Ligestørrelseskriteriet

Først skal vi forstå stabilitetsundersøgelsen. Stabilitetsundersøgelse er processen for at bestemme systemets stabilitet under nogle forstyrrelser, og dette følges af flere slukningshandlinger (TIL og FRA). I strømsystemet kan disse forstyrrelser have en indflydelse på opførslen af synkronmaskinen. Vurderingen af denne indflydelse i stabilitetsstudierne omhandler transient stabilitet og stabil tilstandsstabilitet. Studiet af stabil tilstandsstabibilitet refererer til, om synkronism bevares eller ej, når systemet udsættes for små forstyrrelser. Transient stabilitetsstudier betyder, om synkronism bevares eller ej, når systemet udsættes for store eller alvorlige forstyrrelser.
Disse forstyrrelser kan være kortslutning, anvendelse eller tab af pludselig stor belastning eller tab af generering. Formålet med dette studie er at finde ud af, om belastningsvinklen kommer tilbage til en stabil værdi efter fjernelsen af forstyrrelsen. Her løses ikke-lineære ligninger for at fastlægge stabiliteten. Lighedskriteriet handler om transient stabilitet. Det er faktisk en meget let grafisk metode, der bruges til at afgøre den transiente stabilitet af enten et enkelt maskinsystem eller et to-maskinsystem mod en uendelig bus.

Lighedskriterium for Stabilitet

Over en ledning uden tab vil den reelle effekt, der overføres, være
Antag, at en fejl opstår i en synkronmaskine, der var i stabil tilstand. Her er den leverede effekt givet ved
For at fjerne en fejl skal slagskærmen i den defekte sektion åbnes. Dette proces tager 5/6 cyklusser, og de efterfølgende post-fejl-transienter tager yderligere nogle få cyklusser.

Den primære drev, der giver input-effekten, drives af dampen turbine. For turbinemasse-systemet er tidskonstanten i ordenen af få sekunder, og for elektriske systemer er det i millisekunder. Så mens elektriske transiente forekommer, forbliver mekanisk effekt stabil. Transientstudiet undersøger hovedsageligt strømsystemets evne til at genvinde fra fejlen og give stabil effekt med en ny mulig belastningsvinkel (δ).

Effekt-vinkel kurven tages i betragtning, som vist i figur 1. Forestil dig et system, der leverer 'Pm' effekt på en vinkel δ0 (figur 2), og arbejder i en stabil tilstand. Når en fejl opstår, åbnes slagkrydsene, og den reelle effekt reduceres til nul. Men Pm vil være stabil. Derfor er accelererende effekt,
Effektdifferencerne vil resultere i hastigheden af ændring af den kinetiske energi, der er lagret i rotor-masserne. Derfor vil rotoren accelerere på grund af den stabile indflydelse af ikke-nul accelererende effekt. Konsekvent vil belastningsvinklen (δ) øges.
Nu kan vi tage en vinkel δc i betragtning, hvor slagkrydsene genåbnes. Effekten vil derefter komme tilbage til den normale drifts kurve. I dette øjeblik vil den elektriske effekt være højere end den mekaniske effekt. Men, accelererende effekt (Pa) vil være negativ. Derfor vil maskinen decelerere. Belastningsvinklen vil stadig fortsætte at stige på grund af inerti i rotor-masserne. Denne stigning i belastningsvinklen vil stoppe i sin tid, og maskinens rotor vil begynde at decelerere, eller ellers vil systemets synkronisering mistes.

Swings ligning er givet ved

Pm → Mekanisk effekt
Pe → Elektrisk effekt
δ → Belastningsvinkel
H → Inertikonstant
ωs → Synkron hastighed
Vi ved, at

Ved at indsætte ligning (2) i ligning (1), får vi

Nu multiplicer dt på begge sider af ligning (3) og integrer det mellem de to vilkårlige belastningsvinkler, der er δ0 og δc. Derefter får vi,

Antag, at generatorn er i ro, når belastningsvinklen er δ0. Vi ved, at
Når en fejl opstår, vil maskinen begynde at accelerere. Når fejlen er fjernet, vil den fortsætte med at øge hastigheden, indtil den når sit toppunkt (δc). I dette punkt,
Så arealet af acceleration fra ligning (4) er

Ligesåledes er arealet af deceleration

Derefter kan vi antage, at linjen genåbnes ved belastningsvinklen, δc. I dette tilfælde er arealet af acceleration større end arealet af deceleration. A1 > A2. Generatoren vil passere punktet δm. Bag dette punkt er mekanisk effekt større end elektrisk effekt, og det tvinger accelererende effekt til at forblive positiv. Inden den begynder at sænke hastigheden, vil generatoren derfor accelerere. Konsekvensen er, at systemet bliver ustabil.
Når A2 > A1, vil systemet decelerere fuldstændigt, inden det igen accelereres. Her vil rotors inerti tvinge de successive acceleration- og decelerationsarealer til at blive mindre end de tidligere. Konsekvensen er, at systemet når en stabil tilstand.
Når A2 = A1, defineres margenen for stabilitetsgrænsen af denne betingelse. Her er clearing vinklen givet ved δcr, den kritiske clearing vinkel.
Eftersom, A2 = A1. Får vi

Den kritiske clearing vinkel er relateret til ligheden af arealer, og det kaldes lighedskriteriet. Det kan bruges til at finde det maksimale grænse for belastningen, som systemet kan optage uden at overskride stabilitetsgrænsen.

Erklæring: Respektér det originale, godt artikler fortjener at deles, hvis der er krænkelse kontakt slet.