In den USA überträgt das Netz Leistung bei/um 60 Hz. Wie groß ist die Frequenzabweichung, die das Netz bewältigen kann, bevor die Relais auslösen und einen Stromausfall verursachen?

Ich verstehe, dass kleine Frequenzabweichungen zu einem automatischen Lastabwurf oder anderen Kontrollmaßnahmen führen, um die Systemfrequenz wiederherzustellen, aber wann tritt ein Stromausfall auf? Wenn die Abweichung + oder - 0,05 Hz überschreitet? + oder - 0,1 Hz?

Power IT Labs hat zahlreiche Simulationen veröffentlicht, die cool sind, aber ich hatte Mühe, sie vollständig zu verstehen.

Vielen Dank im Voraus.

Entschuldigung, mein Unverständnis ist offensichtlich. Technisch gesehen könnte also das gesamte Netz mit 30 Hz betrieben werden, es ist nur die Endverbraucherelektronik für 60 Hz ausgelegt? Und wenn Sie versuchen, einen Generator wieder anzuschließen, der mit etwas anderem als 60 Hz arbeitet, löst er die Relais aus?
Hast du es mit Wikipedia versucht. Beschränken Sie sich nicht auf Artikel über die USA oder 60 Hz.
Transformatoren und Motoren sind so ausgelegt, dass sie bei einer bestimmten Frequenz am effizientesten sind, könnten aber wahrscheinlich viele Variationen tolerieren. Viele Motoren laufen mit einer Drehzahl, die von der Netzfrequenz bestimmt wird. Wie viel Variation sie tolerieren könnten, wäre anwendungsabhängig. Moderne elektronische Netzteile (ohne Transformator) sind normalerweise ohnehin für den Betrieb über einen Bereich von Eingangsfrequenzen ausgelegt.
Wenn Sie versuchen, einen Generator anzuschließen, der sich nicht mit der gleichen Geschwindigkeit und auch in Phase dreht, werden Sie Relais auslösen. Oder wenn Sie versuchen, zwei getrennte Teile des Netzes wieder zu verbinden und sie mehr als ein winziges bisschen Phase miteinander haben, wird das auch etwas auslösen.

Antworten (2)

Kurze Antwort: Der Bereich wird normalerweise innerhalb von ±0,5 % gehalten, also von 59,7 Hz bis 60,3 Hz für ein 60-Hz-Raster.

Lange Antwort: Die Frequenz wird streng reguliert, weil damit die Gesamtlast im Netz gesteuert wird. Wenn es zu niedrigeren Frequenzen kommt, bedeutet dies normalerweise, dass es einen Kurzschluss in der Nähe eines großen Kraftwerks oder Hubs gibt. Das fällt also bald aus. Dann gibt es normalerweise wegen der abgefallenen Last ein Durchgehen zu höheren Frequenzen. Da eskaliert es sehr schnell, wenn das Netz viele Gigawatt-Kraftwerke hat. Und das willst du nicht.

In schwachen Netzen dagegen kann die Frequenz viel stärker schwingen. In osteuropäischen Ländern sind normalerweise 47 Hz bis 53 Hz zulässig. Das ist akzeptabel, wenn es nur wenige Kraftwerke und wenige Großverbraucher gibt. Gleiches gilt für Notstromaggregate und Inselnetze auf Inseln.

Was die Frequenz nach unten begrenzt, ist die Leistungswandlung in Transformatoren und Wechselstrommotoren. Je niedriger die Frequenz ist, desto niedriger muss die Primärspannung sein, um die Eisenteile nicht durch die Magnetfelder zu übererregen. Ein erheblicher Frequenzabfall muss also auch von einem Spannungsabfall begleitet werden, und das wird in schwachen Netzen getan, um niedrigere Frequenzen zu ermöglichen.

Ich kann von jemandem korrigiert werden, der die Netzsteuerung besser versteht, aber es kann hilfreich sein, dies aus einem anderen Blickwinkel zu betrachten: Was bewirkt, dass die Frequenz abfällt?

Die Antwort lautet im Allgemeinen, dass der Strombedarf die kombinierte Generatorleistung übersteigt. Dies bedeutet, dass zu viel Strom gezogen wird. Da die Erzeugung über das Netz verteilt ist, ist es wahrscheinlich, dass ein Generator irgendwo eine hohe lokale Last hat, die die Auslöseeinstellung des Leistungsschalters überschreitet – insbesondere wenn es sich um einen kleinen Generator handelt. Sobald dieser auslöst, versuchen die anderen, die Last aufzunehmen, und es kann zu einer Kaskade von Auslösungen kommen.

Wenn ein Lastabwurf bewirkt wird, bevor Auslösungen auftreten, wird der Bedarf offensichtlich reduziert und die Frequenz kann mit den akzeptablen Frequenzgrenzen aufrechterhalten werden.

Die Frequenz darf im Allgemeinen während der Spitzenlast ein wenig abfallen und dann außerhalb der Spitzenlast etwas höher als der Nennwert laufen, um die Gesamtzyklen pro Tag korrekt zu halten, sodass synchrone Uhren über viele, viele Jahre innerhalb einer Minute oder so der korrekten Zeit gehalten werden.

Interessant. Dies ist kein Thema, mit dem ich mich auskenne, aber ich interessiere mich dafür, warum die Frequenz mit zunehmender Last abfällt
Aus dem gleichen Grund sinkt die Geschwindigkeit Ihres Laufrads, wenn es einen Hügel erreicht – der Motor (Sie) kann die Leistung für die erhöhte Last nicht bereitstellen. Probieren Sie es in einem Auto aus: Schalten Sie den Motor ein und lassen Sie ihn im Leerlauf laufen, bis die Drehzahl konstant ist. Schalten Sie dann alle Lichter ein und Sie werden feststellen, dass die erhöhte Belastung der Lichtmaschine dazu führt, dass die Motordrehzahl etwas abfällt. Sie können dies beheben, indem Sie das Gas etwas erhöhen. Wenn Sie die Belastung des Netzes immer weiter erhöhen, geht Ihnen irgendwann buchstäblich „die Puste aus“ und Sie können die Leistung nicht weiter steigern.
In den USA überträgt das Netz Leistung bei/um 60 Hz. Wie groß ist die Frequenzabweichung, die das Netz bewältigen kann, bevor die Relais auslösen und einen Stromausfall verursachen?
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