרטור, כדי לאזן במהירות את עומס הרשת, בעוד שכוח תרמי וכוח גרעיני מתאימים את תפוקת המנוע לאט הרבה יותר. כל עוד איזון ההספק האקטיבי של רשת החשמל טוב, המתח יציב יחסית. לכן, תחנות כוח הידרואלקטריות תורמות תרומה רבה ליציבות התדר של רשת החשמל.

כיום, תחנות כוח הידרואלקטריות קטנות ובינוניות רבות בסין נמצאות ישירות מתחת לרשת החשמל. רשת החשמל חייבת לשלוט על תחנות הכוח העיקריות לוויסות תדר, על מנת להבטיח את יציבות התדר והמתח של רשת החשמל. במילים פשוטות:
1. רשת החשמל קובעת את מהירות המנוע. כיום אנו משתמשים במנועים סינכרוניים לייצור חשמל, כלומר, קצב השינוי זהה לזה של רשת החשמל, כלומר, 50 פעמים בשנייה אחת. עבור גנרטור של תחנת כוח תרמית עם זוג אלקטרודות אחד בלבד, הוא מסתובב 3000 סיבובים לדקה. עבור גנרטור של תחנת כוח הידרואלקטרית עם n זוגות אלקטרודות, הוא מסתובב 3000 / ניוטון לדקה. טורבינת המים והגנרטור מחוברים בדרך כלל יחד באמצעות מנגנון תמסורת בעל יחס קבוע, כך שניתן לומר שזה נקבע גם על ידי תדר רשת החשמל.
2. מה תפקידו של מנגנון ויסות המים? יש להתאים את תפוקת הגנרטור, כלומר, את ההספק הנשלח על ידי הגנרטור לרשת החשמל. בדרך כלל, נדרש הספק מסוים כדי לשמור על המהירות המדורגת של הגנרטור, אך לאחר חיבור הגנרטור לרשת, מהירות הגנרטור נקבעת על ידי תדר הרשת. בשלב זה, אנו בדרך כלל מניחים שתדר הרשת נשאר ללא שינוי. בדרך זו, ברגע שהספק הגנרטור עולה על ההספק הנדרש לשמירה על המהירות המדורגת, הגנרטור שולח חשמל לרשת וסופג חשמל להפך. לכן, כאשר המנוע מייצר חשמל תחת עומס כבד, לאחר ניתוקו מהרשת, מהירותו תגדל במהירות מהמהירות המדורגת פי כמה, דבר הנוטה לתאונות טיסה!
3. ההספק המיוצר על ידי הגנרטור ישפיע בתורו על תדר הרשת, ויחידות הידרואלקטריות משמשות בדרך כלל כיחידות אפנון תדר בגלל קצב הרגולציה הגבוה יחסית.