Hur funkar det? mängden ström på elnätet

[ogge_1991]

Hej gott folk!

Jag är snart flintskallig efter allt kliande i/på huvudet.
Jag har ritat en grov generalisering av elnätet som jag funderar på.
Om vi har en generator som snurrar 3000varv per minut (50Hz). Hur justeras strömmen och spänningen på elnätet?

I Sverige har vi 50Hz 220/230 V. Vilket du förhoppningsvis får om du stoppar multimetern i vägguttaget. Spänningen antar jag att man justerar med transformatorer.

Men hur styr man strömmen på elnätet?

Nu har jag skalat ner min modell. med 1 respektive 3 lampor. Men oavsett om jag har 1 eller 3 lampor tända så lyser de lika mycket?
Så på något vis måste strömproduktionen regleras och strömmen styras?

Jag kanske är ute och cyklar och frågar helt tokigt för att få de svar jag söker.
Men någon kanske förstår vad jag är ute efter?

[Icecap]

Med varvtalet styr man frekvensen. Frekvensen beror på RPM samt antal poler på generatorn. Den bit borde inte vara svår att förstå.

Spänningen kan regleras på olika sätt men i grova drag kan det fungera som på en bilgenerator: man styr magnetiseringen av rotorn, är den kraftigt magnetisk skickas mer effekt ut, är den svag magnetisk skickas låg effekt ut.

Det finns ganska säkert många andra sätt att styra detta på men detta sätt är ett av dom.

[kodar-holger]

Icecap hann före, men jag beskrev det lite annorlunda och andra detaljer.

Det enkla, men inte helt korrekta svaret är väl att strömmen blir det den blir. Det är lasten som bestämmer hur stor strömmen blir. Ingen annan.

D.v.s är det 230V och du har en last på 100 Ohm ansluten blir det 2,2A. Är lasten 30 Ohm blir det 7,7A. Generatorn får helt enkelt leverera det som krävs.

Men det kan den naturligtvis inte utan åtgärd. Det som händer om man plötsligt ändrar lasten är ju att generatorn ökar eller minskar i varvtal vilket någon måste reglera genom att dra på eller av tillförd effekt på generatorns axel. I ett vattenkraftverk sköts det med ledskenor om jag minns rätt som styr hur mycket vatten som släpps in i turbinen.

Nu är det ju tack och lov ovanligt att lasten i ett elnät varierar med en faktor tre från en sekund till nästa så variationerna blir inte så stora. Kolla på den här sidan http://www.svk.se/drift-av-stamnatet/kontrollrummet/. Bläddra ner lite så kommer du till effektbalans. Där ser du att nätfrekvensen varierar lite vilket beror på varierande last i elnätet.

[ogge_1991]

Underbart!!

Tack, nu hänger jag med.
Det känns rätt uppenbart nu när ni förklarar. Ju mer "elektriskt motstånd man har på nätet" desto mer mekanisk kraft får man tillföra i turbinen.

Sen antar jag att man jämnar ut mellan olika kraftverk, regioner och länder... men det behöver jag inte djupdyka i nu

Tack ännu en gång

[TomasL]

Ja man ballanserar det med att dra på eller släppa av på olika kraftverk, dessutom finns det entt antal gasturbin och ångturbinkraftverk utspridda, vilka står i standby.
Lahall är ett sånt, ett antal stora oljetankar, 16 st gasturbiner (dvs typ samma jetmotorer som sitter i en jumbojet), 8 st generatorer, tar typ 15 sekunder eller nått sånt att starta upp.

[90kar08]

Hur regleringen sker beror ju på vad för typ av kraftverk det är också. Moderna vindkraftverk t.ex. har i många fall frekvensomvandlare så att generatorn kan gå med valfritt varvtal och sen regleras frekvens och spänning med kraftelektronik.

