מהו קריטריון השטח השווה

מהו קריטריון השטח השווה?

הגדרת קריטריון השטח השווה

קריטריון השטח השווה הוא שיטה גרפית לקביעת יציבות המעבר של מערכת אחת או שתי מכונות מול אוטובוס אינסופי.

קריטריון השטח השווה ליציבות

בנוכחות קו חסר איבודים, הכוח האמיתי המשודר יהיה בהנחה שתתקלקל מכונה סינכרונית שהייתה פועלת במצב יציב. כאן, הכוח המשודר נתון על ידי

כדי לנקות תקלה, יש לפתוח את גלאי החשמל בקטע המושפע. זה לוקח בערך 5 עד 6 מחזורים, והמעבר לאחר התקלה נמשך עוד מספר מחזורים.

המנוע הראשי, הנגרר על ידי טורבינה קיטור, מספק כוח קליטה. זמן הקבוע עבור מערכת מסה של טורבינה הוא מספר שניות, בעוד עבור המערכת החשמלית, זהו מילישניות. לכן, במהלך מעברים חשמליים, הכוח המכני נשאר יציב. מחקרים טרנסיאנטים מתמקדים באפשרות של מערכת האנרגיה להחלים מתקלות ולספק אנרגיה יציבה עם זווית עומס חדשה (δ).

קשת הכוח הזוויתי שוקלת שמתוארת בתמונה 1. דמיינו מערכת המשמשת 'Pm' כוח על זווית של δ0 (תמונה 2) שפועלת במצב יציב. כאשר מתרחשת תקלה; גלאי החשמל נפתחים והכוח האמיתי יורד לאפס. אבל Pm יישאר יציב. כתוצאה מכך, כוח מאיץ.

הבדלים בכוחות יובילו לשינוי מהיר של האנרגיה הקינטית שנשמרת במסות הרוטור. לכן, עקב השפעה יציבה של כוח מאיץ לא אפס, הרוטור יאיץ. לכן, זווית העומס (δ) תגדל.

עכשיו, ניתן לשקול זווית δc שבה גלאי החשמל נסגר מחדש. הכוח יחזור לקשת הפעולה הרגילה. ברגע זה, הכוח החשמלי יהיה גבוה יותר מהכוח המכני. אבל, הכוח המאיץ (Pa) יהיה שלילי. לכן, המכונה תתחיל להאט. זווית העומס עדיין תמשיך לעלות בשל האינרציה במסות הרוטור. עלייה זו בזווית העומס תיפסק בסופו של דבר והרוטור של המכונה יתחיל להאט או אחרת הסינכרוניזציה של המערכת תיפגע.

משוואת ההנדף נתונה על ידי

Pm → כוח מכני

Pe → כוח חשמלי

δ → זווית עומס

H → קבוע אינרציה

ωs → מהירות סינכרונית

אנחנו יודעים ש,

על ידי הצבת משוואה (2) במשוואה (1), מקבלים

עכשיו, נכפיל dt משני צידי משוואה (3) ונבצע אינטגרציה בין שתי זוויות עומס שרירותיות שהם δ0 ו-δc. אז מקבלים,

נניח שהגנרטור נח כשהזווית היא δ0. אנחנו יודעים ש-

בזמן התרחשות התקלה, המכונה תתחיל להאיץ. כשהתקלה ננקה, היא תמשיך להעלות מהירות לפני שהיא מגיעה לערך השיא שלה (δc). בנקודה זו,

אז השטח של ההאצה מהמשוואה (4) הוא

באופן דומה, השטח של ההאטת הוא

הבא, ניתן להניח שהקו נסגר מחדש בזווית עומס, δc. במקרה זה, השטח של ההאצה גדול משטח ההאטת.

A1 > A2. זווית העומס של הגנרטור תעבור את הנקודה δm. מעבר לנקודה זו, הכוח המכני גדול מהכוח החשמלי והוא מאלץ את הכוח המאיץ להישאר חיובי. לפני שהוא מאט, הגנרטור לכן יאיץ. לכן, המערכת תהפוך לא יציבה.

כאשר A2 > A1, המערכת תואט לחלוטין לפני שהיא מאיצה שוב. כאן, האינרציה של הרוטור תאלץ את השטחים המאיצים וההאטת להיות קטנים מהשנים הקודמים. לכן, המערכת תגיע למצב יציב.

כאשר A2 = A1, הגבול של יציבות מוגדר על ידי מצב זה. כאן, זווית הניקוי נתונה על ידי δcr, זווית הניקוי הקריטית.

מאחר ש- A2 = A1. מקבלים

זווית הניקוי הקריטית קשורה לשוויון השטחים, והיא נקראת קריטריון השטח השווה. ניתן להשתמש בו כדי למצוא את הגבול המקסימלי של העומס שמערכת יכולה לקבל מבלי לעבור את גבול היציבות.

c