Tasavertainen aluekriteeri

Ensin meidän täytyy tietää virtasen verestyydestä. Vakauden tutkimus on menettely, jolla päätetään järjestelmän vakaudesta jonkin häiriön myötä, ja siihen liittyy useita kytkentätoimia (POIS PÄÄLLE). sähköverkossa synkronisen laitteen käyttäytyminen voi olla vaikutteissa näiden häiriöiden vuoksi. Tämän vaikutuksen arviointi vakauden tutkimuksissa on tilapäinen vakaus -tutkimus ja vakavirta-vakaus-tutkimus. vakavirta-vakaus -tutkimus viittaa siihen, säilytetäänkö synkronisuus vai ei, kun järjestelmästä aiheutuu pieniä häiriöitä. Tilapäinen vakaus-tutkimus viittaa siihen, säilytetäänkö synkronisuus vai ei, kun järjestelmästä aiheutuu suuria tai vakavia häiriöitä.
Nämä häiriöt voivat olla lyhytsulku, äkillinen suuren kuormituksen lisäys tai katoaminen tai tuotannon katoaminen. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää, palautuuko kuormituksen kulma tasaraja-arvoon häiriön poistumisen jälkeen. Tässä epälineaarisia yhtälöitä ratkaistaan vakauden määrittämiseksi. Tasa-ala-kriteeri liittyy tilapäiseen vakauteen. Se on itse asiassa hyvin helppo graafinen menetelmä, jota käytetään päättämään yhden tai kahden laitteen järjestelmän tilapäisestä vakaudesta äärettömän bussin suhteen.

Tasa-ala-kriteeri vakaudelle

Häviön puuttuvalla linjalla siirretty todellinen teho on
Kuvittele, että synkronisessa laitteessa tapahtuu virhe, joka toimi vakavirta-olennaisesti. Tässä tuotettu teho on
Virheen poistamiseksi virheen osassa oleva kytkentä pitää avata. Tämä prosessi vie 5/6 kierrosta, ja seuraava post-fault-transient kestää muutamaa lisäkierrosta.

Syöttötä antavaa primäärimoottoria ajetaan höyryturbinalla. Turbini-massajärjestelmän aikavakio on muutaman sekunnin luokkaa, ja sähköjärjestelmän aikavakio on millisekuntien luokkaa. Siksi, kun sähköiset transienstit tapahtuvat, mekaninen teho pysyy vakana. Transient-tutkimus keskittyy sähköverkon kykyyn selvitä virheestä ja tuottaa vakaa teho uudella mahdollisella kuormituksen kulmalla (δ).

Tehtäväkulmakäyrää pidetään, joka on kuvassa 1. Kuvittele, että järjestelmä toimii 'Pm' teholla kulmassa δ0 (kuvassa 2) vakavirta-olennaisesti. Kun virhe tapahtuu, kytkimet avataan ja todellinen teho laskee nollaan. Mutta Pm pysyy vakana. Tällöin kiihdyttävä teho,
Tehoerot johtavat kinetiikan energian muutokseen, joka on tallennettu rotori-massojen sisällä. Siksi vakana olevan nollasta eroavan kiihdyttävän tehon vaikutuksesta rotori kiihdyttää. Tämän seurauksena kuormituksen kulma (δ) kasvaa.
Nyt voimme kuvitella kulmaa δc, jossa kytkin suljetaan uudelleen. Teho palautuu sitten normaaliin toimintakäyrään. Tässä vaiheessa sähköinen teho on suurempi kuin mekaaninen teho. Mutta kiihdyttävä teho (Pa) on negatiivinen. Siksi laite hidastuu. Kuormituksen kulma jatkaa kasvua rotoressa olevan inertian takia. Tämä kasvu lopetetaan aikana, ja laitteen rotorin hidastuminen alkaa tai järjestelmän synkronisaatio häviää.

Heiluriyhtälö on

Pm → Mekaaninen teho
Pe → Sähköinen teho
δ → Kuormituksen kulma
H → Inertia-kerroin
ωs → Synkroninen nopeus
Tiedämme, että

Sijoitetaan yhtälö (2) yhtälöön (1), saadaan

Nyt kerrotaan dt joko puolelle yhtälöstä (3) ja integroidaan sen välillä kahden mielivaltaisen kuormituksen kulman, jotka ovat δ0 ja δc. Saadaan

Oletetaan, että generaattori on lepoasennossa, kun kuormituksen kulma on δ0. Tiedämme, että
Viron tapahtuessa laite alkaa kiihdyttää. Kun virhe poistetaan, se jatkaa nopeuden kasvattamista ennen kuin se saavuttaa huippuarvonsa (δc). Tässä vaiheessa,
Joten kiihdyttävän alueen pinta-ala yhtälöstä (4) on

Samoin hidastuksen alueen pinta-ala on

Seuraavaksi voimme olettaa, että linja suljetaan uudelleen kuormituksen kulmassa, δc. Tässä tapauksessa kiihdyttävän alueen pinta-ala on suurempi kuin hidastuksen alueen pinta-ala. A1 > A2. Generaattorin kuormituksen kulma ohittaa pisteen δm. Tämän pisteen jälkeen mekaaninen teho on suurempi kuin sähköinen teho, ja se pakottaa kiihdyttävän tehon pysymään positiivisena. Ennen hidastumista generaattori kiihdyttää. Järjestelmä tulee epävakaaksi.
Kun A2 > A1, järjestelmä hidastuu kokonaan ennen kuin se kiihdyttää uudelleen. Tässä rotoressa oleva inertia pakottaa jatkuvan kiihdyttämisen ja hidastumisen alueet olemaan pienempiä kuin edelliset. Tämän seurauksena järjestelmä saavuttaa tasavirta-asennon.
Kun A2 = A1, vakauden rajan marginaali määritellään tämän ehdolla. Tässä virheen poistokulma on δcr, kriittinen virheen poistokulma.
Koska A2 = A1. Saamme

Kriittinen virheen poistokulma liittyy alueiden yhtäsuuruuteen, joten sitä kutsutaan tasa-ala-kriteeriksi. Sitä voidaan käyttää löytämään suurin raja, jota järjestelmä voi ottaa vastaan ilman, että se ylittää vakauden rajan.

<