En los EE. UU., la red transmite energía a/alrededor de 60 Hz. ¿Qué desviación de frecuencia puede manejar la red antes de que los relés se disparen y provoquen un apagón?

Entiendo que las pequeñas desviaciones de frecuencia darán como resultado una desconexión de carga automática u otras acciones de control para restaurar la frecuencia del sistema, pero ¿cuándo ocurre un apagón? ¿Cuándo la desviación excede + o - 0,05 Hz? + o - 0.1Hz?

Power IT Labs ha publicado numerosas simulaciones que son geniales, pero me ha costado entenderlas por completo.

Gracias de antemano.

Lo siento, mi falta de comprensión es obvia. Entonces, técnicamente, toda la red podría operar a 30 Hz, ¿es solo que la electrónica de uso final está diseñada para 60 Hz? Y si intenta volver a conectar un generador que funciona a menos de 60 Hz, ¿disparará los relés?
Has probado wikipedia. No te limites a artículos sobre EE. UU. o 60 Hz.
Los transformadores y los motores están diseñados para ser más eficientes a una determinada frecuencia, pero probablemente podrían tolerar muchas variaciones. Muchos motores funcionan a una velocidad determinada por la frecuencia de la línea eléctrica. La cantidad de variación que podrían tolerar dependería de la aplicación. Las fuentes de alimentación electrónicas modernas (sin transformador) generalmente están diseñadas para operar en un rango de frecuencias de entrada de todos modos.
Si intenta conectar un generador que no está girando a la misma velocidad y también en fase , disparará los relés. O bien, si intenta volver a conectar dos partes desconectadas de la red y tienen más de un poquito de fase entre sí, eso también provocará una falla.

Respuestas (2)

Respuesta corta: el rango generalmente se mantiene dentro de ± 0,5%, por lo que es de 59,7 Hz a 60,3 Hz para una red de 60 Hz.

Respuesta larga: la frecuencia está estrictamente regulada porque es la forma en que se controla la carga general en la red. Si hay un escape a frecuencias más bajas, eso generalmente significa que hay un cortocircuito cerca de una estación o centro de energía importante. Entonces eso desaparecerá pronto. Luego, por lo general, hay un escape a frecuencias más altas debido a la caída de la carga. Entonces, las cosas se intensifican muy rápidamente si la red tiene muchas estaciones de energía de gigavatios. Y no quieres eso.

En redes débiles, por el contrario, la frecuencia puede oscilar mucho más. Los países de Europa del Este normalmente permitían de 47 Hz a 53 Hz. Eso es aceptable si solo hay unas pocas centrales eléctricas y unos pocos grandes consumidores. Lo mismo para generadores de emergencia y redes aisladas en islas.

Lo que limita la frecuencia hacia abajo es la conversión de potencia en transformadores y motores de CA. Cuanto menor sea la frecuencia, menor debe ser el voltaje primario para no sobreexcitar las partes de hierro por los campos magnéticos. Por lo tanto, una caída de frecuencia sustancial también debe ir acompañada de una caída de voltaje, y eso es lo que se hace en redes débiles para permitir frecuencias más bajas.

Puede que me corrija alguien con una mejor comprensión del control de la red, pero puede ser útil considerar esto desde otro ángulo: ¿qué causa que la frecuencia caiga?

La respuesta, en general, es que la demanda de energía excede la capacidad del generador combinado. Esto significa que se está consumiendo demasiada corriente. Dado que la generación se distribuye alrededor de la red, es probable que un generador en algún lugar tenga una carga local alta que exceda la configuración de disparo del disyuntor, especialmente si se trata de un generador pequeño. Una vez que tropieza, los demás intentan tomar la carga y puede ocurrir una cascada de tropiezos.

Si se efectúa el deslastre de carga antes de que ocurran los viajes, obviamente la demanda se reducirá y la frecuencia se podrá mantener con los límites de frecuencia aceptables.

Por lo general, se permite que la frecuencia baje un poco durante el pico de demanda y luego suba un poco más que la nominal durante el pico para mantener correctos los ciclos generales por día, de modo que los relojes sincrónicos se mantengan dentro de un minuto más o menos de la hora correcta durante muchos, muchos años.

Interesante. Este no es un tema del que sepa mucho, pero me interesa saber por qué la frecuencia cae con una mayor carga.
Es por la misma razón que su bicicleta de empuje pierde velocidad cuando llega a una colina: el motor (usted) no puede proporcionar la potencia para el aumento de carga. Pruébelo en un automóvil: encienda el motor y déjelo al ralentí hasta que las revoluciones sean estables. Luego encienda todas las luces y encontrará que el aumento de carga en el alternador hace que las revoluciones del motor disminuyan un poco. Puedes arreglar esto aumentando un poco el acelerador. Si continúa aumentando la carga en la red, en algún momento literalmente "se quedará sin energía" y no podrá aumentar más la potencia.
En los EE. UU., la red transmite energía a/alrededor de 60 Hz. ¿Qué desviación de frecuencia puede manejar la red antes de que los relés se disparen y provoquen un apagón?
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