Что будет с электростанцией в отсутствии потребителей.

[Александрович]

bocharov в сообщении #1368210 писал(а):

Согласно теме потребители отсутствуют, а это означает что эл. цепь генератора разомкнута, следовательно отсутствует эл. ток.

Это называется режимом холостого хода.

bocharov в сообщении #1368210 писал(а):

жернова водяной или ветряной мельницы не разрушаются если она не мелит зерно

Так они и не крутятся.

[Alex-Yu]

realeugene в сообщении #1368212 писал(а):

При превышении центробежной силой входного напора воды поток воды остановится и их дальнейшая раскрутка прекратится

Да, после некоторого изучения вопроса выясняется, что судя по всему, Вы правы. Есть так называемая разгонная частота (т.е. без нагрузки), которая раза примерно в два больше рабочей (немного меняется в зависимости от типа турбины). Но в два раза -- это силы в четыре раза. Пожалуй, все же разнесет. Ну не в четыре же раза там запас прочности.

Я так понял, двойка это только для водяных турбин. Для паровых, т.к. плотность рабочего тела намного меньше, разгонится намного сильней. Нет? Хотя и двойки хватит, квадрат все же

[realeugene]

Alex-Yu в сообщении #1368226 писал(а):

Вы правы. Есть так называемая разгонная частота (т.е. без нагрузки), которая раза примерно в два больше рабочей (немного меняется в зависимости от типа турбины).

У турбин на СШГЭС на входе давление воды было 100 метров водяного столба при полном напоре 200. Т. е. не два раза по скорости и 4 по силам, а $\sqrt 2$ и 2.

[Alex-Yu]

realeugene в сообщении #1368227 писал(а):

У турбин на СШГЭС

Не знаю, что конкретно на СШГЭС, но в литературе указывается, что разгонная частота водяных турбин в 1.7 -- 2.6 раза больше рабочей. Думаю Ваша простая оценка по центробежной силе --- это все же лишь оценка порядка величины, там все же сложнее процессы.

Но все же не разнесет. Согласно нормам проектирования, упругие напряжения в разгонном режиме должны быть максимум 0.9 от предела текучести. Впрочем, 0.9 --- довольно много. С учетом старения и т.п. лучше в разгонный режим все же не входить.

А вот про разгон паровых турбин ничего найти не удалось Очень много пишут о защите от разгона. Но какие получатся обороты, если защиты нет, не нашел. Впрочем, упоминается кое-где, что разгон паровой турбины приводит к ее разрушению.

[bocharov]

Александрович в сообщении #1368215 писал(а):

Это называется режимом холостого хода.

Да это аналогично трансформатору(тоже, являющимся эл. машиной), у которого отсутствие нагрузки является режимом холостого хода.

Александрович в сообщении #1368215 писал(а):

Так они и не крутятся.

Всё зависит от желания мельника, и продвинутости механизма его мельницы. Ну а в общем, ТС задал расплывчатый вопрос. Единственно что можно ответить, если у эл. станции нет потребителей, то она превращается в "груду металла", не относящейся к теории электричества.

[Xey]

Я понял так, что у каждой турбины есть заслонки, регулирующие расход воды. При малой нагрузке они прикрывают поток воды.
Несколько турбин или электростанций объединяют в сеть, крупные стараются держать в номинальном режиме , а мелкими поддерживают равенство генерируемой и потребляемой мощностей.
Есть и организационные методы регулирования нагрузки (графики включения крупных потребителей).

[Александрович]

Xey в сообщении #1368259 писал(а):

крупные стараются держать в номинальном режиме , а мелкими поддерживают равенство генерируемой и потребляемой мощностей.

Если регулирование глубокое, то мелкие не справятся. Обычно ТЭС вырабатывают постоянную мощность, а ГЭС регулируют.

[bocharov]

Xey в сообщении #1368259 писал(а):

Есть и организационные методы регулирования нагрузки

Конечно есть, но к теме это не относится.

[Евгений Машеров]

Larry13 в сообщении #1368059 писал(а):

Допустим у нас есть насос, который качает воду в цистерну, из которой потом вода поступает в дома жителей. Жители постоянно забирают воду, насос постоянно подкачивает баланс добычи/потребления соблюдается.

Если вдруг жители перестанут потреблять воду, цистерна переполнится и лопнет всячески доп. условия ( регуляторы давления, аварийный сброс, клапана и т.д.) не рассматриваем, чисто теоретическая ситуация.

Что произойдет в аналогичном случае с электричеством? Если генераторы на электростанции будут генерировать электричество , но никто не будет его потреблять? доп. условия тоже не рассматриваем чисто в теории.

