Einfluss von Frequenzänderungen auf den Betrieb elektrischer Anlagen

Für Elektrizität sind die wichtigsten Qualitätsindikatoren Spannung und Frequenz, für Wärmeenergie Druck, Temperatur von Dampf und heißem Wasser. Die Frequenz steht im Zusammenhang mit der Wirkleistung (P) und die Spannung steht im Zusammenhang mit der Blindleistung (Q).

Alle rotierenden Maschinen und Baugruppen sind so ausgelegt, dass die Wirtschaftlichkeit bei einer Nenndrehzahl pro Minute erreicht wird: n = 60f/p,

wobei: n – die Anzahl der Umdrehungen pro Minute, f – Netzwerkfrequenz, p ist die Anzahl der Polpaare.

Die von Generatoren erzeugte Wechselstromfrequenz ist eine Funktion der Turbinendrehzahl. Die Anzahl der Umdrehungen der Mechanismen ist eine Funktion der Frequenz.

In Abb. 1 zeigt die relative statische Belastungscharakteristik des Stromnetzes in Abhängigkeit von der Frequenz.

Reis. 1.

Die Abhängigkeitsanalyse in Abb. 1 zeigt, dass mit abnehmender Frequenz die Drehzahl des Motors abnimmt und die Produktivität von Maschinen und Mechanismen abnimmt.

Ein Beispiel.

1.Eine Textilfabrik produziert Ausschuss, wenn die Frequenz vom Nennwert abweicht, da sich die Fadengeschwindigkeit ändert und die Werkzeugmaschinen Ausschuss produzieren.

2. Die Pumpen (Zufuhr) und die Belüftung (Abzüge) des Wärmekraftwerks hängen von der Drehzahl ab: Der Druck ist proportional zu „n2“, dem Energieverbrauch „n3“, wobei n die Anzahl der Umdrehungen pro Minute ist;

3. Die Wirklastleistung von Synchronmotoren ist proportional zur Frequenz (wenn die Frequenz um 1 % abnimmt, verringert sich die Wirklastleistung des Synchronmotors um 1 %);

4. Die Wirklastleistung von Asynchronmotoren verringert sich um 3 %, wenn die Frequenz um 1 % reduziert wird;

5. Für das Stromversorgungssystem führt eine Reduzierung der Frequenz um 1 % zu einer Reduzierung der Gesamtlastleistung um 1–2 %.

Die Frequenzänderung wirkt sich auf den Betrieb der Kraftwerke selbst aus. Jede Turbine ist für eine bestimmte Drehzahl ausgelegt, das heißt, wenn die Frequenz sinkt, sinkt das Drehmoment der Turbine. Der Frequenzabfall wirkt sich auf den Eigenbedarf der Anlage aus und kann zu Fehlfunktionen der Anlagenteile führen.

Wenn die Frequenz aufgrund fehlender Wirkleistung sinkt, wird die Benutzerlast reduziert, um die Frequenz auf dem gleichen Niveau zu halten. Der Grad der Laständerung beim Ändern der Frequenz pro Einheit durch die regulierende Wirkung der Last auf die Frequenz wird genannt... Der Prozess der Störung des stabilen Betriebs des Kraftwerks aufgrund eines Frequenzabfalls und in Abwesenheit von Eine Reserve an Wirkleistung wird als Frequenzlawine bezeichnet.

Wenn f = 50 Hz, beträgt die kritische Frequenz, bei der die Leistung der Hauptmechanismen des Hilfsbedarfs von Kraftwerken auf Null sinkt und eine Frequenzlawine auftritt, 45–46 Hz.

Mit abnehmender Frequenz nimmt die EMK ab. Generator (wenn die Erregerdrehzahl abnimmt) und nimmt ab Netzspannung.