Không có mối quan hệ trực tiếp giữa tần số dòng điện xoay chiều và tốc độ quay của động cơ nhà máy thủy điện, nhưng lại có mối quan hệ gián tiếp.
Bất kể loại thiết bị phát điện nào, sau khi phát điện, nó đều cần truyền tải điện năng vào lưới điện, nghĩa là máy phát điện cần được kết nối với lưới điện để tạo ra điện. Lưới điện càng lớn, biên độ dao động tần số càng nhỏ và tần số càng ổn định. Tần số lưới điện chỉ liên quan đến việc công suất tác dụng có cân bằng hay không. Khi công suất tác dụng do tổ máy phát điện phát ra lớn hơn công suất tác dụng của điện năng, tần số tổng thể của lưới điện sẽ tăng lên, và ngược lại.
Cân bằng công suất tác dụng là một vấn đề quan trọng trong lưới điện. Do nhu cầu điện của người dùng liên tục thay đổi, lưới điện phải luôn đảm bảo cân bằng sản lượng điện và tải. Công dụng quan trọng nhất của các nhà máy thủy điện trong hệ thống điện là điều chỉnh tần số. Mục đích chính của thủy điện quy mô lớn là sản xuất điện. So với các loại nhà máy điện khác, nhà máy thủy điện có ưu điểm vốn có trong việc điều chỉnh tần số. Tua bin thủy điện có thể nhanh chóng điều chỉnh tốc độ, từ đó cũng có thể nhanh chóng điều chỉnh công suất tác dụng và phản kháng của máy phát điện, để nhanh chóng cân bằng tải lưới điện, trong khi nhiệt điện, điện hạt nhân, v.v., điều chỉnh công suất động cơ chậm hơn nhiều. Chỉ cần công suất tác dụng của lưới điện được cân bằng tốt, điện áp sẽ tương đối ổn định. Do đó, nhà máy thủy điện đóng góp khá lớn vào sự ổn định tần số của lưới điện.
Hiện nay, nhiều nhà máy thủy điện vừa và nhỏ trong nước được kết nối trực tiếp với lưới điện, và lưới điện phải kiểm soát hoàn toàn các nhà máy điện điều tần chính để đảm bảo sự ổn định về tần số và điện áp của lưới điện. Nói một cách đơn giản:
1. Tốc độ của động cơ được quyết định bởi lưới điện. Hiện nay chúng ta sử dụng động cơ đồng bộ để phát điện, có nghĩa là tốc độ thay đổi bằng với tốc độ của lưới điện, tức là 50 vòng/giây. Đối với máy phát điện được sử dụng trong nhà máy nhiệt điện chỉ có một cặp điện cực, tốc độ là 3000 vòng/phút. Đối với máy phát điện thủy điện có n cặp điện cực, tốc độ là 3000/n vòng/phút. Bánh xe nước và máy phát điện thường được nối với nhau bằng một cơ cấu truyền động tỷ số cố định, vì vậy có thể nói rằng tốc độ của nó cũng được quyết định bởi tần số của lưới điện.
2. Cơ cấu điều chỉnh công suất bằng nước có vai trò gì? Nó điều chỉnh công suất đầu ra của máy phát điện, tức là công suất mà máy phát điện cung cấp cho lưới điện. Thông thường, cần một lượng công suất nhất định để duy trì máy phát điện ở tốc độ định mức, nhưng một khi máy phát điện được kết nối với lưới điện, tốc độ của máy phát điện được xác định bởi tần số lưới điện, và chúng ta thường giả định rằng tần số lưới điện không thay đổi. Theo cách này, một khi công suất của máy phát điện vượt quá công suất cần thiết để duy trì tốc độ định mức, máy phát điện sẽ cung cấp công suất cho lưới điện, và ngược lại hấp thụ công suất. Do đó, khi động cơ phát điện với tải trọng lớn, một khi nó bị ngắt kết nối khỏi tàu, tốc độ của nó sẽ nhanh chóng tăng từ tốc độ định mức lên gấp nhiều lần, và rất dễ gây ra tai nạn do chạy quá tốc độ!
3. Công suất do máy phát điện tạo ra sẽ ảnh hưởng đến tần số của lưới điện, và tổ máy thủy điện thường được sử dụng như một tổ máy điều chỉnh tần số do tỷ lệ điều chỉnh tương đối cao.
Thời gian đăng bài: 25 tháng 2 năm 2022
