Como introducción, necesitamos conocer la estabilidad de estado estable. Realmente, es la capacidad del sistema para volver a su condición de estado estable después de estar sometido a ciertas perturbaciones. Ahora podemos considerar un generador síncrono para entender la estabilidad del sistema de potencia. El generador está en sincronismo con el otro sistema al que está conectado. El bus conectado a él y el generador tendrán la misma secuencia de fase, voltaje y frecuencia. Por lo tanto, podemos decir que la estabilidad del sistema de potencia aquí es la capacidad del sistema de potencia para volver a su condición estable sin afectar el sincronismo cuando se somete a cualquier perturbación. Esta estabilidad del sistema se clasifica en – Estabilidad Transitoria, Estabilidad Dinámica y Estabilidad en Estado Estable.
Estabilidad Transitoria: Estudio del sistema de potencia sometido a perturbaciones súbitas y mayores.
Estabilidad Dinámica: Estudio del sistema de potencia sometido a pequeñas perturbaciones continuas.
Es el estudio que implica pequeñas y graduales variaciones o cambios en el estado de funcionamiento del sistema. El propósito es determinar el límite superior de carga en la máquina antes de perder el sincronismo. La carga se incrementa lentamente.
La mayor potencia que puede transferirse al extremo receptor del sistema sin afectar el sincronismo se denomina límite de estabilidad en estado estable.
La ecuación de oscilaciones es conocida por
Pm → Potencia mecánica
Pe → Potencia eléctrica
δ → Ángulo de carga
H → Constante de inercia
ωs → Velocidad síncrona
Consideremos el sistema anterior (figura anterior) que opera en una transferencia de potencia en estado estable de
Supongamos que la potencia se incrementa en una pequeña cantidad, digamos Δ Pe. Como resultado, el ángulo del rotor se convierte en
desde δ0.
p → frecuencia de oscilación.
La ecuación característica se utiliza para determinar la estabilidad del sistema debido a pequeños cambios.
Sin pérdida de estabilidad, la máxima transferencia de potencia se da por
Supongamos que la condición cuando el sistema está en operación con una potencia inferior al límite de estabilidad en estado estable. Entonces, puede oscilar continuamente durante un largo tiempo si la amortiguación es muy baja. La oscilación persistente es un peligro para la seguridad del sistema. El |Vt| debe mantenerse constante para cada carga ajustando la excitación. Esto es para mantener el límite de estabilidad en estado estable.
Un sistema nunca puede operarse por encima de su límite de estabilidad en estado estable, pero puede operar más allá del límite de estabilidad transitoria.
Reduciendo la X (reactancia) o aumentando el |E| o incrementando el |V|, es posible mejorar el límite de estabilidad en estado estable del sistema.
Dos sistemas para mejorar el límite de estabilidad son la excitación rápida de voltaje y un voltaje de excitación más alto.
Para reducir la X en la línea de transmisión que tiene alta reactancia, podemos emplear una línea paralela.
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