請教一個台電發電的一個問題!

有關發電穩定的討論,我回看了大家的爭論。想了一下,用飛輪的例子對沒機械學理背景的網友可能較難理解。
還是用大水庫做例子應該比較能體會。
因為水位和水壓相關,要維持供水(壓)的穩定就要維持一個水庫的水位上下起伏要很小。
那麼水位為什麼會變動?因為出水口流出水使水位下降,進水口則補充水使水位上升。
重點來了,想像一下出水口連接到很多用水戶,這些用水戶越多人用水,那麼單位時間流出的水量就大,
少人用水,水就流出得少。這影響到水位升降的快慢,水庫管理員可以預期用水的尖峰離峰"時段",但無法準確的
預測時間點的變化。所以當發現水位快速下降時,急忙補水提高水位,這水位下降到恢復水位的時間差,在供水情況
可能無關緊要,但在供電時就會變得很要命。
還是回到水庫...
為要讓水庫水位不要快速下降,就是把水庫蓋大。水庫相對尖峰用水量越大,水位
在尖峰用水時段,在不補(進)水情況下,其水位下降就越慢。
這個應很容易理解吧!想像一下,在一個裝水的碗裡,只要舀一湯匙水就可以看到水位明顯的下降,那如果是大海呢?
就算你用抽水機拚命抽也很難看到海水水位的變化。
所以把水庫蓋得相對用水大很多,就可以使用水量雖然急速變化但水位升降相對慢很多。
這個慢使得管理員在水位降到不能接受之前有時間反應,即時補充進水。這樣水位就可以維持穩定了。
供水和供電的對比:
發電系統的轉子就如同水庫,水庫存水,轉子存的是可以發電的動能。相同轉速下,轉子的質量越大儲存的動能就越大。
就如水庫越大可儲存的水量就越大一樣。
用電戶就如同用水戶,雖然用電可能瞬時變化大但轉子質量夠大(儲存的動能也大),就不會變化太快。
這使得管理員在轉子速度慢到不能接受前,有充裕的時間去增加或減少能量供應到轉子(恢復應有的速度)。

不知道這個解釋是否比通順易解?反正不會是把多餘的電接地放掉。
這方式應是不太可行,第一太浪費(浪費掉的電會比想像高出很多很多,你我要付的電費也要多很多)。
另外若沒轉子有效的緩衝,用電瞬時的變化很快,用電突然變少為求供電穩定也必需瞬間把多餘的電導掉。
這個電流相當大,要能承受的導電設備也不會便宜。而且,就算是自動化的,反應也要時間,這時間再短也會造成供
電的不穩定。同樣的用電瞬時變大,從反應到機組上線補足相對應的電力,這段時間一樣會使供電不穩定。
最後的重點,機組也不可能在短時間(分分秒秒)內開開關關。關要時間,啟動更要花時間。
補充轉子的儲能。
前面提到轉子的儲能是暫時性的,儲存的動能若沒儘快用掉,因為機械摩擦耗損,動能沒用來發電也會消失不見。(變成熱能散發掉)
但現在有磁浮轉子,它的摩擦系數很小很小(接近零),它就像超導的電阻很小很小(接近零阻)。
雖然不是真正的零摩擦,但接近零時,可以在長時間下仍能保存絕大部份的轉子動能。
磁浮轉子技術成熟後,相對來說,電力的儲存是可能的。
這使備載容量可以降到很低(理論上可以只做其它機組維修替代品即可),這意味發電成本可以降很多。

s00701 wrote:
感謝說明,電力調配...(恕刪)


如我所寫的:台電有所謂基載、中載與尖載電源,理想中應分配55~65%、15~30%與10~15%,但2007~2009的統計中,基/中/尖的實際比例為46.3%/45.6%/43.4%,很明顯地是台灣用電起伏很大,常常需要使用到較高單價的天然氣、抽蓄水力來發電。
"NIKON D200"+"12-24 F4"+"24-70 F2.8"+ "50mm F1.8"+"70-300G VR" +SB800
s00701 wrote:
『多發的電就浪費掉』...(恕刪)


這根本在玩文字遊戲吧=.=

iEvan wrote:
答案不就是接地嗎??
各位大大的回答超級精深...
簡單來說就是:多餘的電將會透過接地導回大地,
有的人覺得浪費,但是台電也不是省油的燈..知道水一直漏當然會把水龍頭關小一點阿...

