विद्युत प्रणाली इंजीनियरिंग विद्युत अभियांत्रिकी के अध्ययन का एक विशाल और महत्वपूर्ण हिस्सा है। यह विद्युत शक्ति के उत्पादन और आवश्यकतानुसार भेजने वाले और प्राप्त करने वाले छोर के बीच इसके प्रसारण से संबंधित है, जिसमें न्यूनतम हानि हो। शक्ति अक्सर लोड के परिवर्तन या विघटन के कारण बदलती है।
इन कारणों से, विद्युत प्रणाली स्थिरता इस क्षेत्र में अत्यधिक महत्वपूर्ण है। इसे प्रणाली की क्षमता के रूप में परिभाषित किया गया है जो किसी भी ट्रांसीएंस या विघटन के बाद न्यूनतम संभव समय में अपने स्थिर अवस्था की संचालन लाने की क्षमता है। 20वीं शताब्दी से लेकर हाल के समय तक, विश्व के सभी प्रमुख विद्युत उत्पादन स्टेशन AC प्रणाली पर निर्भर करते रहे हैं, जो विद्युत शक्ति के उत्पादन और प्रसारण के लिए सबसे प्रभावी और आर्थिक विकल्प मानी जाती है।
विद्युत संयंत्रों में, कई संक्रमण जनरेटर बस से जुड़े होते हैं, जिनकी आवृत्ति और फेज अनुक्रम जनरेटरों की जैसी होती है। इसलिए, स्थिर संचालन के लिए, हमें पूरे उत्पादन और प्रसारण के दौरान बस को जनरेटरों के साथ सिंक्रोनाइज़ करना होता है। इस कारण, विद्युत प्रणाली स्थिरता को सिंक्रोनस स्थिरता के रूप में भी जाना जाता है, और इसे लोड के चालू या बंद होने या लाइन ट्रांसीएंस के कारण हुए किसी विघटन के बाद सिंक्रोनाइज़ में लौटने की क्षमता के रूप में परिभाषित किया जाता है। स्थिरता को अच्छी तरह से समझने के लिए, एक और कारक को ध्यान में रखना चाहिए, और वह है प्रणाली की स्थिरता सीमा। स्थिरता सीमा उस अधिकतम शक्ति को परिभाषित करती है जिसका प्रवाह लाइन विघटन या शक्ति के दोषपूर्ण प्रवाह के कारण विशिष्ट भाग से संबंधित हो। विद्युत प्रणाली स्थिरता से संबंधित इन शब्दावलियों को समझने के बाद, अब हम विभिन्न प्रकार की स्थिरताओं पर ध्यान देते हैं।
विद्युत प्रणाली स्थिरता या विद्युत प्रणाली की सिंक्रोनस स्थिरता विघटन की प्रकृति पर निर्भर करके कई प्रकार की हो सकती है, और सफल विश्लेषण के लिए इसे निम्नलिखित तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:
स्थिर अवस्था स्थिरता।
अस्थिर अवस्था स्थिरता।
गतिशील स्थिरता।
विद्युत प्रणाली की स्थिर अवस्था स्थिरता को प्रणाली की क्षमता के रूप में परिभाषित किया गया है जो नेटवर्क (जैसे नॉर्मल लोड उतार-चढ़ाव या स्वचालित वोल्टेज रेगुलेटर की कार्रवाई) में एक छोटे विघटन के बाद अपनी स्थिर व्यवस्था में लौटने की क्षमता है। इसे केवल एक बहुत धीमे और अत्यंत छोटे शक्ति परिवर्तन के दौरान ही माना जा सकता है।
यदि सर्किट में प्रवाहित शक्ति अधिकतम अनुमत शक्ति से अधिक हो जाती है, तो एक विशिष्ट मशीन या मशीनों के एक समूह के सिंक्रोनाइज़ में संचालन रोकने की संभावना होती है, जिससे अधिक विघटन हो सकते हैं। ऐसी स्थिति में, प्रणाली की स्थिर अवस्था सीमा को पहुंचा लिया जाता है, या दूसरे शब्दों में, एक प्रणाली की स्थिर अवस्था स्थिरता सीमा उस अधिकतम शक्ति को संदर्भित करती है जो प्रणाली में उसकी स्थिर अवस्था स्थिरता के नुकसान के बिना प्रवाहित हो सकती है।
विद्युत प्रणाली की अस्थिर अवस्था स्थिरता नेटवर्क की स्थिति में एक बड़े विघटन के बाद स्थिर स्थिति तक पहुंचने की प्रणाली की क्षमता को संदर्भित करती है। लोड के अचानक लगाने या हटाने, स्विचिंग ऑपरेशन, लाइन दोष या उत्तेजना की हानि जैसी सभी स्थितियों में जहां प्रणाली में बड़े परिवर्तन होते हैं, अस्थिर अवस्था स्थिरता का उपयोग किया जाता है। यह वास्तव में प्रणाली की क्षमता को संदर्भित करती है जो एक अच्छी तरह से लंबे समय तक चलने वाले विघटन के बाद सिंक्रोनाइज़ में लौटने की क्षमता है। और उस अधिकतम शक्ति को जिसका प्रवाह विघटन के बाद स्थिरता के नुकसान के बिना नेटवर्क में प्रवाहित हो सकता है, अस्थिर अवस्था स्थिरता के रूप में जाना जाता है। उस अधिकतम अनुमत मान से अधिक शक्ति प्रवाह के लिए, प्रणाली अस्थायी रूप से अस्थिर हो जाएगी।
प्रणाली की गतिशील स्थिरता एक अनियंत्रित प्रणाली को स्वचालित नियंत्रित तरीकों द्वारा दी गई कृत्रिम स्थिरता को संदर्भित करती है। यह 10 से 30 सेकंड तक चलने वाले छोटे विघटनों से संबंधित है।
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