Influence des changements de fréquence sur le fonctionnement des systèmes électriques

Pour l'électricité, les principaux indicateurs de qualité : tension et fréquence, pour l'énergie thermique : pression, température de la vapeur et de l'eau chaude. La fréquence est liée à la puissance active (P) et la tension est liée à la puissance réactive (Q).

Toutes les machines et ensembles tournants sont conçus de manière à ce que l'efficacité économique soit atteinte à un nombre nominal de tours par minute : n = 60f/p,

où : n — le nombre de tours par minute, f — fréquence du réseau, p est le nombre de paires de pôles.

La fréquence CA générée par les générateurs est fonction de la vitesse de la turbine. La vitesse de rotation des mécanismes est fonction de la fréquence.

En figue. 1 montre les caractéristiques de charge statique relative pour le système électrique par rapport à la fréquence.

Riz. 1.

L'analyse de dépendance de la Fig. 1 montre qu'avec une diminution de la fréquence, le nombre de tours du moteur diminue, la productivité des machines et des mécanismes diminue.

Un exemple.

1.Une usine de textile produit des rejets lorsque la fréquence est modifiée par rapport à la valeur nominale à mesure que la vitesse du fil change et que les machines-outils produisent des rejets.

2. Les pompes (alimentation), la ventilation (conduits) de la centrale thermique dépendent de la vitesse : la pression est proportionnelle à « n2″, Consommation d'énergie »n3 », où n — le nombre de tours par minute ;

3. La puissance de charge active des moteurs synchrones est proportionnelle à la fréquence (lorsque la fréquence diminue de 1 %, la puissance de charge active du moteur synchrone diminue de 1 %) ;

4. La puissance de charge active des moteurs asynchrones est réduite de 3 % lorsque la fréquence est réduite de 1 % ;

5. Pour le système électrique, une réduction de 1 % de la fréquence entraîne une réduction de 1 à 2 % de la puissance de charge totale.

Le changement de fréquence affecte le fonctionnement des centrales elles-mêmes. Chaque turbine est conçue pour un certain nombre de tours, c'est-à-dire que lorsque la fréquence baisse, le couple de la turbine diminue. La baisse de fréquence affecte les besoins propres de l'usine et, par conséquent, un dysfonctionnement des unités de l'usine peut se produire.

Lorsque la fréquence diminue en raison d'un manque de puissance active, la charge de l'utilisateur est réduite pour maintenir la fréquence au même niveau. Le degré de changement de charge lors du changement de fréquence par unité par l'effet régulateur de la charge sur la fréquence est appelé... Le processus de perturbation du fonctionnement stable de la centrale électrique en raison d'une baisse de fréquence et en l'absence de une réserve de puissance active s'appelle une avalanche de fréquence.

Si f = 50 Hz, la fréquence critique à laquelle la performance des principaux mécanismes des besoins auxiliaires des centrales électriques diminue à zéro et une avalanche de fréquences se produit - 45 - 46 Hz.

Lorsque la fréquence diminue, la fem diminue. générateur (lorsque la vitesse de l'excitatrice diminue) et diminue tension secteur.