Vaihtovirtageneraattorien tahdistus

Verkko on niin "jäykkä", ettei yhden geniksen pieni epätahti haittaa. Geniksethän tahdistetaan verkkoon ennen kytkeytymistä ja pidetään sen jälkeen verkon tahtiin lukkittuina..

Nyt kysyit kyllä niiiin laajaa aihetta, että....

lkhlkjhkjhjk -kaltaisen typeryksen neuvon voit kyllä heti unohtaa!!!!!!

Yleiseen sähköverkkoon EI MISSÄÄN TAPAUKSESSA pidä mennä omatekoisilla vehkeillä mennä "syöttämään" mitään!
Syytteitä nimittäin ropisee!

Vuosikymmenien aikana
on kehitetty monenlaista automatiikkaa.
Nykyiset ovat täysin tietokone ohjattuja:
Touhu on täysin AMMATTILAIS hommaa.

Sitäpaitsi jutustasi kuultaa jo sellainen terminologian tuntemus, että siitä vaan itse opiskelemaan;
Kirjastoista löytyy aihepiirin tietoa!

Hanki ihmeessä tämä kirja ja opiskele:

http://www.gaudeamus.fi/haarla_sahkoverkot_i/

Keneraattori laitetaan pyörimään samaan vaiheeseen ennen kytkentää. Käytännössä sähköverkkoa kuormittavat laitteet hidastavat sitä pyörimistä. Jos generaattori pyörisi esim. 49 Hz taajuudella niin silloin se periaatteessa hidastaisi sähköverkkoa ja toimisi kuormana. Jos siitä keneraattorista halutaan tehoja irti niin itse asiassa sillä pitää "kiihdyttää" verkkoa eikä jarruttaa sitä.

Taajuudensäätö tapahtuu monessa portaassa ja alimmalla tasolla paikallisesti yksittäisellä generaattorilla. Kuten on kerrottu, generaattori ikäänkuin "työntää" verkkoa eteenpäin, eli on tietyn pienen vaihekulman δ verran verkkoa edellä. Kulman δ suuruus määrittää sen, kuinka suuren tehon generaattori syöttää verkkoon. Verkkoon syötettävää tehoa tarkkailemalla sekä pyörimisnopeutta ja δ-kulmaa säätämällä generaattori pysyy verkon taajuudessa.

Näin siis vakiotilanteessa. Suurempi säätötarve tulee silloin, kun jokin suuri sähköntuottaja, esimerkiksi ydinvoimala, putoaa verkosta pois, jolloin verkon taajuus tietenkin hetkellisesti notkahtaa. Notkausta pienentää se, että generaattoreilla on mekaanista hitautta, josta saadaan taajuuden hetkellisesti pudotessa lisätehoa, jotta säätimet ehtivät saamaan verkkoon jäävien generaattoreiden δ-kulmat aiempaa suurempiin arvoihinsa.

Käytännössä säätöä tehdään tietysti useammassa portaassa esimerkiksi varalaitoksia tarvittaessa käynnistämällä ja sähköntuontia lisäämällä. Sähköverkossa on hyvin paljon sähköntuottajia ja siksi siinä suurenkin yksittäisen laitoksen korvaaminen on mahdollista.

Tietysti tilanne on toinen, jos ajetaan aivan verkon sähköntuotannon äärirajoilla, kuten joinakin pakkaskausina Suomessakin on tehty. Silloin ydinvoimalan putoamista verkosta on vaikeampi korvata ilman kulutuksen pienentämistä. Helpoiten kulutus saadaan silloin pienenemään katkaisemalla tietyjen asutuskeskusten sähkönsyöttö, mihin on varauduttu jollakin pienimmän haitan skenaariolla. Jos katkos muodostuu pitkäksi, voidaan sähkötöntä aluetta kierrättää, jotta haitta ei keskittyisi vain yhdelle alueelle.

