Característica de caída del generador de energía

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Estoy realmente confundido al resolver la siguiente pregunta.

  

Un generador síncrono aislado de 50 Hz tiene una potencia nominal de 15 MW, que es   También el límite máximo de potencia continua de su motor primario. Es   Equipado con un regulador de velocidad con caída del 5%. Inicialmente, el generador.   Está alimentando tres cargas de 4 MW cada una a 50 Hz. Una de estas cargas es   programado para disparar permanentemente si la frecuencia cae por debajo de 48 Hz. Si   una carga adicional de 3.5 MW está conectada entonces la frecuencia será   asentarse en?

Aquí, es mi comprensión de la pregunta. Con una carga de 15 MW, la frecuencia debería disminuir en 50 * 0.05 = 2.5 Hz, por lo que la carga estaría funcionando a 47.5 Hz. Ahora la nueva carga es 4 * 3 + 3.5 MW = 15.5 MW, que está por encima de la capacidad máxima y también la frecuencia habría caído por debajo de 47.5 Hz, por lo que una de la carga debe dispararse. Así que la nueva carga = 4 * 2 + 3.5 MW = 11.5 MW.

Si consideramos la caída lineal desde el generador, la ecuación lineal que relaciona la frecuencia con la potencia sería

$$ f = -0.05P + Constante (K) $$ Para encontrar la constante colocamos f = 50 Hz en P = 12 MW (dado en la pregunta). Entonces obtenemos K = 50.6. Así que a 11,5 MW la frecuencia sería $$ f = -0.05 * 11.5 + 50.6 = 50.025 Hz $$. Pero la respuesta real es 50.083 Hz. Sé que difiero ligeramente de la respuesta real, me preguntaba si mi comprensión de la pregunta era correcta o incorrecta.

    
pregunta Ansh Kumar

1 respuesta

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Lo que sabemos:

  1. Droop es 5% a 100% de carga (15 MW)
  2. La frecuencia se establece en 50 Hz con una carga de 12 MW (por lo que la frecuencia Sin carga es superior a 50 Hz)

Nota: Esto es lo que se haría prácticamente con un generador. Nunca se ejecutan con una carga del 100%, por lo que normalmente se usarían en algunas subvaloraciones. Por ejemplo, si el generador está funcionando con una carga del 80%, la velocidad se establecería para proporcionar 50 Hz en este punto de carga. He asumido aquí que esto es lo que se entiende por 12 MW a 50 Hz ... no es que 50 Hz sea la velocidad sin carga.

12/15 = 0.8 (12 MW es 80% de carga completa)

Por lo tanto, Droop a 12 MW es: 0.8 * 5 = 4%

Si la velocidad a 12 MW (50 Hz) ha caído un 4%, entonces la velocidad es 100 - 4 = 96% de la velocidad máxima.

Frecuencia sin carga: (50/96) * 100 = 52.0833 Hz

Nota: 50/96 = 0.520833r Hz ... esto representa la caída de frecuencia para un cambio del 1% en la carga. Como son 6 decimales, elegí usar 50/96 en cualquier otra parte de los cálculos.

Ahora debemos decidir si el disparo por baja frecuencia funcionará a 15,5 MW (la pregunta se corrigió para que sea de 48 Hz)

15.5 / 15 = 1.03 (15.5 MW es 103% de carga completa)

Por lo tanto, Droop a 15.5 MW es: 1.03 * 5 = 5.17%

Caída de frecuencia máxima: (50/96) * 5.17 = 2.693 Hz

Frecuencia a 15.5 MW: 52.0833 - 2.693 = 49.39 Hz ..... (esto parece indicar que el disparo de baja frecuencia de 48 Hz no disparo)

**** Especulación ahora. Supongamos que tiene el número equivocado en la pregunta y que el disparo de frecuencia sí se dispara.

La carga en el generador es ahora como especificó: 2 * 4 + 3.5 = 11.5 MW.

11.5 / 15 = 0.767 (11.5 MW es 76.7% de carga completa)

Por lo tanto, Droop a 11.5 MW es 0.767 * 5 = 3.833%

Caída de frecuencia en 11.5 MW: (50/96) * 3.833 = 1.997 Hz (podemos redondear esto hasta 2)

Frecuencia a 11.5 MW: 52.0833 - 2 = 50.0833 Hz

**** Esto parece dar lo que dijiste que era la respuesta correcta ... sin embargo, según mis cálculos, el disparo de frecuencia no se activaría.

¿Qué es Droop?

Lacaídaesunacaracterísticadelreguladorquereduceelcombustible/elaceleradoramedidaqueaumentalacarga.Sefijaensolo1punto,espuntodefinido.Esunapendientedefinidaparaelgrupoelectrógeno.Porejemplo,ungrupoelectrógenode1500rpmpuedecaerun5%aplenacarga.Asíquelavelocidadbajaráde75rpma1425aplenacarga.Dadoquelafrecuenciadelgeneradorestárelacionadaconelnúmerodepolosylavelocidad...lafrecuenciacaeenun5%aplenacarga.Conunacargadel50porciento,lacaídadefrecuencia(caída)seríadel2,5%.

Conlosvalorescalculadospodemostrazarlacaídaparalapregunta:

    
respondido por el Jack Creasey

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