[TomasL]

Traditionella kraftverk, såsom vattenkraft styrs dels via turbinskovlarna och dels via vattenmängden, vilket är en relativt snabb modderering, kärnkraften via stavarna, dvs rätt långsamt., toppkraftverken kan sättas in med fuill effekt inom typ 5-15s, vlket ger en snabb reglering, och som tidigare nämnts, moderna vindkraftverk via omformare, vilket ger den snabbaste regleringen.
Generellt gäller att om nätet inte orkar lämna tillräckligt, sjunker frekvensen först, och ökar om nätet är för starkt. Viktigt att veta, stoppar nätet så går det inte att starta igen eftersom alla generatorer är beroende av ett fungerande nät, för att få sin magnetiseringsström.
Detta har hänt en gång, i mitten på 70-talet, då hela svenska elnätet gick ned och vi var tvungna att starta upp med Norge som last, och därefter switcha över till Sverige, tog 2 dygnvill jag minnas att spän ingsätta allt och få igång samtliga kraftverk, dessutom i mitten av februari eller nått sånt.
Orsaken, en trasig frånskiljare i ett ställverk någonstans.

[ajje]

Det är numera ett antal av de stora aggregaten vid de stora kraftverken som är ombyggda för att hantera en "kallstart"

Svenska kraftnät har ett projekt som heter "starta Sverige" som ska hantera alla frågor runt det problemet. Relativt storskaliga prov verkar ha genomförts också.

[TomasL]

Det är väl resultatet av smällen på 70-talet, då det var ett riktigt uppvaknande, på hur sårbart sverige var/är. Dvs, en ynka liten frånskiljare i ett litet ställverk, slog ut all eldistribution i hela landet, samtliga kraftverk nödstoppades.

Fel av mig, december -83 var det.

Torsdagen den 27 december 1983 lärde sig svenska folket vad en frånskiljare är. Klockan 12.57 lossnade en sådan frånskiljare i Hamra transformatorstation utanför Enköping och landet slocknade i det största svenska strömavbrottet hittills. I stort sett blev det mörkt i hela Sverige.

[SeniorLemuren]

Detta har hänt en gång, i mitten på 70-talet, då hela svenska elnätet gick ned och vi var tvungna att starta upp med Norge som last, och därefter switcha över till Sverige, tog 2 dygnvill jag minnas att spän ingsätta allt och få igång samtliga kraftverk, dessutom i mitten av februari eller nått sånt.
Orsaken, en trasig frånskiljare i ett ställverk någonstans.

Det där "hela Svenska elnätet" och uppstart "med hjälp av Norge" har du nog missförstått.

Här i Sverige kommer de flesta lite äldre ihåg det stora strömavbrottet den 27 december 1983 kl 12:57, då landet blev strömlöst från Dalälven och neråt. Utlösande faktor var en brand i en 400 kV frånskiljare utanför Enköping. Lasten fick då kopplas bort från brytaren men en kortslutning han ske och hela stationen fick kopplas bort. Felet och frånkopplingen ledde till sådana påfrestningar i det övriga nätet, att automatiska skyddsutrustningar frånkopplade merparten av stamnätets ledningar söder om Indalsälven. Alla kärnkraftverk utom Forsmark 1 stoppades och förbindelserna med Norge och Danmark stoppades. Belastningen i landet var timmen innan haveriet 17 000 MW, 64 % kom från vattenkraft, 34 % kom från kärnkraft och 2 % kom från mottryck i fjärrvärmenät i storstäderna. Inom en timme var storkraftnätet i drift, men tiden för att bygga upp produktion och koppla in belastningen igen tog flera timmar och pågick till kl 18:20 Detta var det största avbrottet sedan 1955.

[TomasL]

Nja, det är vad jag kommer ihåg från tidningarna och radio, på den tiden, kan vara fel, kan vara rätt.

[rikkitikkitavi]

Kraftverken är byggda för att kallstarta i stor viss utsträckning.

Däremot kommer ju fan och hans termostat alla ligga på efter ett tag så risken är ju att så fort du fasar in en anläggning är belastningen så stor att den fasar ut lika fort... Nu hanterar man ju det genom sektionsvis inkoppling.