Начну с примера с водой. Если жители перестанут потреблять воду, уровень воды в цистерне будет подыматься, вместе с ним вверх пойдёт поплавок, соединённый с выключателем и в какой-то момент цепь питания насоса будет разомкнута и подкачка воды прекратится. Когда расход возобновится, уровень воды упадёт, электроэнергия будет вновь подаваться на насос и он станет качать воду. В этой системе регулятор простейший, как в электроутюге, дискретного действия. "Да" или "нет".
В электростанции регулирование сложнее. Подача пара может меняться плавно в широких пределах. Если нагрузка вдруг будет снижена до нуля, ток упадёт и сила сопротивления генератора вращению упадёт вместе с ним, так что генератор начнёт ускорять вращение. Изменение частоты будет определено и регулятор уменьшит подачу пара, пока частота не станет номинальной. Если нагрузка нулевая - то преодолевать надо лишь силу трения, и подача пара минимальна. Правда, при внезапном изменении нагрузки возможно, что регулятор не успеет справиться быстро и придётся аварийно выключать генератор.

[realeugene]

Кроме всего вышесказанного нужно добавить, что в современном мире электростанции включают в единую сеть, и по отдельности они работать скорее всего не смогут. Крупные угольные ТЭЦ и, особенно, АЭС, обеспечивают сеть дешевой электроэнергией, но очень инерционные и отработать быстрые скачки потребляемой мощности не могут. Как вероятный результат такого скачка при отсутствии сети, способной его сгладить - аварийная остановка станции с запуском дизель-генераторов, обеспечивающих собственные нужды, например, охлаждение заглушенного реактора. ГЭС и газовые ТЭЦ могут быстро отрабатывать скачки потребления, но их энергия более дорогая и её на всех не хватает. Ветряки и солнечные электростанции могут регулировать отдаваемую мощность быстро, но их максимальная отдаваемая мощность сильно зависит от текущих природных условий, например, времени суток. Регулирование нагрузки на различные генерирующие станции в энергосети с обеспечением её устойчивой работы - это отдельная сложная технология.

[Александрович]

Alex-Yu в сообщении #1368231 писал(а):

С учетом старения и т.п. лучше в разгонный режим все же не входить.

Это внештатная ситуация. Редко какой гидрогенератор за свой век в ней оказывается, но даже в этом случае он обязан сохраниться.

Евгений Машеров в сообщении #1368542 писал(а):

Правда, при внезапном изменении нагрузки возможно, что регулятор не успеет справиться быстро и придётся аварийно выключать генератор.

Это штатная ситуация. Каждый генератор перед вводом в эксплуатацию испытывается сбросом максимальной нагрузки, а регулятор для этого и существует чтобы с этим справиться.

[Dmitriy40]

Larry13
Я добавлю на что никто не акцентировал внимание в теме.
Рассматривать вопрос что произойдёт с абстрактным генератором в случае отсутствия вообще любых регуляторов и обратных связей - бессмысленно, так просто не бывает. И произойти может что угодно, в диапазоне от "вообще ничего" до "полного разрушения конструкции" (возможно даже со взрывом), всё зависит от конкретной конструкции генератора и его привода.
Потому рассматривать можно или систему из генератора, привода и регулятора (обратной связи), или конкретную конструкцию привода+генератора. Но не абстрактную, как Вы заявили в начале темы.
И всё обсуждение в теме как раз и касается одного из двух этих вопросов: или что будет при наличии регулятора, или что будет для конкретных конструкций турбин. Одного общего ответа быть не может, кроме как "произойти может почти что угодно". Но это не страшилка, а просто ответ принципиально зависит от намеренно проигнорированных Вами деталей и условий.

[Alex-Yu]

Александрович в сообщении #1368676 писал(а):

но даже в этом случае он обязан сохраниться.

Обязан-то обязан (это я нашел в литературе в итоге)... Но вот сохранится ли... Запас прочности 0,9 --- это довольно скромно. А кто ее, турбину, знает, какие там микротрещины образовались за долгие годы эксплуатации. А если еще учесть "человеческий фактор" (разгильдяйство, проще говоря)...

[Александрович]

Alex-Yu в сообщении #1368686 писал(а):

А кто ее, турбину, знает, какие там микротрещины образовались за долгие годы эксплуатации.

А что ей сделается цельно литой болванке? При вращении с угонной частотой больше пострадает сборный ротор, состоящий из множества сочленённых деталей.

[Alex-Yu]

Александрович в сообщении #1368690 писал(а):

больше пострадает сборный ротор, состоящий из множества сочленённых деталей.

И суммарная кинетическая энергия этих деталей ой, не маленькая... Если все это начнет разрушаться, мало никому не покажется. Я оказаться рядом не хотел бы...