¿Por qué los cambios de carga afectan la frecuencia en los sistemas de energía?

Answer 1

Trataré de explicar esto usando energía.

El generador toma energía mecánica como entrada y proporciona energía eléctrica a la salida, que es igual al requisito de carga. En cada instante, el objetivo es que la generación coincida con el requisito de carga.

Ahora, los cambios en la carga son muy rápidos. Uno puede conectar o desconectar la carga en milisegundos. Esto significa que el requisito de carga puede cambiar en milisegundos. Pero, el sistema mecánico es muy lento en comparación con el sistema eléctrico y no puede responder rápidamente.

Consideremos un caso, la carga repentina se incrementa en un 10%. En este instante, la energía eléctrica requerida es más que la energía mecánica proporcionada. Entonces, la energía cinética rotacional almacenada en el rotor del generador se convierte para suministrar energía eléctrica en exceso. Por lo tanto, el rotor se desacelera, lo que significa que la frecuencia se reduce ya que la frecuencia no es más que el número de rotaciones de rotor por segundo.

Consideremos un caso, la carga de repente disminuye en un 10%. En este instante, la energía eléctrica requerida es menor que la energía mecánica proporcionada. Por lo tanto, el exceso de energía se almacena en el rotor como energía cinética. La velocidad del rotor aumenta y, por lo tanto, la frecuencia.

Esperanza, lo explica.

Si está interesado en más detalles, intente leer el control primario y secundario de Generator o publique un comentario para que yo responda.

¡Gracias!

Answer 2

Primero necesitamos entender esta ecuación fundamental. Esta ecuación gobierna la cantidad de generación necesaria en cualquier momento en un sistema de energía.

[matemática] Generación = Pérdidas + Carga [/ matemática]

Ahora podemos asumir que las pérdidas son una constante para este propósito, aunque en realidad cambia, pero está más allá del alcance de esta pregunta. Entonces nos quedan dos variables, generación y carga. Sin tener en cuenta las pérdidas:

[matemática] Generación = Carga [/ matemática]

Qué sucede cuando estos dos elementos no son perfectamente iguales. En los sistemas de energía, la generación sigue a la carga. A medida que la demanda del sistema aumenta tanto la generación y viceversa como la demanda del sistema disminuye, también debe hacerlo la generación. En realidad, es imposible hacer coincidir perfectamente estos dos elementos, pero el operador del sistema lo intentará porque está implícito en lo que se llama estabilidad de la red eléctrica. Cuando una cuadrícula es estable, no hay grandes fluctuaciones de frecuencia.

A su pregunta, cuando la generación excede la carga, la frecuencia del sistema aumentará. Los generadores en las centrales eléctricas comenzarán a disminuir a medida que se ajusten a la frecuencia creciente y tratarán de mantenerla como punto de referencia, a 60 Hz aquí en los Estados Unidos. En este caso, el voltaje también aumentará.

Cuando la carga excede la generación, la frecuencia y el voltaje de salida del generador caerán ya que los generadores no pueden servir la carga. Intentarán acelerar para producir más generación, pero eventualmente dispararán los relés de protección para evitar que el generador gire demasiado rápido y se dañe a sí mismo. En esta situación, el generador intentará suministrar más corriente al sistema, razón por la cual el voltaje caerá o colapsará como se llama en la industria.

Answer 3

La potencia en la carga tiene que venir de algún lado, en este caso del motor que acciona el generador. El motor siente la carga remota . Entonces, cuando la carga aumenta, el motor toma esa carga y se desacelera un poco. Dado que la frecuencia está directamente relacionada con la velocidad del generador, también se reduce un poco. Cuando el sistema de control detecta el cambio de velocidad, abre el acelerador del motor para restablecer la velocidad. Pero como cualquier sistema de control, aplica una corrección en proporción a la señal de error. Si no hay señal de error, no puede haber corrección. Por lo tanto, un cambio de carga siempre dará como resultado un cambio de frecuencia, no importa cuán breve y pequeño, antes de la corrección de errores, porque esa es la forma en que funcionan los sistemas de control de retroalimentación.

Answer 4

Demanda dinámica

Answer 5

Porque una carga eléctrica en el circuito se convierte en una carga mecánica en el generador. Si la potencia aplicada al generador para hacerlo girar no aumenta, su velocidad disminuirá, disminuyendo la frecuencia.

Answer 6

Como sabemos eso;

F = 120 * N / P

De la ecuación anterior se observa que la frecuencia es directamente proporcional a la velocidad.

Si aumentamos la carga, la velocidad del generador disminuye, por lo que la frecuencia también disminuye.

Answer 7

Si la carga es lo suficientemente alta como para cambiar la velocidad del generador en el sistema, la frecuencia cambiará. Normalmente, los reguladores de velocidad evitarán cambios de velocidad.