¿Por qué los generadores tienen que rotar a una frecuencia más lenta si la demanda supera la oferta?

Es posible que los residentes de la UE hayan notado que algunos de los relojes de su casa no están sincronizados con otros relojes. Aparentemente, la causa de esto es que los proveedores de energía tuvieron que reducir la frecuencia a la que la red de CA alterna el flujo de corriente. Entiendo que la velocidad a la que funcionan estos relojes se basa en la frecuencia de la red de CA, por lo que hasta ahora tiene sentido. Lo que no entiendo es que, según los informes, la razón por la que los proveedores de energía tuvieron que reducir la frecuencia fue porque un proveedor regional en los Balcanes no suministró su parte justa de energía a la red. Leí el artículo del sitio web de la red eléctrica suiza en https://www.swissgrid.ch/swissgrid/en/home/experts/topics/frequency.html que dice:

Si el consumo de energía eléctrica es menor que la producción, la frecuencia es mayor; si el consumo es mayor que la producción, la frecuencia es menor. La razón de esto es la siguiente: los generadores eléctricos de una red eléctrica giran más fácilmente y más rápido cuando el consumo es bajo. En consecuencia, giran con una frecuencia más alta. Por el contrario, los generadores eléctricos giran más trabajosamente y con menor frecuencia cuando el consumo es mayor.

Entonces, los generadores tienen que rotar a un ritmo más lento si la demanda es mayor que la oferta. ¿Por qué? Quiero decir, ni siquiera entiendo cómo la red sigue funcionando si la demanda es mayor que la oferta. por lo general, si la demanda es mayor que la oferta, parte de la demanda no se cumple. Podría malinterpretar cómo la red eléctrica en su conjunto se enfrenta a una situación como esa. Especialmente, no entiendo cuál es el vínculo entre el suministro insuficiente en la red y la velocidad mecánica de los generadores. Básicamente no sé nada sobre la red eléctrica, así que eso tampoco ayuda.

Porque la carga extra sobre ellos los hace más lentos, como andar en bicicleta cuesta arriba.
Alguien está al día con sus hackers.

Respuestas (5)

Entonces, los generadores tienen que rotar a un ritmo más lento si la demanda es mayor que la oferta. ¿Por qué?

Eso no es exactamente cierto. Potencia par x velocidad. Para aumentar la potencia no es necesario aumentar la velocidad; se puede aumentar el par. El par aumenta aumentando el ajuste del acelerador. Todos los sistemas de generación tienen algún tipo de mecanismo de aceleración. Sin embargo, el funcionamiento del acelerador no es instantáneo. Eso conduce a una breve reducción de la velocidad cuando aumenta la carga (demanda). A medida que los diversos generadores conectados a la red se ralentizan, sus aceleradores se ajustan automáticamente para corregir la disminución de la velocidad. Las redes eléctricas generalmente tienen suficiente capacidad de reserva para manejar el aumento de la demanda. Si no hay suficiente reserva, la caída de voltaje y frecuencia puede persistir por más tiempo.

Cuando la demanda cae, los generadores funcionarán más rápido de lo normal durante un breve período. Eso tendería a corregir los relojes para que hubiera poco o ningún error neto en el transcurso de 24 horas. Sin embargo, si la capacidad de la red no es suficiente, se producirán períodos prolongados de tensión y frecuencia reducidas.

Entonces, los generadores tienen que rotar a un ritmo más lento si la demanda es mayor que la oferta. ¿Por qué?

La potencia mecánica en un generador es par x velocidad de rotación, por lo que, si la potencia eléctrica de salida es demasiado alta, puede reducir esa potencia de salida disminuyendo la velocidad de rotación.

Quiero decir, ¿no es la producción en este caso demasiado baja porque la demanda supera la oferta?
La demanda no puede superar la oferta. Si la carga es demasiado grande, algo tiene que ceder y, para evitar fallas mecánicas o eléctricas graves, el problema de suministrar demasiado par mecánico se resuelve reduciendo la velocidad (que también reduce el par).
@Andyaka La "demanda" puede ser mayor que la oferta. el "consumo real" tiene que ser igual a la oferta. Si la demanda es mayor que la oferta, todos obtienen un poco menos de lo que demandan.
@asdfex eres semánticamente correcto.
Pero la energía eléctrica de un generador es voltaje x corriente. Si bien es cierto que el voltaje es, a su vez, proporcional a la velocidad de rotación, existen otras formas de influir en el voltaje (corriente del devanado del campo del generador, derivaciones del transformador). ¿Por qué la red no solo reduce el voltaje (independientemente de la frecuencia), de modo que se minimice la desviación de frecuencia?
@jms Sí, por supuesto que es cierto, pero si reduce la frecuencia y la mayoría de sus cargas (grandes factores y plantas) son motores de inducción trifásicos, la reducción de F reduce la velocidad de esas armaduras y la potencia de salida mecánica se reduce. Es un acto de equilibrio: habrá muchas cargas que tengan bucles de control que corregirán una reducción de la frecuencia o el voltaje para mantener la potencia de salida, pero la mayoría (¿más del 50 %?) No lo hará, y la pequeña reducción en la velocidad no será importante .

Si la demanda supera la oferta, los generadores se ralentizan y finalmente se detienen en un par de minutos. Esto aún no ha sucedido porque existen procedimientos de emergencia para evitarlo.

Normalmente, cada operador de planta de energía produce exactamente la cantidad de energía que solicitan sus clientes. En este caso, la demanda es igual a la oferta y la red funciona a 50 Hz nominales.

Si alguien consume más energía de la que ordenó, comienza un ciclo:

  1. La demanda supera a la oferta, por lo que los generadores comienzan a desacelerarse.
  2. Una vez que los generadores se ralentizan a 49,95 Hz o menos, se activan los procedimientos de emergencia. Las sirenas suenan en todas las centrales eléctricas, la gente grita órdenes y se echan más brasas en los hornos para proteger la red.
  3. La creciente oferta de energía de emergencia coincide con la demanda. Los generadores aceleran de nuevo a 50 Hz en el transcurso de algunos minutos.
  4. Una vez que se recupera la frecuencia, cesan los procedimientos de emergencia y las centrales eléctricas vuelven a funcionar con normalidad.
  5. Enjuague y repita.

Durante un ciclo, la red oscila entre 50 Hz de potencia normal y 49,95 Hz de potencia de emergencia. La potencia media siempre es igual a la demanda y la frecuencia media será ligeramente inferior a 50 Hz. El promedio real se realiza por el impulso de los generadores.

La frecuencia de la red fluctúa ligeramente según la demanda. Por lo tanto, en cualquier momento, la frecuencia estará dentro de un conjunto de tolerancia.

La diferencia acumulativa se compara con el reloj estándar y se corrige ajustando la potencia generada para compensar el reloj eléctrico (síncrono).

Por lo tanto, no debería haber ninguna ganancia/pérdida de tiempo notable en la esfera del reloj, excepto un apagón total.

Una pregunta que debe abordarse es: "¿Por qué los proveedores de electricidad permiten que el consumo de sus clientes supere su capacidad de producción?"

Por lo general, las empresas de servicios eléctricos tienen comparecencias con otras empresas de servicios públicos (cercanas) para comprar su exceso de energía cuando parte de su propia capacidad de generación está fuera de línea. (debido a falla o mantenimiento)

Recomiendo comprar uno o dos relojes a batería para su espacio vital o usar la hora de un teléfono celular como estándar. (que son establecidos por la torre celular de los satélites GPS)