Stabilitas Transien dalam Sistem Kelistrikan

Kemampuan sistem tenaga listrik sinkron untuk kembali ke kondisi stabil dan mempertahankan sinkronisasi setelah gangguan yang relatif besar muncul dari situasi umum seperti perubahan ON dan OFF elemen sirkuit, atau penyelesaian gangguan, dll., disebut sebagai stabilitas transien dalam sistem tenaga listrik. Lebih sering daripada tidak, sistem pembangkitan tenaga listrik mengalami gangguan semacam itu, dan oleh karena itu sangat penting bagi insinyur tenaga listrik untuk memahami dengan baik kondisi stabilitas sistem.
Secara umum, studi terkait stabilitas transien dalam sistem tenaga listrik dilakukan selama periode minimum yang sama dengan waktu yang diperlukan untuk satu ayunan, yang sekitar 1 detik atau bahkan kurang. Jika sistem ditemukan stabil selama ayunan pertama ini, diasumsikan bahwa gangguan akan berkurang pada ayunan berikutnya, dan sistem akan stabil setelah itu seperti yang terjadi. Sekarang untuk menentukan secara matematis apakah sistem stabil atau tidak, kita perlu menurunkan persamaan ayunan dari sistem tenaga listrik.

Persamaan Ayunan untuk Menentukan Stabilitas Transien

Untuk menentukan stabilitas transien sistem tenaga listrik menggunakan persamaan ayunan, mari kita pertimbangkan sebuah generator sinkron yang diberi daya poros input PS yang menghasilkan torsi mekanis sama dengan TS seperti ditunjukkan pada gambar di bawah. Ini membuat mesin berputar dengan kecepatan ω rad/detik dan torsi elektromagnetik output serta daya yang dihasilkan pada sisi penerima dinyatakan sebagai TE dan PE masing-masing.
Saat generator sinkron diberi suplai dari satu sisi dan beban konstan diterapkan pada sisi lain, ada beberapa pergeseran sudut relatif antara sumbu rotor dan medan magnet stator, yang dikenal sebagai sudut beban δ yang berbanding lurus dengan beban mesin. Mesin pada saat ini dianggap berjalan dalam kondisi stabil.

Sekarang jika kita tiba-tiba menambah atau menghapus beban dari mesin, rotor melambat atau mempercepat sesuai dengan medan magnet stator. Kondisi operasi mesin sekarang menjadi tidak stabil dan rotor sekarang dikatakan berayun terhadap medan stator dan persamaan yang kita dapatkan memberikan gerakan relatif sudut beban δ terhadap medan magnet stator dikenal sebagai persamaan ayunan untuk stabilitas transien sistem tenaga listrik.
Di sini, untuk pemahaman, kita pertimbangkan kasus di mana generator sinkron tiba-tiba diberi beban elektromagnetik yang lebih banyak, yang menyebabkan ketidakstabilan dengan membuat PE kurang dari PS saat rotor melambat. Sekarang jumlah daya percepatan tambahan yang diperlukan untuk membawa mesin kembali ke kondisi stabil diberikan oleh,

Demikian pula, torsi percepatan diberikan oleh,

Sekarang kita tahu bahwa

(karena T = arus × percepatan sudut)
Lebih lanjut, momentum sudut, M = Iω

Tetapi karena pada beban pergeseran sudut θ berubah secara terus-menerus seiring waktu, seperti ditunjukkan pada gambar di bawah, kita bisa menulis.

Mendiferensialkan dua kali persamaan di atas terhadap waktu, kita mendapatkan,

di mana percepatan sudut

Dengan demikian kita bisa menulis,

Sekarang daya elektromagnetik yang ditransmisikan diberikan oleh,

Dengan demikian kita bisa menulis,

Ini dikenal sebagai persamaan ayunan untuk stabilitas transien dalam sistem tenaga listrik.

Pernyataan: Hormati aslinya, artikel yang baik layak dibagikan, jika terdapat pelanggaran silakan hubungi untuk menghapus.