Mikä on tasapinta-peruste?

Mikä on tasapinta-kriteeri?

Tasapinta-kriteerin määritelmä

Tasapinta-kriteeri on graafinen menetelmä yksin tai kahden koneen järjestelmän väliaikaisen vakaudesta äärettömään bussiin nähden.

Tasapinta-kriteeri vakaudelle

Häviöttömällä linjalla siirretty todellinen teho onOletetaan, että synkronisessa laitteessa tapahtuu sijainti, joka toimi stabiilissa tilassa. Tässä tapauksessa toimitettu teho on

Sijainnin poistamiseksi vaikutetussa osiossa oleva virtakatkaisija on avattava. Tämä kestää noin 5-6 sykliä, ja seuraava sijainnin jälkeinen väliaikainen tila kestää muutaman syklin lisää.

Päämoottori, jota höyryturbine ajaa, tarjoaa syöteteon. Turbine-massajärjestelmän aikavakio on muutama sekunti, kun taas sähköjärjestelmän aikavakio on millisekunteja. Siksi mekaaninen teho pysyy vakana sähköisten väliaikaisten tilojen aikana. Väliaikaiset tutkimukset keskittyvät sähköjärjestelmän kykyyn toipua sijainneista ja tarjota vakaa teho uudella kuormatehokulmassa (δ).

Tehokulma-kaari otetaan huomioon, joka näkyy kuvassa 1. Kuvittele järjestelmä, joka toimii stabiilissa tilassa kulmassa δ0 (kuva 2) ja toimittaa 'Pm' tehon. Kun sijainti tapahtuu, virtakatkaisimet avautuvat ja todellinen teho laskee nollaan. Mutta Pm pysyy vakana. Tämän seurauksena kiihdyttävä teho.

Tehoerot johtavat rotorimassojen sisällä säilytetyn kinettisen energian muutosnopeuden muuttumiseen. Siksi nollasta eroavan kiihdyttävän tehon vakana olevan vaikutuksen vuoksi rotorit kiihdyttävät. Seurauksena kuormatehokulma (δ) kasvaa.

Nyt voimme harkita kulmaa δc, jossa virtakatkaisija sulkeutuu uudelleen. Tällöin teho palaa tavalliseen toimintakäyrään. Tässä vaiheessa sähköteho on suurempi kuin mekaaninen teho. Mutta kiihdyttävä teho (Pa) on negatiivinen. Siksi laite hidastaa. Kuormatehokulma jatkaa vielä kasvamista rotorimassojen inertian vuoksi. Tämä kasvu lopulta loppuu ja laitteen rotorit alkavat hidastua, elleivät ne muuten menettäisi synkroniaa.

Heilahteluyhtälö on

Pm → Mekaaninen teho

Pe → Sähköteho

δ → Kuormatehokulma

H → Inertia-vakio

ωs → Synkroninen nopeus

Tiedämme, että

Kun yhtälö (2) sijoitetaan yhtälöön (1), saamme

Nyt kerrotaan dt:n molemmille puolille yhtälössä (3) ja integroidaan sen välillä kahden mielivaltaisen kuormatehokulman δ0 ja δc välillä. Saamme

Oletetaan, että generaattori on lepotilassa, kun kuormatehokulma on δ0. Tiedämme, että

Sijainnin tapahtuessa laite alkaa kiihdyttää. Kun sijainti on poistettu, se jatkaa nopeuden kasvamista ennen kuin se saavuttaa huippuarvonsa (δc). Tässä vaiheessa

Joten yhtälön (4) kiihdyttävä alue on

Vastaavasti hidastuva alue on

Seuraavaksi voimme olettaa, että linja suljetaan uudelleen kuormatehokulmassa δc. Tässä tapauksessa kiihdyttävän alueen pinta-ala on suurempi kuin hidastuva alue.

A1 > A2. Generaattorin kuormatehokulma ylittää pisteen δm. Tässä pisteessä mekaaninen teho on suurempi kuin sähköteho ja se pakottaa kiihdyttävän tehon pysymään positiivisena. Ennen hidastumista generaattori kiihdyttää. Seurauksena järjestelmä tulee epävakaaksi.

Kun A2 > A1, järjestelmä hidastaa kokonaan ennen kuin se kiihdyttää uudelleen. Tässä tapauksessa rotorin inertiavoima pakottaa jatkuvien kiihdyttävien ja hidastuvien alueiden tulemaan pienemmiksi kuin edelliset. Seurauksena järjestelmä saavuttaa stabiilin tilan.

Kun A2 = A1, vakauden rajan marginaali määritellään tämän ehdolla. Tässä tapauksessa selvityskulma on δcr, kriittinen selvityskulma.

Koska A2 = A1. Saamme

Kriittinen selvityskulma liittyy alueiden yhtäsuuruuteen, joten sitä kutsutaan tasapinta-kriteeriksi. Sitä voidaan käyttää järjestelmän kykenemisen raja-arvon määrittämiseen ilman, että se ylittää vakauden rajan.

c