Устройство электростанций и подключения их в сеть.

[core2duo]

Я вычитал в одной книге про устройство электростанций и подключения их в сеть.В частности пишут ,что при подключении генератора к сети (рабочей) его трясет и это один из самых отечественных моментов.Так вот .его трясет до тех пор пока он не синхронизируется с рабочей сетью 50 герц.У меня тут возникла интересная мысль ,что если сеть сама себя регулирует,(не дает какому-нибудь генератору вырваться вперед или назад),то возникает вопрос может ли частота в 50 герц поплыть и в результате чего?Видимо тут возможен такой вариант развития событий - (представим ,что мы имеем в своем расположение генератор 100мегават) и сеть ,в которую мы собираемся его подключить, вырабатывающая 50 мегаватт.При первом включении 100 мегаватный генератор перестроит всю сеть под себя,если он будет выдавать ток с частотой 40 герц ,вся сеть перестроится под эту частоту (если нечего не предпринять).Что думаете???
Еще вопрос,если вообще сеть не трогать и ни какие генераторы не подключать,как долго сеть сможет поддерживать свою частоту?

[Илья79]

Известно, что снижение частоты на 1 % увеличивает потери в электрических сетях на 2 % а, изменение на 7% система теряет стабилизацию, что влечет к аварии.
Генераторы включаются на параллельную работу после синхронизации вращения фазы
Читайте электротехнику

[Brigadir]

Я вычитал в одной книге про устройство электростанций и подключения их в сеть.В частности пишут ,что при подключении генератора к сети (рабочей) его трясет и это один из самых отечественных моментов.Так вот .его трясет до тех пор пока он не синхронизируется с рабочей сетью 50 герц.У меня тут возникла интересная мысль ,что если сеть сама себя регулирует,(не дает какому-нибудь генератору вырваться вперед или назад),то возникает вопрос может ли частота в 50 герц поплыть и в результате чего?Видимо тут возможен такой вариант развития событий - (представим ,что мы имеем в своем расположение генератор 100мегават) и сеть ,в которую мы собираемся его подключить, вырабатывающая 50 мегаватт.При первом включении 100 мегаватный генератор перестроит всю сеть под себя,если он будет выдавать ток с частотой 40 герц ,вся сеть перестроится под эту частоту (если нечего не предпринять).Что думаете???
Еще вопрос,если вообще сеть не трогать и ни какие генераторы не подключать,как долго сеть сможет поддерживать свою частоту?

У нас практически единая энергосеть и один генератор не может быть мощнее всех остальных в сумме. То есть "новенькому" так и так придется подстраиваться под остальные в синхронизм. Саяно-Шушенскую почему выкинуло? А масса там чудовищная, но стоило чуть ротору тормознознуть и он вылетел из статора. Это, образно говоря: единая Энергосеть не терпит "отстающего".

[Leeman]

Я вычитал в одной книге про устройство электростанций и подключения их в сеть.В частности пишут ,что при подключении генератора к сети (рабочей) его трясет и это один из самых отечественных моментов.Так вот .его трясет до тех пор пока он не синхронизируется с рабочей сетью 50 герц.У меня тут возникла интересная мысль ,что если сеть сама себя регулирует,(не дает какому-нибудь генератору вырваться вперед или назад),то возникает вопрос может ли частота в 50 герц поплыть и в результате чего?Видимо тут возможен такой вариант развития событий - (представим ,что мы имеем в своем расположение генератор 100мегават) и сеть ,в которую мы собираемся его подключить, вырабатывающая 50 мегаватт.При первом включении 100 мегаватный генератор перестроит всю сеть под себя,если он будет выдавать ток с частотой 40 герц ,вся сеть перестроится под эту частоту (если нечего не предпринять).Что думаете???
Еще вопрос,если вообще сеть не трогать и ни какие генераторы не подключать,как долго сеть сможет поддерживать свою частоту?

