Преходна стабилност в електроенергийната система

Способността на синхронна електроенергийна система да се върне към стабилно състояние и да запази синхронизацията си след относително голямо разтърсване, произтичащо от общи ситуации като включване и изключване на елементи на веригата или премахване на дефекти, и т.н., се нарича преходна стабилност в електроенергийната система. Често системите за производство на електроенергия са подложени на такива дефекти, затова е много важно инженерите по електроенергетика да са добре запознати с условията за стабилност на системата.
Обикновено изследванията, свързани с преходната стабилност в електроенергийната система, се провеждат във времеви интервал, равен на времето, необходимо за един цикъл, което приблизително е около 1 секунда или дори по-малко. Ако системата се оказа стабилна по време на първия цикъл, приемаме, че разтърсването ще намалее в последващите цикли и системата ще бъде стабилна след това, както е случаят. Сега, за да определим математически дали системата е стабилна или не, трябва да изведем уравнението за колебание на електроенергийната система.

Уравнение за колебание за определяне на преходната стабилност

За да определим преходната стабилност на електроенергийната система, използвайки уравнение за колебание, нека разгледаме синхронен генератор, който е подканан с входен валов мощност PS, произвеждащ механичен момент, равен на TS, както е показано на фигурата по-долу. Това кара машината да се върти със скорост ω рад/сек, а изходният електромагнитен момент и мощност, генерирана на приемащата страна, се изразяват като TE и PE съответно.
Когато синхронният генератор е подканан от едната страна и константен товар е приложен от другата, има някакво относително ъглово разместяване между оста на ротора и магнитното поле на статора, известно като ъгъл на товара δ, който е директно пропорционален на товара на машината. В този момент машината се счита, че работи в стабилно състояние.

Ако внезапно добавим или премахнем товар от машината, роторът съответно забавя или ускорява във връзка с магнитното поле на статора. Работното състояние на машината сега става нестабилно и роторът сега се казва, че колебае спрямо полето на статора, а уравнението, което получаваме, даващо относителното движение на ъгъла на товара δ спрямо магнитното поле на статора, се нарича уравнение за колебание за преходната стабилност на електроенергийната система.
Тук, за да разберем, разглеждаме случая, когато синхронен генератор е внезапно приложен с увеличена електромагнитна нагрузка, която води до нестабилност, като прави PE по-малко от PS, тъй като роторът забавя. Сега увеличената мощност, необходима за ускоряване, за да се върне машината към стабилно състояние, е дадена от,

Подобно, ускоряващият момент е даден от,

Сега знаем, че

(тъй като T = ток × ъглово ускорение)
Освен това, ъгловият момент, M = Iω

Но тъй като при товарене ъгловото разместяване θ варира непрекъснато с времето, както е показано на фигурата по-долу, можем да напишем.

Двойно диференцирайки горното уравнение спрямо времето, получаваме,

където ъгловото ускорение

Така можем да напишем,

Сега електромагнитната мощност, предавана, е дадена от,

Така можем да напишем,

Това се нарича уравнение за колебание за преходна стабилност в електроенергийната система.

Заявление: Почитайте оригинала, добри статии са стойни за споделяне, ако има нарушение на правата на авторската собственост, моля се обратете за изтриване.