Kestabilan Sementara dalam Sistem Kuasa

Kemampuan sistem kuasa sinkron untuk kembali ke keadaan stabil dan mengekalkan sinkronisasi selepas gangguan yang agak besar akibat situasi umum seperti penyalakan dan pemutusan elemen litar, atau penghapusan kesalahan, dll. dirujuk sebagai kestabilan sementara dalam sistem kuasa. Lebih sering daripada tidak, sistem penjanaan kuasa terdedah kepada kesalahan sebegini, dan oleh itu sangat penting bagi jurutera kuasa untuk mahir dengan keadaan kestabilan sistem.
Dalam amalan biasa, kajian berkaitan kestabilan sementara dalam sistem kuasa dilakukan selama tempoh minimum sama dengan masa yang diperlukan untuk satu ayunan, yang menghampiri sekitar 1 saat atau kurang. Jika sistem didapati stabil semasa ayunan pertama ini, diandaikan bahawa gangguan akan berkurangan dalam ayunan seterusnya, dan sistem akan stabil selepas itu seperti yang menjadi kes. Sekarang untuk menentukan secara matematik sama ada sistem itu stabil atau tidak, kita perlu mencari persamaan ayunan sistem kuasa.

Persamaan Ayunan untuk Menentukan Kestabilan Sementara

Untuk menentukan kestabilan sementara sistem kuasa menggunakan persamaan ayunan, mari kita pertimbangkan penjana sinkron yang disediakan dengan daya paksi input PS menghasilkan tork mekanikal sama dengan TS seperti ditunjukkan dalam gambar rajah di bawah. Ini membuat mesin berputar pada kelajuan ω rad/saat dan tork elektrik magnet dan daya yang dihasilkan pada hujung penerima dinyatakan sebagai TE dan PE masing-masing.
Apabila, penjana sinkron diberi bekalan dari satu hujung dan beban tetap dikenakan pada hujung lain, terdapat beberapa penempatan sudut relatif antara paksi rotor dan medan magnet stator, yang dikenali sebagai sudut beban δ yang berkadar langsung dengan beban mesin. Mesin pada masa ini dianggap beroperasi dalam keadaan stabil.

Sekarang jika kita tiba-tiba menambah atau menghapuskan beban dari mesin, rotor melambat atau mempercepat sesuai dengan medan magnet stator. Keadaan operasi mesin kini menjadi tidak stabil dan rotor kini dikatakan berayun w.r.t medan stator dan persamaan yang kita peroleh memberikan gerakan relatif sudut beban δ w.r.t medan magnet stator dikenali sebagai persamaan ayunan untuk kestabilan sementara sistem kuasa.
Di sini untuk tujuan pemahaman, kita pertimbangkan kes di mana penjana sinkron tiba-tiba dikenakan dengan jumlah beban elektrik magnet yang bertambah, yang menyebabkan ketidakstabilan dengan membuat PE kurang daripada PS kerana rotor mengalami perlambatan. Sekarang jumlah daya percepatan yang diperlukan untuk membawa mesin kembali ke keadaan stabil diberikan oleh,

Secara serupa, tork percepatan diberikan oleh,

Sekarang kita tahu bahwa

(sejak T = arus × percepatan sudut)
Selanjutnya, momentum sudut, M = Iω

Tetapi sejak pada beban penempatan sudut θ berubah secara berterusan dengan masa, seperti ditunjukkan dalam gambar rajah di bawah, kita boleh menulis.

Mendiferensial dua kali persamaan di atas w.r.t masa, kita dapatkan,

di mana percepatan sudut

Oleh itu kita boleh menulis,

Sekarang daya elektrik magnet yang dipindahkan diberikan oleh,

Oleh itu kita boleh menulis,

Ini dikenali sebagai persamaan ayunan untuk kestabilan sementara dalam sistem kuasa.

Pernyataan: Hormati asal, artikel yang baik berharga dibagi, jika ada pelanggaran silakan hubungi untuk menghapus.