পাওয়ার সিস্টেমসে স্থির অবস্থার স্থিতিশীলতা: সংজ্ঞা কারণ এবং উন্নয়ন পদ্ধতি

স্থিতিশীল অবস্থার স্থিতিশীলতার সংজ্ঞা

স্থিতিশীল অবস্থার স্থিতিশীলতা হল একটি বৈদ্যুতিক শক্তি ব্যবস্থার ক্ষুদ্র বিপর্যয়ের পরে তার আদি পরিচালনা অবস্থাকে টিকিয়ে রাখার ক্ষমতা, বা বিপর্যয় স্থায়ী থাকলে আদি অবস্থার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে মিলে যাওয়ার ক্ষমতা। এই ধারণা শক্তি ব্যবস্থার পরিকল্পনা এবং ডিজাইন, বিশেষায়িত স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ উপকরণের উন্নয়ন, নতুন ব্যবস্থাপনা উপাদানের প্রচলন, এবং পরিচালনা অবস্থার সমন্বয়ে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

স্থিতিশীল অবস্থার সীমার মূল্যায়ন শক্তি ব্যবস্থা বিশ্লেষণের জন্য অপরিহার্য, যা নির্দিষ্ট স্থিতিশীল অবস্থার অধীনে ব্যবস্থার কার্যক্ষমতা যাচাই, স্থিতিশীলতার সীমা নির্ধারণ, ক্ষণস্থায়ী প্রক্রিয়াগুলির গুণগত মূল্যায়ন, এবং উত্তেজন ব্যবস্থার প্রকার, তার নিয়ন্ত্রণ, উত্তেজন এবং স্বয়ংক্রিয় ব্যবস্থার পরামিতি যাচাই অন্তর্ভুক্ত করে।

স্থিতিশীলতার দরকার স্থিতিশীলতার সীমা, স্থিতিশীল অবস্থার অধীনে বৈদ্যুতিক শক্তির গুণ, এবং ক্ষণস্থায়ী কার্যক্ষমতা দ্বারা নির্ধারিত হয়। স্থিতিশীল অবস্থার সীমা বলতে বোঝায় ব্যবস্থার একটি নির্দিষ্ট বিন্দু দিয়ে ধীরে ধীরে শক্তি বৃদ্ধি করা হলে অস্থিতিশীলতা উৎপন্ন না করে যে সর্বাধিক শক্তি প্রবাহ রক্ষা করা যায়।

শক্তি ব্যবস্থা বিশ্লেষণে, একটি একক অংশের মধ্যে সমস্ত যন্ত্রকে একটি বড় যন্ত্র হিসাবে ঐ বিন্দুতে সংযুক্ত হিসাবে বিবেচনা করা হয়- যদিও তারা একই বাসের সাথে সরাসরি সংযুক্ত না থাকলেও এবং প্রচুর প্রতিরোধ দ্বারা আলাদা হয়। বড় মাপের ব্যবস্থাগুলি সাধারণত ধ্রুব বোল্টেজ ধরে নেওয়া হয় এবং একটি অসীম বাস হিসাবে মডেল করা হয়।

একটি ব্যবস্থা বিবেচনা করুন যা একটি জেনারেটর (G), একটি ট্রান্সমিশন লাইন, এবং একটি সিঙ্ক্রোনাস মোটর (M) যা লোড হিসাবে কাজ করে।

নিম্নলিখিত প্রকাশটি জেনারেটর G এবং সিঙ্ক্রোনাস মোটর M দ্বারা উৎপাদিত শক্তি দেখায়।

নিম্নলিখিত প্রকাশটি জেনারেটর G এবং সিঙ্ক্রোনাস মোটর M দ্বারা উৎপাদিত সর্বাধিক শক্তি দেখায়

এখানে, A, B, এবং D দুই-অবস্থানের যন্ত্রের সাধারণীকৃত ধ্রুবক প্রকাশ করে। উপরোক্ত প্রকাশটি ফেজে গণনা করা হলে ওয়াটে শক্তি দেয়- যদি ব্যবহৃত বোল্টেজ ফেজ বোল্টেজ হয়।

ব্যবস্থার অস্থিতিশীলতার কারণ

একটি সিঙ্ক্রোনাস মোটর বিবেচনা করুন যা একটি অসীম বাসবারের সাথে সংযুক্ত, ধ্রুব গতিতে পরিচালিত হয়। তার ইনপুট শক্তি তার আউটপুট শক্তি এবং লোসেসের সমান। যদি মোটরের সাফট লোডে ছোট একটি বৃদ্ধি করা হয়, তাহলে মোটরের আউটপুট শক্তি বৃদ্ধি পায় কিন্তু ইনপুট শক্তি অপরিবর্তিত থাকে। এটি একটি নেট রিটার্ডিং টর্ক তৈরি করে, যা মোটরের গতিকে অস্থায়ীভাবে হ্রাস করে।

