Geçici Kararlılık Elektrik Sisteminde

Bir senkron güç sisteminin, devre elemanlarının açılıp kapanması veya arızaların temizlenmesi gibi genel durumlardan kaynaklanan nispeten büyük bir pertürbasyondan sonra istikrarlı duruma dönüp ve senkronizmasını koruması yeteneği, güç sisteminde geçici istikrara denir. Bu tür arızalara sık sık maruz kalınan güç üretim sistemlerinde, güç mühendislerinin sistemin istikrar koşulları konusunda iyi bilgi sahibi olması son derece önemlidir.
Genel uygulamada, güç sisteminde geçici istikrarla ilgili çalışmalar, bir salınım için gereken süreye eşit olan en az bir süre üzerinde yapılır, bu yaklaşık 1 saniye veya daha az olabilir. Eğer sistem ilk salınımda istikrarlı bulunursa, pertürbasyonun sonraki salınmalarda azalacağı ve sistem o zamandan sonra istikrarlı olacak şekilde kabul edilir. Şimdi matematiksel olarak bir sistemin istikrarlı olup olmadığını belirlemek için güç sisteminin salınım denkleminden yola çıkmanız gerekir.

Geçici İstikrarı Belirlemek İçin Salınım Denklemi

Güç sisteminin geçici istikrarını belirlemek için salınım denklemi kullanarak, PS giriş şaft gücünü sağlayan ve TS mekanik torkunu üreten bir senkron jeneratör düşünelim. Bu, makinenin ω rad/s hızda dönmeye sebep olur ve alıcı ucunda oluşturulan elektromanyetik tork ve güç TE ve PE olarak ifade edilir.
Bir senkron jeneratöre bir ucundan besleme sağlandığında ve diğer ucuna sabit bir yük uygulandığında, rotordan eksen ile stator manyetiğin alanı arasında bazı göreceli açısal yer değiştirme, yük açısı δ olarak adlandırılır ve makinenin yüklenmesiyle doğrudan orantılıdır. Makine bu anda istikrarlı bir durumda çalışır olarak kabul edilir.

Şimdi, makineye birden yük eklediğimizde veya yükü kaldırdığımızda rotor, stator manyetiği alanına göre uygun şekilde yavaşlar veya hızlanır. Makinenin çalışma durumu artık istikrarsız hale gelir ve rotor şimdi stator alanına göre salınıyor olarak kabul edilir ve yük açısı δ'nin stator manyetiği alanına göre göreceli hareketini veren denkleme, güç sisteminin geçici istikrarı için salınım denklemi denir.
Anlamak için, bir senkron jeneratöre aniden artan miktarlarda elektromanyetik yük uygulandığı durumu düşünelim, bu da PE'nin PS'den küçük olmasına ve rotorun yavaşlamasına neden olur. Şimdi, makineyi tekrar istikrarlı bir duruma getirmek için gereken artırılmış ivme gücü,

Benzer şekilde, ivme torku şu şekilde verilir:

Şimdi biliyoruz ki

(T = akım × açısal ivme)
Ayrıca, açısal momentum, M = Iω

Ancak, yüklenme sırasında açısal yer değiştirme θ zamanla sürekli olarak değiştiği için, aşağıdaki çizimde gösterildiği gibi yazabiliriz.

Yukarıdaki denklemi zaman cinsinden iki kez türev alarak elde ederiz:

Açısal ivme

Bu nedenle yazabiliriz:

Şimdi iletilen elektromanyetik güç şu şekilde verilir:

Bu nedenle yazabiliriz:

Bu, güç sisteminde geçici istikrar için salınım denklemi olarak bilinir.

Açıklama: Orijinali saygıya alın, iyi makaleler paylaşılabilir, eğer kopya hakkı varsa silinmesi istenebilir.