Synkronin sähköverkon kyky palata vakautettuun tilaan ja ylläpitää synkronisuutta suhteellisen suuren häiriön jälkeen, joka aiheutuu yleisistä tilanteista kuten piirielementtien kytkemisestä päälle ja pois, tai vian poistamisesta, jne., viitataan väliaikaiseksi vakaudeksi sähköverkossa. Usein sähköntuotantojärjestelmät kohtaavat tällaisia ongelmia, ja siksi on erittäin tärkeää, että sähköinsinöörit hallitsevat järjestelmän vakauden ehdot.
Yleensä väliaikaista vakautta koskevissa tutkimuksissa käsitellään vähintään yhden heilahduksen aikaa, mikä vastaa noin 1 sekuntia tai sitä vähemmän. Jos järjestelmä osoittautuu vakaiseksi ensimmäisessä heilahduksesta, oletetaan, että häiriö pienenee seuraavissa heilahduksissa, ja järjestelmä on vakaa sen jälkeen. Nyt matemaattisesti määrittääksemme onko järjestelmä vakaa vai ei, meidän täytyy johtaa sähköverkon heilahdusyhtälö.
Väliaikaisen vakauden määrittämiseksi sähköverkossa käyttäen heilahdusyhtälöä, harkitsemme synkronisen generatorin, johon syötetään säiliövoima PS tuottamaa mekaanista momenttia TS kuvan mukaisesti. Tämä saa koneen pyörimään ω rad/s nopeudella, ja vastaanottajan päässä tuotettu sähkömagneettinen momentti ja voima ilmaistaan TE ja PE vastaavasti.
Kun synkroniselle generaalille syötetään toisesta päästä ja vakioitu kuorma asetetaan toiseen, on jonkin verran suhteellista kulmaa rotorin akselin ja statorin magneettikentän välillä, jota kutsutaan kuormakulmaksi δ, joka on suoraan verrannollinen koneen kuormittamiseen. Koneella oletetaan nyt olevan vakaa tila.
Jos nyt yhtäkkiä lisäämme tai poistamme kuorman koneelta, rotor hidastaa tai kiihdyttää vastaavasti statorin magneettikentän suhteen. Koneen toimintatila muuttuu epävakaaksi, ja rotor sanotaan heilahduvan statorin kentän suhteen, ja yhtälö, jonka saamme kuormakulman δ suhteessa statorin magneettikenttään, tunnetaan heilahdusyhtälönä sähköverkon väliaikaisen vakauden määrittämiseksi.
Tässä ymmärtämisen helpottamiseksi harkitsemme tapausta, jossa synkroniselle generatorille yhtäkkiä lisätään enemmän sähkömagneettista kuormaa, mikä johtaa epävakauttaan, kun PE on pienempi kuin PS rotorin hidastuessa. Nyt lisättävän kiihdyttävän voiman määrä, joka tarvitaan koneen palauttamiseksi vakaaseen tilaan, on,
Samalla tavoin kiihdyttävä momentti on,
Nyt tiedämme, että
(koska T = virta × kulmakiihtyvyys)
Lisäksi kulmakappale, M = Iω
Mutta koska kuormituksen myötä kulma θ vaihtelee jatkuvasti ajan myötä, kuten alla olevassa kuvassa näkyy, voimme kirjoittaa.
Kaksinkertaisesti derivoidessamme yllä olevan yhtälön ajan suhteen, saamme,
missä kulmakiihtyvyys
Joten voimme kirjoittaa,
Nyt siirrettävä sähkömagneettinen voima on,
Joten voimme kirjoittaa,
Tämä tunnetaan väliaikaisen vakauden heilahdusyhtälönä sähköverkossa.
Lause: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jaettava, jos on rikkominen oikeuksia, ota yhteyttä poistaaksesi.