Комплекс мероприятий по подключению генератора к энергосистеме называется синхронизацией. Это действительно весьма ответственный момент. Бывают 2 типа синхронизации генераторов с энергосистемой: самосинхронизация и точная синхронизация. Первая используется для подключение к системе сравнительно маломощных генераторов до 10 МВт, вторая для подключения крупных машин (от 10 МВт).
При самосинхронизации генератор разгоняют до частоты немного ниже синхронной (3000 об/мин для турбогенераторов). Почему ниже? Потому что сперва синхронный генератор будет работать в асинхронном режиме. При этом обмотка возбуждения генератора закорочена. После чего генератор включают в сеть (при этом он работает как простой асинхронный двигатель, даже если перекрыть подачу пара в турбину, генератор продолжит вращаться от сети), и плавно начинают подавать ток возбуждения в соответствующую обмотку. Увеличивая ток возбуждения мы переводим генератор из режима асинхронного двигателя в режим синхронного компенсатора, когда он вырабатывает только реактивную мощность. При этом наш генератор втягивается в синхронизм, т.е. его частота становится не асинхронной, а синхронной и равной 3000 об/мин (50 Гц). После его нагружают по активной мощности увеличивая подачу пара (воды) в турбину. При этом его частота уже не сможет увеличится выше 3000 об/мин, т.к. при увеличении крутящего момента турбины увеличивается магнитный (тормозящий) момент генератора, а чем выше магнитный момент генератора тем будет выше генерируемая активная мощность.
Точная синхронизация намного проще и выполняется в автоматическом или полуавтоматическом режиме.
При точной синхронизации необходимо выполнить следующие условия:
1. Обеспечить совпадение частот синхронизируемого генератора и энергосистемы.
2. Обеспечить совпадения модулей напряжения генератора и подключаемой системы.
3. Угол сдвига между векторами напряжений генератора и энергосистемы должен быть равен 0.
На деле выглядит так. Генератор разгоняют до синхронной частоты, подают ток возбуждения (пока напряжение генератора не сравняется с напряжением на шинах сети). После чего включают синхроскоп для определения угла сдвига напряжений на генераторе и в системе (он будет постоянно меняться, т.к. частоты генератора и сети точно не равны друг другу). В момент когда вектор напряжения генератора отстает от вектора напряжения энергосистемы примерно на 5-15 град. производят включение генератора в сеть. Почему не ждут пока угол сдвига векторов не станет равным 0? Все просто, все выключатели имеют определенное время срабатывания, так что после поворота ключа выключателя он включается не сразу, а только через определенное время. За это время угол сдвига векторов становится равным 0. После синхронизации его также нагружают по активной мощности (увеличивая подачу пара в турбину) и реактивной (увеличивая ток возбуждения).
После включения при правильно выполненной точной синхронизации генератор не трясет:), возможны небольшие качания из-за несовпадения векторов напряжений. Другое дело если его включить в противофазе, когда вектора напряжений направлены диаметрально противоположно. Тогда у генератора может и ротор согнуться.

Теперь немного а работе энергосистемы.
Энергосистема работает по принципу баланса между вырабатываемой и потребляемой мощностями. Только в этом случае частота в сети будет равна точно 50 Гц. В реальности это условие полностью невыполнимо. Нагрузка будет меняться как в течении суток так и в течении года. Поэтому для всех мощных потребителей заранее составляется график суточной и сезонной нагрузок. Все просчитывается заранее, какой потребитель сколько потребляет, и какая электростанция сколько вырабатывает энергии в каждый момент времени. Учитываются даже перетоки мощности по ЛЭП, которые по возможности пытаются минимизировать (для уменьшения потерь в проводах ЛЭП). Работу потребителей и электростанций координирует диспетчер энергосистемы, в соответствии с заранее составленным графиком нагрузок.
Поэтому рассмотренный вами случай довольно далек от реальности. Просто так вам никто не даст подключить к системе такую мощную нагрузку или генератор, да еще и работающий на пониженной частоте. Любые включения/отключения мощных потребителей/генераторов выполняются после разрешения диспетчера, за исключением аварийных отключений.
При соблюдении равенства генерируемой и потребляемой мощностей, энергосистема может работать синхронно сколько угодно долго. Пока аварийно не отключится генератор/потребитель.

Про аварийные отключения стоит поговорить отдельно. Ведь их невозможно контролировать. Если случилось кз, то защита в любом случае отключит поврежденный участок сети. И вот тогда может резко изменится баланс мощностей, который будет невозможно быстро скомпенсировать увеличением мощности генераторов. В таком случае срабатывает АЧР - автоматическая частотная разгрузка, которая в случае понижения частоты в энергосистеме отключает наименее ответственных потребителей.

P.S. Надеюсь не зря столько написал
По образованию я инженер-электрик ( Электрические станции)

[>TEHb<]

Leeman, мощно написал!

если вообще сеть не трогать и ни какие генераторы не подключать,как долго сеть сможет поддерживать свою частоту?

Тоже интересно. Думается мне реально существующая сеть сколь угодно долго - автоматика + работники станций, а вот если без неё.... Наверно будет зависеть от нагрузки.

