Nepremična stabilnost v električnem sistemu

Zmožnost sinkroniziranega električnega sistema, da se vrne v stabilno stanje in ohranja svojo sinkronost po relativno veliki motnji, ki izvira iz splošnih situacij, kot so vklop in izklop elementov vezja ali odstranitev napak itd., se imenuje prehodna stabilnost v električnem sistemu. Pogosto so sistem za proizvodnjo električne energije podvrženi takšnim napakam, zato je zelo pomembno, da so strokovnjaki za električno energijo dobro obveščeni o stabilnosti sistema.
Običajno se študije, povezane s prehodno stabilnostjo v električnem sistemu, izvajajo v najmanjšem času, ki je enak času, potrebnemu za eno nihalo, kar približno znaša 1 sekundo ali manj. Če se sistem v tem prvem nihanju izkaže za stabilen, se predpostavlja, da bo motnja v naslednjih nihanjih upala in da bo sistem potem stabilen, kot je to dejansko primer. Za matematično določitev, ali je sistem stabilen ali ne, moramo izpeljati nihalo enačbo električnega sistema.

Nihalo enačba za določanje prehodne stabilnosti

Za določanje prehodne stabilnosti električnega sistema z uporabo nihalo enačbe, posmatrajmo sinkronni generator, ki je opremljen z vhodno valjkasto močjo PS, ki ustvarja mehanski navor, enak TS, kot je prikazano na spodnji sliki. To poganja stroj z hitrostjo ω rad/sec in izhodni elektromagnetni navor in moč, ki se generirata na strani prejemnika, se izražata kot TE in PE zlasti.
Ko je sinkronni generator opremljen z oskrbovanjem z ene strani in konstantna obremenitev je uporabljena na drugi, obstaja neka relacijska kota presika med osjo rotora in magnetnim poljem statorja, znana kot obremenitveni kot δ, ki je neposredno sorazmeren z obremenitvijo stroja. Stroj v tem trenutku je smatrana za tečejoč pod stabilnimi pogoji.

Če zdaj nenadoma dodamo ali odstranimo obremenitev stroju, se rotor uspori ali pospeši glede na magnetno polje statorja. Delovno stanje stroja postane zdaj nestabilno in rotor se zdaj reče, da se nihajo glede na polje statorja, in enačba, ki jo dobimo, ki daje relativno gibanje obremenitvenega kota δ glede na magnetno polje statorja, se imenuje nihalo enačba za prehodno stabilnost električnega sistema.
Za lažje razumevanje bomo upoštevali primer, ko je sinkronni generator nenadoma opremljen z večjo količino elektromagnetskega obremenitve, kar vodi do nestabilnosti, ker PE postane manjše od PS, saj se rotor uspori. Sedaj je povečana količina pospeševalne moči, potrebna za vračanje stroja v stabilno stanje, dana z,

Podobno je pospeševalni navor dan z,

Zdaj vemo, da

(ker je T = tok × kotna pospešitev)
Dalje, kotni moment, M = Iω

Ampak, ker se pri obremenitvi kotna presika θ zvezno spreminja s časom, kot je prikazano na spodnji sliki, lahko zapišemo.

Dvojno odvajanje zgornje enačbe glede na čas, dobimo,

kjer je kotna pospešitev

Torej lahko zapišemo,

Sedaj je prenesena elektromagnetska moč dana z,

Torej lahko zapišemo,

To se imenuje nihalo enačba za prehodno stabilnost v električnem sistemu.

Izjava: Spoštujte original, dobri članki so vredni delitve, če gre za kršitev avtorskih pravic, se obvestite za brisanje.