Tiêu chuẩn Diện tích Bằng nhau là gì

Điều gì là Tiêu chuẩn Diện tích Bằng nhau?

Định nghĩa về Tiêu chuẩn Diện tích Bằng nhau

Tiêu chuẩn diện tích bằng nhau là một phương pháp đồ họa để xác định sự ổn định tạm thời của hệ thống một hoặc hai máy so với bus vô hạn.

Tiêu chuẩn Diện tích Bằng nhau cho Sự ổn định

Trên một đường dây không mất mát, công suất thực truyền đi sẽ là Giả sử có một lỗi xảy ra trong máy đồng bộ đang hoạt động ở trạng thái ổn định. Trong trường hợp này, công suất cung cấp được tính bởi

Để loại bỏ lỗi, cầu chì trong phần bị ảnh hưởng phải mở. Điều này mất khoảng 5 đến 6 chu kỳ, và quá trình chuyển tiếp sau khi lỗi kéo dài thêm vài chu kỳ nữa.

Máy nguyên động, được điều khiển bởi tua bin hơi, cung cấp công suất đầu vào. Thời gian hằng số cho hệ thống khối lượng tua bin là vài giây, trong khi đó, cho hệ thống điện, nó là miligiây. Do đó, trong quá trình chuyển tiếp điện, công suất cơ học vẫn ổn định. Các nghiên cứu chuyển tiếp tập trung vào khả năng phục hồi của hệ thống điện từ các lỗi và cung cấp nguồn điện ổn định với góc tải mới (δ).

Đường cong góc công suất được xem xét, được hiển thị trong hình 1. Hãy tưởng tượng một hệ thống cung cấp ‘Pm’ công suất ở góc δ0 (hình 2) đang làm việc trong trạng thái ổn định. Khi một lỗi xảy ra; các cầu chì được mở và công suất thực giảm xuống còn không. Nhưng Pm sẽ ổn định. Kết quả là, công suất tăng tốc.

Các sự khác biệt về công suất sẽ dẫn đến tỷ lệ thay đổi năng lượng động học được lưu trữ trong khối lượng rotor. Do đó, do ảnh hưởng ổn định của công suất tăng tốc không bằng không, rotor sẽ tăng tốc. Kết quả là, góc tải (δ) sẽ tăng lên.

Bây giờ, chúng ta có thể xem xét một góc δc tại đó cầu chì đóng lại. Công suất sau đó sẽ trở lại đường cong hoạt động thông thường. Tại thời điểm này, công suất điện sẽ cao hơn công suất cơ học. Tuy nhiên, công suất tăng tốc (Pa) sẽ âm. Do đó, máy sẽ giảm tốc. Góc công suất tải vẫn tiếp tục tăng do quán tính trong khối lượng rotor. Sự tăng này của góc công suất tải sẽ dừng lại theo thời gian và rotor của máy sẽ bắt đầu giảm tốc hoặc hệ thống sẽ mất sự đồng bộ.

Phương trình Swing được cho bởi

Pm → Công suất cơ học

Pe → Công suất điện

δ → Góc tải

H → Hằng số quán tính

ωs → Tốc độ đồng bộ

Chúng ta biết rằng,

Thay phương trình (2) vào phương trình (1), ta được

Bây giờ, nhân dt vào cả hai bên của phương trình (3) và tích phân nó giữa hai góc tải tùy ý là δ0 và δc. Sau đó, ta được,

Giả sử máy phát đang đứng yên khi góc tải là δ0. Chúng ta biết rằng

Khi lỗi xảy ra, máy sẽ bắt đầu tăng tốc. Khi lỗi được loại bỏ, nó sẽ tiếp tục tăng tốc trước khi đạt đến giá trị đỉnh (δc). Tại thời điểm này,

Vì vậy, diện tích tăng tốc từ phương trình (4) là

Tương tự, diện tích giảm tốc là

Tiếp theo, chúng ta có thể giả sử đường dây được đóng lại tại góc tải, δc. Trong trường hợp này, diện tích tăng tốc lớn hơn diện tích giảm tốc.

A1 > A2. Góc tải của máy phát sẽ vượt qua điểm δm. Qua điểm này, công suất cơ học lớn hơn công suất điện và nó buộc công suất tăng tốc phải dương. Trước khi giảm tốc, máy phát vì vậy sẽ tăng tốc. Kết quả là, hệ thống sẽ trở nên không ổn định.

Khi A2 > A1, hệ thống sẽ giảm tốc hoàn toàn trước khi tăng tốc lại. Ở đây, quán tính rotor sẽ buộc các khu vực tăng tốc và giảm tốc tiếp theo nhỏ hơn các khu vực trước đó. Kết quả là, hệ thống sẽ đạt trạng thái ổn định.

Khi A2 = A1, giới hạn của sự ổn định được xác định bởi điều kiện này. Ở đây, góc thanh lọc được cho bởi δcr, góc thanh lọc tới hạn.

Do A2 = A1. Ta được

Góc thanh lọc tới hạn liên quan đến sự bằng nhau của diện tích, nó được gọi là tiêu chuẩn diện tích bằng nhau. Nó có thể được sử dụng để tìm ra giới hạn tối đa trên tải mà hệ thống có thể chấp nhận mà không vượt qua giới hạn ổn định.

c