Hidroelektrik santralinin alternatif akım frekansı ile motor devri arasında doğrudan bir ilişki yoktur, ancak dolaylı bir ilişki mevcuttur.
Hangi tür güç üretim ekipmanı olursa olsun, elektrik ürettikten sonra elektriğin şebekeye iletilmesi gerekir; yani jeneratörün elektrik üretmek için şebekeye bağlanması gerekir. Şebeke ne kadar büyük olursa, frekans dalgalanma aralığı o kadar küçük olur ve frekans o kadar kararlı olur. Şebeke frekansı yalnızca aktif gücün dengeli olup olmamasıyla ilgilidir. Jeneratör setinin yaydığı aktif güç, elektriğin aktif gücünden daha büyük olduğunda, şebekenin genel frekansı artar, tersi durumda ise azalır.
Aktif güç dengesi, elektrik şebekesinde önemli bir sorundur. Kullanıcıların elektrik yükü sürekli değiştiği için, elektrik şebekesi her zaman güç üretim çıktısını ve yük dengesini sağlamalıdır. Hidroelektrik santrallerinin elektrik sistemindeki en önemli kullanım alanı frekans düzenlemesidir. Elbette, Üç Boğaz Barajı'nın devasa hidroelektrik santralinin ana kullanım amacı elektrik üretmektir. Diğer santral türleriyle karşılaştırıldığında, hidroelektrik santrallerinin frekans düzenlemesinde doğal avantajları vardır. Hidro türbinin hızı hızlı bir şekilde ayarlanabilir, bu da jeneratörün aktif ve reaktif çıkışını hızlı bir şekilde ayarlayarak şebeke yükünü hızlı bir şekilde dengeleyebilir; oysa termik santraller ve nükleer santraller vb., motor çıkışını çok daha yavaş ayarlarlar. Şebekenin aktif gücü iyi dengelendiği sürece, voltaj nispeten stabildir. Bu nedenle, hidroelektrik santralinin şebeke frekans stabilitesine katkısı oldukça büyüktür.
Şu anda ülkedeki birçok küçük ve orta ölçekli hidroelektrik santrali doğrudan elektrik şebekesine bağlıdır ve elektrik şebekesinin frekans ve voltaj istikrarını sağlamak için ana frekans modülasyonlu enerji santralleri üzerinde mutlak kontrole sahip olması gerekmektedir. Basitçe ifade etmek gerekirse:
1. Elektrik şebekesi motorun hızını belirler. Günümüzde enerji üretimi için senkron motorlar kullanıyoruz, bu da değişim hızının elektrik şebekesinin hızıyla aynı olduğu, yani saniyede 50 değişim olduğu anlamına gelir. Sadece bir çift elektrotlu termik santralde kullanılan bir jeneratör için bu, dakikada 3000 devirdir. n çift elektrotlu bir hidroelektrik jeneratörü için ise dakikada 3000/n devirdir. Su çarkı ve jeneratör genellikle sabit oranlı bir iletim mekanizmasıyla birbirine bağlanır, bu nedenle hızın şebeke frekansına da bağlı olduğu söylenebilir.
2. Su ayarlama mekanizmasının rolü nedir? Jeneratörün çıkışını, yani jeneratörün şebekeye gönderdiği gücü ayarlar. Jeneratörü nominal hızında tutmak için genellikle belirli bir miktarda güç gerekir, ancak jeneratör şebekeye bağlandığında, jeneratörün hızı şebeke frekansına bağlıdır ve genellikle şebeke frekansının değişmediğini varsayarız. Bu şekilde, jeneratörün gücü nominal hızı korumak için gereken gücü aştığında, jeneratör şebekeye güç gönderir ve bunun tersi de geçerlidir; jeneratör şebekeden güç çeker. Bu nedenle, motor büyük bir yükle güç ürettiğinde, trenden bağlantısı kesildiğinde hızı nominal hızdan birkaç katına çıkar ve hız aşımı kazasına neden olma olasılığı yüksektir!
3. Jeneratör tarafından üretilen güç, şebekenin frekansını etkileyecektir ve hidroelektrik santrali, nispeten yüksek düzenleme oranı nedeniyle genellikle frekans modülasyon ünitesi olarak kullanılır.
Yayın tarihi: 05 Eylül 2022