রিটার্ডিং টর্ক মোটরের গতি হ্রাস করলে, মোটরের আভ্যন্তরীণ বোল্টেজ এবং ব্যবস্থার বোল্টেজের মধ্যে ফেজ কোণ বৃদ্ধি পায় যতক্ষণ না বৈদ্যুতিক ইনপুট শক্তি আউটপুট শক্তি এবং লোসেসের সমান হয়।

এই ক্ষণস্থায়ী অন্তরালে, কারণ মোটরের বৈদ্যুতিক ইনপুট শক্তি যান্ত্রিক লোডের চেয়ে কম, প্রয়োজনীয় অতিরিক্ত শক্তি ঘূর্ণন ব্যবস্থার সঞ্চিত শক্তি থেকে উত্তোলিত হয়। মোটর সাম্যাবস্থার বিন্দুর চারপাশে দোল করে এবং শেষ পর্যন্ত থামে বা সিঙ্ক্রোনিসম হারায়।

একটি ব্যবস্থা যখন বড় লোড প্রয়োগ করা হয় বা যখন লোড খুব তাড়াতাড়ি যন্ত্রে প্রয়োগ করা হয় তখন সেটি স্থিতিশীলতা হারায়।

নিম্নলিখিত সমীকরণটি একটি মোটর যা সর্বাধিক শক্তি উৎপাদন করতে পারে তা বর্ণনা করে। এই সর্বাধিক লোড যখন শক্তি কোণ (δ) লোড কোণ (β) এর সমান হয় তখনই সম্ভব। লোড এই শর্ত পূরণ না হওয়া পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়; এর পরে যেকোনো বিশেষ লোড বৃদ্ধি মেশিনের শক্তি উৎপাদন অপর্যাপ্ত হওয়ায় সিঙ্ক্রোনিসম হারায়।

অপর্যাপ্ত শক্তি তখন ঘূর্ণন ব্যবস্থার সঞ্চিত শক্তি থেকে প্রদান করা হয়, যা গতির হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে। যত বড় শক্তি ঘাটতি হয়, তত কোণ ধীরে ধীরে হ্রাস পায় যতক্ষণ না মোটর থামে।

যেকোনো দেওয়া δ এর জন্য, মোটর এবং জেনারেটর দ্বারা উৎপাদিত শক্তির পার্থক্য লাইন লোসেসের সমান। যদি লাইনের প্রতিরোধ এবং শান্ট আধিক্য উপেক্ষণীয় হয়, তাহলে বিকল্প জেনারেটর এবং মোটরের মধ্যে স্থানান্তরিত শক্তি নিম্নলিখিত প্রকাশের মাধ্যমে প্রকাশ করা যায়:

যেখানে, X - লাইন প্রতিরোধ

• V_G - জেনারেটরের বোল্টেজ

• V_M - মোটরের বোল্টেজ

• δ - লোড কোণ

• P_M - মোটরের শক্তি

• P_G - মোটরের শক্তি

• P_max - সর্বাধিক শক্তি

স্থিতিশীল অবস্থার সীমা উন্নয়নের পদ্ধতি

একটি বিকল্প জেনারেটর এবং একটি মোটরের মধ্যে সর্বাধিক শক্তি স্থানান্তর তাদের আভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক চালক শক্তি (EMF) এর গুণফলের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক এবং লাইন প্রতিরোধের সাথে ব্যস্ত সমানুপাতিক। স্থিতিশীল অবস্থার সীমা দুটি প্রধান পদ্ধতির মাধ্যমে বৃদ্ধি করা যায়:

• জেনারেটর, মোটর, বা উভয়ের উত্তেজনা বৃদ্ধি
  উত্তেজনা বৃদ্ধি যন্ত্রগুলির আভ্যন্তরীণ EMF বৃদ্ধি করে, যা তাদের মধ্যে সর্বাধিক শক্তি স্থানান্তর বৃদ্ধি করে। এছাড়াও, বড় EMF লোড কোণ (δ) হ্রাস করে।

• স্থানান্তর প্রতিরোধ হ্রাস
  স্থানান্তর প্রতিরোধ নিম্নলিখিত পদ্ধতিতে হ্রাস করা যায়:

• সংযোগ বিন্দুগুলির মধ্যে সমান্তরাল ট্রান্সমিশন লাইন যোগ;

• বাঁধা পরিবাহী ব্যবহার, যা লাইন প্রতিরোধ হ্রাস করে;

• লাইনে সিরিজ ক্যাপাসিটর ব্যবহার।

সিরিজ ক্যাপাসিটর মূলত অতি-উচ্চ-ভোল্টেজ (EHV) লাইনে ব্যবহৃত হয় শক্তি স্থানান্তর দক্ষতা বৃদ্ধির জন্য এবং 350 কিমি এর বেশি দূরত্বের জন্য অর্থনৈতিকভাবে বাঞ্ছনীয়।