Eş Alan Kriteri Nedir?

Eş Alan Kriteri Nedir?

Eş Alan Kriteri Tanımı

Eş alan kriteri, tek veya iki makine sistemlerinin sonsuz bir otobüse karşı geçici istikrarını belirlemek için kullanılan grafiksel bir yöntemdir.

İstikrar İçin Eş Alan Kriteri

Kayıp olmayan bir hat üzerinden iletilen gerçek güçDurağan durumda çalışan senkron makinede bir arızanın oluştuğu düşünüldüğünde, verilen güç şu şekilde ifade edilir:

Bir arızayı temizlemek için etkilenen bölgedeki devre kesicinin açılması gerekir. Bu işlem yaklaşık 5-6 çevrim sürer ve aşağıdaki arızadan sonraki geçici durum birkaç çevrim daha sürer.

Buhar türbinine bağlı olan ana motor, girdi gücü sağlar. Bir türbin kütle sisteminin zaman sabiti birkaç saniyedir, elektrik sistemi için ise milisaniye cinsindendir. Bu nedenle, elektrik geçişleri sırasında mekanik güç stabil kalır. Geçiş çalışmaları, sistemlerin arızalardan kurtulma yeteneğini ve yeni bir yük açısı (δ) ile istikrarlı güç sağlamasına odaklanır.

Güç açı eğrisi fig.1'de gösterildiği gibi düşünülür. δ0 açısı (fig.2) üzerinde 'Pm' güç veren bir sistemin durağan durumda çalıştığını düşünelim. Bir arıza olduğunda; devre kesiciler açılır ve gerçek güç sıfıra düşer. Ancak Pm stabil kalacaktır. Sonuç olarak, ivme gücü artar.

Güç farkları, rotor kütlelerinde depolanan kinetik enerjinin değişim hızına neden olur. Bu nedenle, sıfır olmayan ivme gücünün stabil etkisiyle rotor hızlanır. Sonuç olarak, yük açısı (δ) artar.

Şimdi, devre kesicinin yeniden kapandığı bir δc açısı düşünebiliriz. Güç o zaman normal çalışma eğrisine geri dönecektir. Bu anda, elektriksel güç mekanik güce göre daha yüksek olacaktır. Ancak, ivme gücü (Pa) negatif olacaktır. Bu nedenle, makine yavaşlayacaktır. Rotor kütlelerindeki inerci nedeniyle yük güç açısı hala artmaya devam edecektir. Bu artış belli bir süre sonra duracak ve makinenin rotoru yavaşlamaya başlayacak ya da sistem eşitleşimi kaybedilecektir.

Sallanma denklemi şu şekildedir:

Pm → Mekanik güç

Pe → Elektriksel güç

δ → Yük açısı

H → İnertsi sabiti

ωs → Senkron hız

Biliyoruz ki,

Denklem (2)'yi denklem (1)'e koyduğumuzda şunu elde ederiz:

Şimdi, denklem (3)'ün her iki tarafına dt'yi çarpalım ve δ0 ve δc arasındaki iki keyfi yük açısı arasında entegre edelim. Sonucu elde ederiz:

Jeneratörün yük açısı δ0 olduğunda dinleniyor olduğunu varsayalım. Biliyoruz ki

Bir arıza olduğunda, makine hızlanmaya başlayacaktır. Arıza temizlendiğinde, zirve değeri (δc) ulaşıncaya kadar hızlanmaya devam edecektir. Bu noktada,

Bu nedenle, denklem (4)'ten hızlanma alanı

Benzer şekilde, yavaşlama alanı

Sonra, hatın yük açısı δc'de yeniden bağlandığını varsayabiliriz. Bu durumda, hızlanma alanı yavaşlama alanından büyüktür.

A1 > A2. Jeneratörün yük açısı δm noktasını aşacaktır. Bu noktanın ötesinde, mekanik güç elektriksel güce göre daha yüksektir ve ivme gücü pozitif kalmaya zorlar. Yavaşlamadan önce, jeneratör hızlanır. Sonuç olarak, sistem istikrarsız hale gelir.

A2 > A1 olduğunda, sistem tamamen yavaşlamadan önce tekrar hızlanır. Burada, rotor inertsi, ardışık hızlanma ve yavaşlama alanlarını önceki alanlardan daha küçük hale getirir. Sonuç olarak, sistem durağan hale gelir.

A2 = A1 olduğunda, istikrar limiti bu koşul tarafından tanımlanır. Burada, temizleme açısı δcr, kritik temizleme açısıdır.

A2 = A1 olduğundan, şunu elde ederiz:

Kritik temizleme açısı, alanların eşitliği ile ilişkilidir, bu nedenle eş alan kriteri olarak adlandırılır. Sistem, istikrar limitini aşmadan alabileceği maksimum yük sınırını bulmak için kullanılabilir.

c