전력 시스템의 일시적 안정성

동기 전력 시스템이 스위치ング ON과 OFF, 또는 고장 제거와 같은 일반적인 상황에서 발생하는 상대적으로 큰 교란 이후 안정 상태로 돌아가고 동기 상태를 유지하는 능력을 전력 시스템의 일시적 안정성이라고 합니다. 이러한 종류의 고장에 노출되는 경우가 많으므로 전력 엔지니어들은 시스템의 안정 상태에 대해 잘 이해하고 있어야 합니다.
일반적으로 전력 시스템의 일시적 안정성 관련 연구는 한 번의 진동 시간(약 1초 이하)에 해당하는 최소 기간 동안 수행됩니다. 첫 번째 진동 동안 시스템이 안정적이라면, 후속 진동에서 교란이 줄어들고 시스템이 안정적이게 될 것으로 가정합니다. 이제 수학적으로 시스템이 안정적인지 여부를 결정하기 위해서는 전력 시스템의 진동 방정식을 도출해야 합니다.

일시적 안정성을 결정하기 위한 진동 방정식

전력 시스템의 일시적 안정성을 진동 방정식을 사용하여 결정하기 위해, 입력 축 파워 PS로 공급되어 기계 토크 TS를 생성하는 동기 발전기를 고려해 보겠습니다. 이로 인해 기계는 ω rad/sec 속도로 회전하며, 수신 측에서 생성된 출력 전자기 토크와 전력은 각각 TE 및 PE로 표시됩니다.
동기 발전기가 한쪽 끝에서 공급받고 다른 끝에 일정한 부하가 적용되면, 로터 축과 스테이터 자기장 사이에 어떤 상대적인 각 변위, 즉 부하 각 δ가 생깁니다. 이 부하 각은 기계의 부하량과 비례합니다. 이 시점에서 기계는 안정 상태로 작동한다고 간주됩니다.

이제 만약 기계에 갑자기 부하를 추가하거나 제거하면, 로터는 스테이터 자기장에 대해 감속 또는 가속됩니다. 기계의 작동 조건은 이제 불안정해지고, 로터는 스테이터 필드에 대해 진동한다고 말하며, 이를 통해 얻은 부하 각 δ와 스테이터 자기장 사이의 상대 운동을 나타내는 방정식을 진동 방정식으로 부릅니다.
여기에서는 이해를 돕기 위해, 갑자기 증가된 양의 전자기 부하가 동기 발전기에 적용되어 PE가 PS보다 작아짐에 따라 로터가 감속되면서 불안정하게 되는 경우를 고려해 보겠습니다. 이제 기계를 다시 안정 상태로 돌리기 위해 필요한 가속력의 증가량은 다음과 같습니다.

비슷하게, 가속 토크는 다음과 같습니다.

이제 우리는

(T = 전류 × 각 가속)
또한, 각 운동량, M = Iω

하지만 부하가 걸릴 때 각 변위 θ는 시간에 따라 계속해서 변하므로, 아래 그림에서 보이는 것처럼 다음을 작성할 수 있습니다.

위 식을 시간에 대해 두 번 미분하면,

각 가속

따라서 다음과 같이 작성할 수 있습니다.

전송되는 전자기 전력은 다음과 같습니다.

따라서 다음과 같이 작성할 수 있습니다.

이것이 전력 시스템의 일시적 안정성을 위한 진동 방정식입니다.

Statement: 원문을 존중하며, 좋은 기사들은 공유할 가치가 있으며, 저작권 침해가 있다면 삭제를 요청하시기 바랍니다.