Privremena stabilnost u elektroenergetskom sustavu

Sposobnost sinkronog elektroenergetskog sustava da se vrati u stabilno stanje i održi svoju sinkronizaciju nakon relativno velikog poremećaja izazvanog općim situacijama poput uključivanja i isključivanja elemenata kruga, ili uklanjanja grešaka, itd., naziva se privremenom stabilnošću u elektroenergetskom sustavu. Češće nego rijetko, elektroenergetski sustavi podliježu ovakvim greškama, stoga je izuzetno važno da inženjeri za elektroenergetiku dobro upoznaju uvjete stabilnosti sustava.
U općoj praksi, studije vezane uz privremenu stabilnost u elektroenergetskom sustavu provode se tijekom najmanjeg vremenskog perioda koji je jednak vremenu potrebnom za jednu oscilaciju, što približno iznosi oko 1 sekunde ili manje. Ako se sustav otkrije kao stabilan tijekom te prve oscilacije, pretpostavlja se da će poremećaj smanjiti u sljedećim oscilacijama, a sustav će biti stabilan nakon toga, kako je slučaj. Sada, da bi matematički odredili je li sustav stabilan ili ne, moramo izvesti jednadžbu oscilacije elektroenergetskog sustava.

Jednadžba oscilacije za određivanje privremene stabilnosti

Kako bismo odredili privremenu stabilnost elektroenergetskog sustava koristeći jednadžbu oscilacije, razmotrimo sinkroni generator koji se snabdjevao ulaznom valjkastom snage PS proizvodeći mehanički moment jednak TS kao što je prikazano na slici ispod. Ovo dovodi do toga da se stroj okreće brzinom ω rad/sec, a izlazni elektromagnetski moment i snaga generirani na primarnoj strani izražavaju kao TE i PE redom.
Kada sinkroni generator dobiva snabdevanje s jedne strane, a konstantna opterećenja se primjenjuju s druge, postoji neka relativna kutna pomak između osi rotora i magnetskog polja statora, poznat kao kut opterećenja δ, koji je direktno proporcionalan opterećenju stroja. Stroj u tom trenutku smatra se da radi pod stabilnim uvjetima.

Ako sada iznenada dodamo ili uklonimo opterećenje sa stroja, rotor usporava ili ubrzava odgovarajuće u odnosu na magnetsko polje statora. Radni uvjet stroja sada postaje nestabilan, a rotor se sada smatra da oscilira u odnosu na polje statora, a jednadžba koju dobivamo koja daje relativni pokret kuta opterećenja δ u odnosu na magnetsko polje statora poznata je kao jednadžba oscilacije za privremenu stabilnost elektroenergetskog sustava.
Za razumijevanje, razmotrimo slučaj gdje sinkroni generator iznenada dobiva povećanu količinu elektromagnetskog opterećenja, što dovodi do nestabilnosti čineći PE manjim od PS jer rotor podliježe usporavanju. Sada povećana količina akceleracijske snage potrebna da se stroj vrati u stabilno stanje dana je,

Slično tome, akceleracijski moment dani je,

Sada znamo da

(budući da T = struja × kutna akceleracija)
Dalje, kutni moment, M = Iω

Ali budući da se kutni pomak θ neprekidno mijenja s vremenom pri opterećenju, kao što je prikazano na slici ispod, možemo napisati.

Dvostruko diferenciranjem gornje jednadžbe s obzirom na vrijeme, dobivamo,

gdje je kutna akceleracija

Tako možemo napisati,

Sada, elektromagnetska snaga koja se prenosi dana je,

Tako možemo napisati,

Ovo je poznato kao jednadžba oscilacije za privremenu stabilnost u elektroenergetskom sustavu.

Izjava: Poštujte original, dobre članke vrijedi djeliti, ako je došlo do kršenja autorskih prava molim kontaktirajte zauključivanje.