Tranzientna stabilnost u sistemu snabdevanja električnom energijom

Sposobnost sinkronog energetskog sistema da se vrati u stabilno stanje i održi svoju sinkronost nakon relativno velikog poremećaja nastalog iz veoma opšteg stanja, kao što su uključivanje i isključivanje članova kruga ili uklanjanje grešaka, itd., naziva se privremenom stabilnošću u energetskom sistemu. Češće nego ne, sistem proizvodnje električne energije podliježe ovakvim greškama, i stoga je izuzetno važno da inženjeri za električnu energiju dobro poznaju uslove stabilnosti sistema.
Uobičajeno, studije vezane za privremenu stabilnost u energetskom sistemu se vrše na najmanji period koji je jednak vremenu potrebnom za jednu oscilaciju, što približno iznosi oko 1 sekunde ili manje. Ako se utvrdi da je sistem stabilan tokom prve oscilacije, pretpostavlja se da će poremećaj smanjiti u narednim oscilacijama i da će sistem biti stabilan nakon toga, kao što je slučaj. Sada, kako bi matematički odredili da li je sistem stabilan ili ne, moramo izvesti jednačinu oscilacije energetskog sistema.

Jednačina oscilacije za određivanje privremene stabilnosti

Da bismo odredili privremenu stabilnost energetskog sistema koristeći jednačinu oscilacije, razmotrimo sinkroni generator sa ulaznom vratnom snagom PS koji proizvodi mehanički moment jednak TS kao što je prikazano na slici ispod. Ovo dovodi do toga da se mašina vrtea brzinom ω rad/sec, a izlazni elektromagnetni moment i snaga generisana na strani primanja izražavaju kao TE i PE redom.
Kada sinkroni generator dobija snabdevanje sa jedne strane, a konstantna opterećenja se primjenjuju na drugu, postoji neka relativna uglasta smjesta između ose rotora i magnetnog polja statore, poznata kao opterećeni ugao δ, koji je direktno proporcionalan opterećenju mašine. Mašina u ovom trenutku se smatra da radi pod stabilnim uslovima.

Ako sada iznenada dodamo ili uklonimo opterećenje sa mašine, rotor se odgovarajuće usporava ili ubrzava u odnosu na magnetno polje statore. Radni uslovi mašine sada postaju nestabilni, a rotor se sada smatra da osciluje u odnosu na polje statore, a jednačina koju dobijamo koja daje relativnu kretanje opterećenog ugla δ u odnosu na magnetno polje statore poznata je kao jednačina oscilacije za privremenu stabilnost energetskog sistema.
Za potrebe razumevanja, razmotrimo slučaj gdje sinkroni generator iznenada dobija povećanu količinu elektromagnetnog opterećenja, što dovodi do nestabilnosti tako što PE postaje manje od PS dok rotor podlegava usporavanju. Sada, povećana količina ubrzavajuće snage potrebna da se mašina vratila u stabilno stanje dana je,

Slično tome, ubrzavajući moment dat je,

Sada znamo da

(pošto T = struja × uglasto ubrzanje)
Dalje, uglasti impulz, M = Iω

Ali budući da se uglasta smjesta θ neprekidno mijenja s vremenom pri opterećenju, kako je prikazano na slici ispod, možemo napisati.

Dvostruko diferenciranjem gornje jednačine u odnosu na vrijeme, dobijamo,

gdje je uglasto ubrzanje

Tako možemo napisati,

Sada, elektromagnetska snaga prenosa dana je,

Tako možemo napisati,

Ovo se naziva jednačinom oscilacije za privremenu stabilnost u energetskom sistemu.

Izjava: Poštovanje originala, dobre članke su vrijedni podijeljenja, ukoliko postoji kršenje autorskih prava molim o brisanje.