Niin jos oman vaatimattoman lusikkani laitan soppaan, niin verkko itsessään on niin iso kapistus, voidaan ajatella, että se on ikäänkuin oikea fyysinen raskas heiluri, että koko (Pohjoismaiseen) verkkoon nähden suhteellisen pienitehoinen generattori ikäänkuin "hukkuu massaan", vaikka se olisikin hetkellisesti epätahdissa. Kun generaattori tuottaa energiaa, on se tahdissa, mutta sen sisäinen magneettikenttä on pyöriessään aina hitusen edellä muita laitteita. Myönnän, että tämä on ns intuitiivisesti vähän hankala hahmottaa.

Ikivanhoissa pikkuvesivoimaloissa muuten operaattori saattoi tarkkailla hiljalleen vilkkuvasta hehkulampusta, mikä on verkon ja generaattorin taajuusero ja säätää turbiinin lapakulmia pikkuhiljaa paikalleen ja "lukita" generattorin verkkoon, kun lamppu ei enää vilku, ja ero = 0.

Koko verkon taajuudelle taas on asetettu tietyt taajuusrajat, ja kun kuormitus kasvaa liikaa, taajuus laskee, tietty (Pohjoismainen) reservi aktivoituu hyvin nopeasti, alle puolessa minuutissa, ja minuutin sisään tulee tarvittaessa lisää vielä tehoa. Jos tämä ei tepsi, kuormat kytketään kokonaan irti, koska muutoin tietyt tekniset seikat saattavat aiheuttaa verkkoon mahdollisesti kuluttajille vaarallisen/haitallisen ylijännitetilanteen.

Tässä ketjussa on hyvä esimerkki henkilöstä joka korostaa omaa "tietämystään" sillä että kertoo ettei aio kertoa ja moittii jopa sitä että kysyjä kysyy.

Eipä ainakaan opettajaksi kannata tuolla systeemillä pyrkiä.
Enkä itse palkkaisi muihinkaan virkoihin, sillä työyhteisö on tehokkaampi kun tieto liikkuu tarpeen mukaan.

Sama pätee yhteikuntaan laajemminkin ja siksi verkkokytkentöjen tietoja ei olisi syytä pimittää ja varsinkin kun se johtaa siihen, että kun jotkut kuitenkin kytkevät johtojaan itse, tulee vaarallisia virheitä.

Keski-Euroopassa saa yleisesti tehdä paljon vaativampia kytkentöjä itse kuin täällä ja sikäläiset ovat hyvin hämmästyneitä kun kuulevat miten tarkkaa se täällä on.

Itse olen saanut tutkijakoulutuksen yhteydessä myös opetusta verkkokytkennöissä ja saan nykylain mukaan kytkeä omaan käyttöön ei kiinteän verkon laitteita.

Niin jos lisään, että nykyäänhän on mahdollisuus ajaa epätahtigeneraattoria isonkin vaihtosuuntaajan läpi ja siten tuottaa sähköä periaatteessa ihan millä parametreilla vain halutaan.

Jos käsitin oikein, kysymyksesi ydin oli tässä lauseessa: "miten siis generaattorien pyörimisnopeus voidaan säätää niinkin tarkoin vakioksi?"

Olen ihmetellyt ihan samaa asiaa, mutta minullekaan tuon juttu ei ole valjennut. Tässä on kuitenkin yksi tapa, jolla minä lähtisin ratkaisemaan kyseistä ongelmaa: Otetaan esimerkiksi vesivoima, jossa veden energiaa ei pystytä säätämään kovin nopeasti, ei ainakaan niin nopeasti, että sillä olisi merkitystä generaattorin pyörimisnopeuden pienille vaihteluille tai ei ehkä edes vaelteluillekaan. Silloin kai generaattorin kierroslukua pystytään säätelemään kohtuullisen nopeassa tahdissa ainoastaan lisäämällä tai vähentämällä sen kuormitusta. Lisäkuormitus kumoaa veden virtauksen lisääntymisen, ja kuormituksen vähentäminen kompensoi vedentulon vähenemisen. Verkkoon toimitetaan aina joku tietty energia, mutta miten tällaisessa systeemissä järjestetään kuormituksen vaihtelu? Ihan simppeli ratkaisu olisi sellainen, että generaattorille järjestettäisiin jokunlainen paikallinen ylikuormitus eli oikosulku, ja sinne ohjattaisiin aina tarpeen mukaan vähemmän tai enemmän virtaa. Siinä olisi yksinkertainen, ja kaiken järjen mukaan myös typerä, kierrosluvu säätömekanismi. Tiedän että tämä selitys on sekä lapsellinen että ei käytössä, mutta onpahan ainakin yritys.