[Leeman]

Тоже интересно. Думается мне реально существующая сеть сколь угодно долго - автоматика + работники станций, а вот если без неё.... Наверно будет зависеть от нагрузки.

Выше я уже писал:

При соблюдении равенства генерируемой и потребляемой мощностей, энергосистема может работать синхронно сколько угодно долго. Пока аварийно не отключится генератор/потребитель.

[core2duo]

то есть ,чисто гипотетически,включив отключив 100 ваттную лампочку в квартире,мы вносим дисбаланс в работу системы?(ну типо ,происходит изменение частоты на 0,000000000001%)Да?

[Leeman]

Так и происходит, причем постоянно. Частота как и мощность, напряжения, токи и т.д. в энергосистеме постоянно меняются, но автоматика не дает этим величинам отклоняться за допустимые рамки. У турбогенераторов, к примеру, есть АРЧВ - автоматический регулятор частоты вращения, который "держит" турбину в районе 3000 об/мин, при резких возмущениях в энергосистеме. При аварийном отключении генератора от сети магнитный (тормозящий) момент исчезает и если вовремя не перекрыть подачу пара в турбину турбогенератор пойдет в разнос (его частота вращения начнет возрастать до тех пор, пока не разрушится генератор). Поэтому, в случае аварийного отключения генератора или резкого сброса электрической нагрузки включается автоматический стопорный клапан турбины, перекрывающий подачу пара.

Как известно, большинство потребителей в энергосистеме (кто бы мог подумать)) это обычные асинхронные двигатели. Обладающие рядом достоинств так и недостатков. Недостатки асинхронных двигателей приводят к двум очень неприятным явлениям для всей энергосистемы.
1. Лавина частоты.
2. Лавина напряжения.
Как уже видно из названия, оба явления могут привести к обвалу части либо всей энергосистемы, если не сработает противоаварийная автоматика.
У асинхронных двигателей очень большие пусковые токи, следовательно, их потребляемый ток сильно зависит от частоты вращения двигателя. А частота вращения зависит от частоты в сети, т.е. чем ниже частота тем выше ток, и растет ток экпонентциально. Поэтому даже снижение частоты в сети на 2-3 Гц приведет сильному затормаживанию всех подключенных асинхронных двигателей, они начнут потреблять больший ток, что вызовет рост потребляемой мощности. А дефицит мощности в энергосистеме приведет к замедлению работы всех генераторов и ещё большему "проседанию" частоты, далее цикл повторится снова. Процесс пойдет лавинообразно, что в конечном итоге приведет к полному краху энергосистемы.
Лавина напряжения имеет подобный эффект, разница лишь в том, что она начнется при снижении напряжения ниже допустимого уровня.

Поэтому, в подобных случаях, важно быстро автоматически отключить неответственных потребителей (двигатели и т.д.), либо часть электросети, где лавина уже необратима, чтобы восстановить баланс мощности.

[Владимир_1]

О том, что известно , изменение на 1 Гц сети может больше повлиять на комп и телевизор, чем недопруга или перепруга, на той же ГЭС так же стоит датчик оборотов генератора, который регулируется тем же количеством воды, намоткой генератора и т.д., если на комп можно подать 150 вольт и 230 вольт и он на это расчитан по защитам, то при плаваниях частоты на 2-3 Гц он просто выгорит.

[oleg235]

если на комп можно подать 150 вольт и 230 вольт и он на это расчитан по защитам, то при плаваниях частоты на 2-3 Гц он просто выгорит.

Бред собачий.
На комп можно подать напряжение с частотой, отличающейся на 50 Гц от номинальной и ничего с ним не станет.

[Brigadir]

Владимир, Вы бы сначала хоть немного бы ознакомились со схемой типового БП современного телевизора(Импульсного блока ипитания), а потом бы рассуждали. Немного подскажу: в ИБП сетевое напряжение первым делом выпрямляется(становится постоянным, а значит частота тут ваще не играет решаюшей роли). а потом уже заводится свой генератор более высокой частоты (примерно 40 000 Гц, а впрочем у всех ИБП используют разную внутреннюю частоту).

[SeregaT]

изменение на 1 Гц сети может больше повлиять на комп и телевизор, чем недопруга или перепруга

Видимо мой ноутбук (и телевизор проводника) в поезде на самом деле не работали от постоянки около 50 вольт (вместо 220 вольт и 50гц) и нам это всё приснилось, да?

[diesel170]

У меня зарядка мобильника вообще от 24-28В постоянки работала