Kintamosios srovės dažnis nėra tiesiogiai susijęs su hidroelektrinės variklio greičiu, bet yra netiesiogiai susijęs.
Nesvarbu, kokio tipo elektros energijos gamybos įranga naudojama, po elektros energijos gamybos būtina perduoti elektros energiją į elektros tinklą, t. y. generatorius turi būti prijungtas prie tinklo elektros energijos gamybai. Prijungus prie tinklo, generatorius yra prijungtas prie viso elektros tinklo, o dažniai visame tinkle yra visiškai vienodi. Kuo didesnis elektros tinklas, tuo mažesnis dažnio svyravimų diapazonas ir tuo stabilesnis dažnis. Tačiau elektros tinklo dažnis priklauso tik nuo to, ar aktyvioji galia yra subalansuota. Kai generatoriaus skleidžiama aktyvioji galia yra didesnė už suvartojamos elektros energijos aktyviąją galią, bendras elektros tinklo dažnis didės, ir atvirkščiai.
Aktyviosios galios balansas yra svarbi elektros tinklo tema. Kadangi vartotojų apkrova nuolat kinta, elektros tinklas visada turėtų užtikrinti energijos gamybos išeigą ir apkrovos balansą. Svarbi hidroelektrinės paskirtis elektros sistemoje yra dažnio moduliavimas. Žinoma, itin didelės Trijų Tarpeklių hidroelektrinės daugiausia naudojamos elektros energijos gamybai. Palyginti su kitų tipų elektrinėmis, hidroelektrinės turi būdingų pranašumų dažnio moduliavime. Vandens turbina gali greitai reguliuoti greitį, o tai taip pat gali greitai reguliuoti generatoriaus aktyviąją ir reaktyviąją galią, kad greitai subalansuotų tinklo apkrovą, o šiluminė ir branduolinė energija variklio galią reguliuoja daug lėčiau. Kol elektros tinklo aktyviosios galios balansas yra geras, įtampa yra gana stabili. Todėl hidroelektrinės labai prisideda prie elektros tinklo dažnio stabilumo.
Šiuo metu daugelis mažų ir vidutinio dydžio hidroelektrinių Kinijoje yra tiesiogiai prijungtos prie elektros tinklo. Elektros tinklas turi valdyti pagrindines dažnio moduliacijos elektrines, kad būtų užtikrintas elektros tinklo dažnio ir įtampos stabilumas. Paprastai tariant:
1. Variklio greitį lemia elektros tinklas. Dabar elektros energijai gaminti naudojame sinchroninius variklius, t. y. jų apsisukimų dažnis yra toks pat kaip ir elektros tinkle, t. y. 50 kartų per sekundę. Šiluminės elektrinės generatorius, turintis tik vieną elektrodų porą, apsisuka 3000 apsisukimų per minutę greičiu. Hidroelektrinės generatorius, turintis n elektrodų porų, apsisuka 3000/N per minutę greičiu. Vandens turbina ir generatorius paprastai yra sujungti fiksuoto santykio perdavimo mechanizmu, todėl galima sakyti, kad jį taip pat lemia elektros tinklo dažnis.
2. Kokį vaidmenį atlieka vandens reguliavimo mechanizmas? Reguliuoja generatoriaus išvestį, t. y. generatoriaus į tinklą siunčiamą energiją. Paprastai tam tikra galia reikalinga, kad generatorius veiktų iki vardinio greičio, tačiau prijungus generatorių prie tinklo, jo greitį lemia tinklo dažnis. Šiuo atveju paprastai darome prielaidą, kad tinklo dažnis išlieka nepakitęs. Tokiu būdu, kai generatoriaus galia viršija vardiniam greičiui palaikyti reikalingą galią, generatorius siunčia energiją į tinklą, o atvirkščiai – ją sunaudoja. Todėl, kai variklis generuoja energiją esant didelei apkrovai, atjungus jį nuo tinklo, jo greitis greitai padidėja nuo vardinio greičio iki kelių kartų, o tai padidina skrydžių avarijų riziką!
3. Generatoriaus generuojama energija savo ruožtu turės įtakos tinklo dažniui, o hidroelektrinės paprastai naudojamos kaip dažnio moduliacijos įrenginiai dėl santykinai didelio reguliavimo greičio.
Įrašo laikas: 2022 m. gegužės 17 d.