Södemanland- På!
Närke - På!
Uppland -På, f-n där gick nätet...

Lokalt kan det ju vara knepigare. Var ju en " kvarterstrafo" som gick i Stockholm, Fortum fick väl koppla in x antal reservagg o extra trafos för att kunna koppla in ersättare då allas värmeffekter låg på efter ett dygn eller tvås strömavbrott.

Omsätt det till nationell skala ...
Nya zeeland hade problem för några år sedan i stor skala.

Tyska elöverskottet pga solel höll ju på att sänka Tjeckiens nät pga överproduktion.

Nätägarna får pungslå oss elabonnenter men av de knappa 200 miljarder vi betalar är det bara en del som återinvesteras i bättre nät.

Det är rätt talande att de tre stora vill inte äga produktionen utan bara näten och handeln. Man har låga investerkngar och små risker jämfört med att plöja ner några tiotals miljarder i produktionskapacitet som är beroende av politikers nyckfullhet.

Bättre då ha semiprivat monopol på distributionen. Och få lagstöd på att man får ta ut hur mycket som helst för de
25 % av elkostnaden är el, 25 % är distributionaavgifter och resten skatt o moms.

Synd folk är för dumma att begripa detta.

[GFEF]

Kraftvek utom vindkraftverk använder synkron generatorer där varvtalet styrs av nätfrekvensen.

Om mekaniska drivningen försöker få synkron generatorer rotera med varvtal över det som nätfrekvensen ger lämnas aktiv effekt till nätet (kW).

Om mekaniska drivningen varvtal exakt lika med nätfrekvensen varvtal = tomgång
redo lämna aktiv effekt till nätet vid ökat pådrag drivkälla.

Vid normal drift el-nät är ett antal vattenkrafts generatorer delbelastad redo :
Att lämna mer aktiv effekt vid brist.
Eller minska aktiv effekt vid överskott.

Styrd av nätfrekvensen.
Allt på delar av sekunder.......
Starta spetskraftverk som gasturbiner tar flera minuter....

Magnetiseringen i rotorn bestämmer viken typ av effekt som lämnas:
Generatorer spänning = nätspänning Aktiv effekt till nätet (kW) .
Över eller under magnetiseringen reaktiv effekt till nätet (kVAr).

I dag försker man ta upp reaktiv effekt nära källan med kraftelektronik som faskompensering.


http://www.google.se/url?url=http://www ... hvkS_Mxh8g

http://new.abb.com/se/om-abb/teknik/sa- ... mpensering

[Tranzorb]

Magnetiseringen i rotorn bestämmer viken typ av effekt som lämnas:
Generatorer spänning = nätspänning Aktiv effekt till nätet (kW) .

Icke! För att en synkronmaskin ska generera aktiv effekt till nätet måste man öka vinkeln jmf med nätet så att generatorn ligger lite före på sinuskurvan.
För att minska det aktiva effekt bidraget till nätet minskar man vinkeln mot nätet. Naturligtvis påverkar detta även den reaktiva effekten men inte lika mycket som den aktiva effekten.

Över eller under magnetiseringen reaktiv effekt till nätet (kVAr).

Inte heller detta är helt rätt; Övermagnetiserar (höjer amplituden på spänningen) du "genererar" du reaktiv effekt till nätet, och undermagnetiserar du "förbrukar" du reaktiv effekt från nätet.
Samma sak här; detta påverkar även den aktiva effekten men inte lika mycket som den reaktiva effekten.


Lite knasigt att prata om att förbruka reaktiv effekt då energin i själva verket flyter mellan induktiva och kapacitiva element i nätet, men det visste ni säkert redan.

-T

[YD1150]

Drivmotorns (t.ex. vattenturbin) vridmoment (mekaniskt) till generatorn ökas så ökar aktiv effekt.
Varvtalet är fortfarande konstant. Det ger den "effekten" som föregående inlägg har beskrivit.