Krytyczny kąt wyczerpania

Kąt krytycznego usuwania defektu definiuje się jako maksymalne dopuszczalne odchylenie krzywej kąta obciążenia podczas awarii, poza którym system traci synchronizację, jeśli awaria nie zostanie usunięta. W zasadzie, gdy w systemie elektrycznym wystąpi awaria, kąt obciążenia zaczyna się zwiększać, narażając system na ryzyko utraty stabilności. Określony kąt, przy którym usunięcie awarii przywraca stabilność systemu, nazywany jest kątem krytycznego usuwania.

Dla danego początkowego stanu obciążenia istnieje określony kąt krytycznego usuwania. Jeśli rzeczywisty kąt, przy którym awaria zostaje usunięta, przekracza tę krytyczną wartość, system stanie się niestabilny; natomiast, jeśli pozostanie w granicach krytycznych, system zachowa swoją stabilność. Jak pokazano na poniższym diagramie, krzywa A przedstawia zależność mocy-kąta w normalnych, zdrowych warunkach pracy. Krzywa B przedstawia zależność mocy-kąta podczas awarii, podczas gdy krzywa C pokazuje zachowanie mocy-kąta po izolowaniu awarii.

Tutaj γ1 reprezentuje stosunek reaktancji systemu w normalnych (zdrowych) warunkach pracy do reaktancji podczas wystąpienia awarii. Natomiast γ2 oznacza stosunek granicznej mocy ustalonej systemu po izolowaniu awarii do mocy systemu w początkowych warunkach pracy. W odniesieniu do granicy stabilności przejściowej kluczowym kryterium jest równość dwóch określonych obszarów, tj. A1 = A2. Aby to wyjaśnić, obszar pod krzywą adec (kształt prostokąta) musi odpowiadać obszarowi pod krzywą da'b'bce. Równość tych obszarów stanowi fundamentalny warunek oceny, czy system energetyczny może utrzymać stabilność podczas i po przejściowej awarii, zapewniając, że nierównowagi energetyczne wprowadzone przez awarię mogą być właściwie zarządzane, aby zapobiec zawaleniu systemu.

Zatem, jeśli znane są γ1, γ2 i δ0, można określić kąt krytycznego usuwania δc.