Падение частоты Опции

[ScorpionXXX]

Возник такой вопрос. Есть силовой трансформатор какой-то мощности. Представим что его по низкой стороне перегрузили за пределы его мощности, произойдет падения напряжения, а еще при этом может произойти падения частоты или частота как было 50 герц так и будет всегда?

[ScorpionXXX]

Меня бы поинтерисовала (хотя бы вкраце) сущьность физических процессов? Почему она падает? Ведь генератор крутиться как и раньше

[mic61]

Меня бы поинтерисовала (хотя бы вкраце) сущьность физических процессов? Почему она падает? Ведь генератор крутиться как и раньше

Вкратце? Попробуем...
Основными производителями электроэнергии в ЕЭС любой страны являются турбогенераторы. Т.е. схема такая: парогенератор (паровой котел высокого давления), в котором вода нагреваетя (превращается в перегретый пар с температурой 500...600 градусов, при давлении 20...30 атм) за счет тепла, получаемого при сжигании угля, мазута, газа (об этом не будем ) - на ТЭС, или тепла, получаемого "при помощи" ядерной реакции - на АЭС. Пар подается на паровую турбину, на одном валу с которой находится собственно турбогенератор - синхронная неявнополюсная быстроходная электрическая машина. Также, на этом же валу может "сидеть" т.н. возбудитель (машина постоянного тока, которая при работе всей системы вырабатывает постоянный ток для схемы возбуждения турбогенератора.) Вся эта система (кроме парогенератора, конечно) вращается с т.н. синхронной скоростью. Обычно эта скорость равна 3000 об/мин при частоте сети 50 Гц. Всю эту "классическую" схему обслуживает целая "куча" двигателей собственных нужд (с.н.)станции - двигатели ПЭНов (Питающих ЭлектроНасосов), ГЦНов (Главный Циркуляционный Насос), двигатели дымососов, двигатели насосов охлаждения турбогенератора, двигатели насосов системы смазки подшипников, двигатели управления задвижками и т.д. и т.п.
Итак, пар поступае в турбину, турбина крутит генератор, по обмоткам статора генератора начинает протекать ток нагрузки, который создает электромагнитный момент (тормозной - для турбины.) Т.е. фактически генератор "тормозит" паровую турбину тем в большей степени, чем болше электроэнергии вырабатывает. Чем больше тормозной момент, тем больше должен быть рабочий момент турбины (они должны друг друга уравновешивать, естественно), тем больше должно подаваться на нее пару и больше ток возбуждения подается на обмотки ротора турбогенератора от возбудителя. Естественно, в процессе эксплуатации, нагрузка (электрическая, а следовательно и механическая) непрерывно изменяется. При этом необходимо изменять мощность турбины (количество пара, подаваемого на ее вход - т.н. цилидр высокого давления ЦВД) и ток (напряжение) возбуждения генератора. Все это происходит автоматически с помощью систем регулирования (центробежные регуляторы - в сисеме подачи пара, система АРВ - автоматическое регулирование возбуждения - для тока возбуждения.)
Далее, несколько упрощенно: мощность парогенератора, турбины и генератора - величины не бесконечные. Парогенератор характеризуется, кроме всего прочего, и величиной производительности пара (тонн в час)...
Если электрическая нагрузка возрастает, то должна возрасти и механическая мощность турбины. Для этого (открывается центробежный регулятор) должно возрасти количество пара на входе в ЦВД турбины и увеличиться ток возбуждения в обмотке генератора. Если нагрузка продолжает расти - процесс должен повториться.
Это не может продолжаться бесконечно. Ресурс по пару ограничен, по току возбуждение - тоже. Турбина уже не справляется с возросшим электромагнитным моментом и начинает тормозиться. Следовательно, скорость вращения уменьшается, и частота в сети становится меньше 50 Гц. Напряжение на выводах падает.
(E = 4.44 * w * f * Ф
здесь - E ЭДС на выводах генератора
w -количество витков обмотки статора
f - частота сети
Ф - магнитный поток)
Т.е. падает частота в сети и напряжение. Уменьшается производительность двигателей с.н. станции (падает производительность котла, перегреваются подшипники генератора и турбины) - т.е. имеем положительную обратную связь, которая, в конечном итоге, приведет к лавинообразному снижению частоты и напряжения в сети, и к полной остановке ТЭС.
Ну а более глобально ситуацию описал Uran в своем .doc е...
Добавлю только, что особенно опасна лавина частоты для АЭС (помним Чернобыль...) Поэтому уставки по АЧР (автоматической частотной разгрузки) для АЭС выше, чем для ТЭС (при снижении частоты нельзя допускать остановки ГЦН-ов - насосов, прокачивающих воду через первый контур реактора.) Ну и еще (о ГЭСах - гидроэлектростанциях.) Т.к. гидрогенераторы намного быстрее запускаются "с нуля", то на ГЭС стоит автоматика, которая запускает "стоящие" гидрогенераторы в работу при системном снижении частоты...

Сообщение отредактировал mic61 - 20.1.2009, 15:09