Elektrik Sistemlərində Stabil Dövrü Stabilitəti: Tərif İstiqamətləri və İyələşdirmə Metodları

Durağan Dəmirgah Stabilizasiyasının Tərifləndirilməsi

Durağan dəmirgah stabilizasiya, elektrik enerji sisteminin kiçik bir sarsıntıdan sonra ilk işləmə vəziyyətini saxlamaqda mövcud olan imkanı və ya sarsıntı davam edəndə ilk vəziyyətinə yaxın bir vəziyyətə çatmaqda mövcud olan imkanı tərif edir. Bu kavram, enerji sistemlərinin planlaşdırılması və dizaynında, xüsusi avtomatik idarəetmə cihazlarının inkişafında, yeni sistem komponentlərinin istismara verilmesində və işləmə vəziyyətlərinin tənzimlənməsində mühüm öneme malikdir.

Durağan dəmirgah stabillik limitinin qiymətləndirilməsi, enerji sistemi təhlili üçün əhəmiyyətli olaraq, belirlənmiş durağan şərtlərdə sistem performansını yoxlamaq, stabil limitləri müəyyənləşdirmək, geçici prosesləri keyfiyyətən qiymətləndirmək və qidalama sisteminin növü və onun idarəetmə sistemləri, idarəetmə rejimləri və qidalama və avtomatlaşdırma sistemlərinin parametrləri kimi faktorları qiymətləndirmək kimi məsələlərə baxır.

Stabilizasiya tələbləri, stabil limit, durağan şərtlərdə elektrik enerjisinin keyfiyyəti və geçici performansla müəyyən olunur. Durağan dəmirgah stabillik limiti, sistemdəki xüsusi bir nöqtədən keçən maksimum enerji axını, bu axın azada artıqla artırıldığında instabilitəyə səbəb olmamaq şərtiylə, təyin edir.

Enerji sistemi təhlilində, eyni segmentdəki bütün maşınlar, hətta eyni otobusa doğrudan bağlı olmasalar və əhəmiyyətli reaktivliklər ilə ayrılsa da, o nöqtədə bir qabaqcıl böyük maşın kimi müsbət edilir. Kicik ölçülü sistemlər adətən sabit voltajlı hesab edilir və sonsuz otobus kimi modelənir.

Bir generator (G), transmis line və yük kimi funksiyon görən sinkron motor (M) təşkil etdiyi sistemə baxaq.

Aşağıdaki ifadə, G generatoru və M sinkron motoru tərəfindən yaradılan gücü verir.

Aşağıdaki ifadə, G generatoru və M sinkron motoru tərəfindən yaradılan maksimum gücü verir.

Burada, A, B və D iki uclu maşının ümumiləşdirilmiş sabitlərini təmsil edir. Yuxarıdaki ifadə, faza voltajları voltsda istifadə edildikdə, fazalarda wattsda hesablanan gücu verir.

Sistemin Stabil Olmayışına Səbəblər

Daimi sürətə işləyən sonsuz otobusa bağlanmış bir sinkron motora baxaq. Onun giriş gücü, çıxış gücü və zərürətlərə bərabərdir. Əgər motora en kiçik bir eksen yükü əlavə edilirsə, motorun çıxış gücü artarken, giriş gücü dəyişmir. Bu, motorun sürətinin müvəqqəti olaraq azalmasına səbəb olan nəticəvi geri qalan moment yaradır.

Geri qalan moment motorun sürətini azaldıqca, motorun daxili voltajı və sistem voltajı arasındakı faz açısı artar, nəhayət, elektrik girişi gücü, çıxış gücü və zərürətlərə bərabər olana qədər.

Bu geçici müddətdə, motorun elektrik girişi gücü mekaniki yükənə bərabər olmadığından, artıq güc, fırlanan sistemin saxlanılmış enerjisindən çəkilir. Motor tarazlıq nöqtəsi etrafında titreyir və sonunda dayanır və ya sinxronizasyondan çıxır.

Sistem, əksər yükün əlavə edilməsi və ya yükün çox tez makinenə əlavə edilməsi zamanı da stabil olmayıbsa.

Aşağıdaki tənlik, motorun yarada biləcəyi maksimum gücü təsvir edir. Bu maksimum yük, yalnız və yalnız gücü açısı (δ) yükləmə açısı (β) bərabər olduğunda mümkün olur. Yük, bu şərtlərə cavab verdikdən sonra daha da artırıla bilər; bu nöqtədən sonra, her hansı bir yük artışı, motorun yetersiz gücü səbəbindən sinxronizasyonunu itirir.

Artıq güç, fırlanan sistemin saxlanılmış enerjisindən təmin edilir, bu da sürətin azalmasına səbəb olur. Artıq güc artıqca, açı yavaş-yavaş azalır və motor durdurulana qədər.

Verilmiş hər hansı bir δ üçün, motor tərəfindən yaradılan və generator tərəfindən yaradılan güc arasındakı fərq, liniya zərürətlərinə bərabərdir. Əgər liniyanın rezistansi və paralel kabul edilen reaktivlik sıfıra yaxınsa, alternator və motor arasında köçən gücü aşağıdakı kimi ifadə edə bilərsiniz:

X - liniya reaktivliyi

• V_G - generatorun voltazı

• V_M - motorun voltazı

• δ - Yük Açısı

• P_M - motorun gücü

• P_G - motorun gücü

• P_max - maksimum güç

Durağan Dəmirgah Stabilizasiya Limitinin Yüksəltmə Metodları

Alternator və motor arasında köçən maksimum güç, onların daxili elektromotiv kuvvetlərinin (EMF) məhsuluna müqayisədən və liniya reaktivliğinin tərsinə nisbətən asılıdır. Durağan dəmirgah stabilizasiya limiti, iki əsas yolla artırıla bilər:

• Generator, motor və ya hər ikisinin qidalamanın artırılması
  Qidalamanın artırılması, maşınların daxili EMF-ni yüksəltir, bu da aralarında köçən maksimum gücü artırır. Eləcə də, yüksək daxili EMF-lər, yük açısını (&δ) azaldır.

• Köçüş reaktivliyinin azaldılması
  Köçüş reaktivliyi, aşağıdakı kimi azaldıla bilər:

• Bağlantı nöqtələri arasında paralel transmis linilər əlavə etməklə;

• Bundled kablardan istifadə edərək, liniya reaktivlisini azaltmaq;

• Liniyaya seriya kondensatorları əlavə etməklə.

Seriya kondensatorları, əlavə yüksək voltajlı (EHV) liniyalarda enerji köçüş effektivliyini artırmaq üçün əsasən istifadə olunur və 350 km-dən uzun məsafələr üçün ekonomik olaraq daha cazibəlidir.