亂七八糟
接地可以這樣用喔
那汽車電瓶飽電後用不完的電跑哪裡去
PS>發電量大餘總耗電量
也可以這樣比喻,假設我們有啟動一台小型發電機,啟動後一插上去它就有電。
可是沒插負載的時候,那它發的電到哪裡去了?
我想大概就是這個原理,只是發電廠精密多了而已。

ykk0123 wrote:
可是沒插負載的時候,那它發的電到哪裡去了?...(恕刪)


沒負載就沒發電,就跟引擎汽機車一樣,啟動引擎要耗油,但你沒入檔就沒動啊,所以有消耗燃油,但並沒有功效。

您的問題:可是沒插負載的時候,那它發的電到哪裡去了?
答案是變成熱排掉了。

如果您有一顆玩具的小馬達,可裝扇葉,您可做實驗:

實驗一:後端兩條線不接任何東西(斷路),轉動看看,用手感受轉動的出力,以及馬達因為扇葉轉動的慣性,能轉多久才停。

實驗二:後端兩條線接LED,轉動看看,用手感受轉動的出力,以及馬達因為扇葉轉動的慣性,能轉多久才停。

實驗三:後端兩條線接燈泡,轉動看看,用手感受轉動的出力,以及馬達因為扇葉轉動的慣性,能轉多久才停。

實驗四:後端兩條線接在一起(短路),轉動看看,用手感受轉動的出力,以及馬達因為扇葉轉動的慣性,能轉多久才停。

發電廠沒併聯,自然就沒發電,這時引擎(或發電渦輪轉子)幾乎沒有阻力,有發電,但沒有電輸出,基本上可看成沒有發電,這時是有轉動摩擦變成熱消散了。
"NIKON D200"+"12-24 F4"+"24-70 F2.8"+ "50mm F1.8"+"70-300G VR" +SB800


這是台電大樓調度室的畫面,
它負責下命令給全台灣的電廠增加發電量或減少發電量
依據的是顯示器的前三個欄位...頻率 60.00Hz
控制基準是60.00 +- 0.03Hz

就好像有定速的車子控制在100km/hr行駛
當爬林口坡時,定速控制會加深油門,來維持100km/hr;消耗更多汽油
相對於發電,對調度室而言就是增加發電機組的發電量,除了啟用備用機組
對發電群中的台中電廠而言,就是送更多的煤炭進去鍋爐,消耗更多燃料
對大潭電廠而言,就是送更多的天然氣進去氣渦輪機,消耗更多燃料
對核電廠而言,就是抽出控制棒把更多的燃料棒暴露出來或循環更多新鮮水進入爐心

當下三義坡時,定速控制會放鬆或放掉油門甚至踩剎車,來維持100km/hr;沒消耗的汽油就呆在車子的油箱內。
對發電群中的台中電廠而言,就是減少煤炭進去鍋爐,減少消耗燃料
對大潭電廠而言,就是減少天然氣進去氣渦輪機,減少消耗燃料
對核電廠而言,就是插入控制棒減少燃料棒的暴露或減少循環新鮮水進入爐心
調度室會依各機組的特性盡量分配降載,但不輕易讓機組停機,因為停機再啟動是很耗能及傷害機組

但像當年730電塔倒塌,需求瞬間不見了,
每座電廠與全台電力瞬間解連斷開,停止發電及電的輸出,這時累積在機組裡面還沒送到汽輪機發電的能量怎麼辦?
累積在機組裡面的能量以台中電廠而言,
就是鍋爐內還沒燒完的煤炭、蒸氣管內累積的高壓蒸氣,這些都要處理
累積的高壓蒸氣就是打開安全閥噴向大氣降壓,直到鍋爐內的煤炭燒完,機組再依程序慢慢冷卻。

至於更微觀的汽輪機(3600rpm)、勵磁機、發電機(發電轉子)到輸出電力60Hz間的控制,有興趣請自行Google





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