Kun generaattori on em. lamppuvirityksellä saatu vaiheeseen ja kytketty verkkoon, ei sen pyörintänopeudesta tarvi olla kovin huolissaan, on ns. tahdissa pitävä voima.
Jos genis yrittä lisätä nopeutta se saa lisää kuormaa niskaansa ja yritys tyrehtyy siihen. Jos taas aikoo hidastua kuormitus kevenee ja lopulta genis pyörii jopa moottorina ollen edelleen tahdissa.

"Otetaan esimerkiksi vesivoima, jossa veden energiaa ei pystytä säätämään kovin nopeasti, ei ainakaan niin nopeasti, että sillä olisi merkitystä generaattorin pyörimisnopeuden pienille vaihteluille tai ei ehkä edes vaelteluillekaan."

Itse asiassa nimenomaan vesivoimaa käytetään nopeana säätövoimana. Jos painat valonappulaa kotona, turbiinin säätö päästää hieman enemmän vettä myllyyn.
Googlaa esim: Haapakoski Pasi Theseus

Et ehkä ole tullut ajatelleeksi, että koko verkossa on runsaasti ihan puhdasta liike-energiaa koneiden huimamassoina. Samoin kaikissa käämeissä on aina ainakin yhden jakson (1/50 sek) verran varastoitunutta energiaa niiden magneetti- ja sähkökentässä.

Miten generaattori kytketään valtakunnan verkkoon, näin.

Kun turbiini on saatu pyörimään, siihen kytketty generaattori
pyörii sen mukana ilman magneettikenttää, generaattorista
riippuen siihen tehdään magneettikenttä oman herätinkoneen
avulla, kenttäkytkimen avulla, koneesta riippuen jopa 600- 2900
kierroksen kohdalla.
Turpiinin kierroksia nostetaan, jolloin generaattorin jännitteet
ja taajus nousevat verkon vastaavia kohti.
Kytkentä tehdään tahdistinlaitteen avulla, joko käsin tai automaattisesti,
tahdistinlaite näyttää kuinka kaukana jännite ja taajuus on verkon vastaavasta.

Jos eroa on, muutetaan joko säätäjillä tai käsin turpiinin kierroksia,
tahdistinlaite näyttää kuinka paljon, pyritään siihen että generaattorin arvot
ovat hieman suurempia kuin verkon, automaattinen tahdistus tapahtuu
kun arvot ovat suhteellisen lähellä, ei tarvi olla täsmälleen samat, tahdistinlaite
kytkee generaattorikytkimen ja generaattori on verkossa. välittömästi voidaan
joutua säätämään loistehoa eli magnetointijännitettä ettei generaattori
mene takateholle.
Jos kytketään käsin, asetellaan turpiinin kierrokset hieman verkon arvoja
suuremmaksi, tahdistinlaite näyttää milloin kytkentä voidaan tehdä, turpiinin
höyrysäätäjän toiminta määrittelee kuin helposti saavutetaan oikea kohta,
joskus siiheen menee useita minuutteja kun oikeaa kierroslukua haetaan.

Kannattaa hakea se varma tieto jostain luotettavammasta lähteestä kuin täältä missä jokainen höpöttää omiaan.