Kriteryong Pagsasama ng mga Area

Una, kailangang malaman natin ang tungkol sa stability study. Ang stability study ay isang proseso para matukoy ang estabilidad ng isang sistema sa mga pagkakasala at ito ay sinusundan ng ilang switching actions (ON at OFF). Sa power system, ang pag-uugali ng synchronous machine maaaring may epekto dahil sa mga pagkakasala. Ang pagsusuri ng epekto na ito sa stability studies ay transient stability studies at steady state stability studies. Ang steady state stability study tumutukoy kung ang synchronism ay nakatago o hindi kapag ang sistema ay pinagsama sa mga maliit na pagkakasala. Ang transient stability studies naman ay nangangahulugan kung ang synchronism ay nakatago o hindi kapag ang sistema ay pinagsama sa malalaki o seryosong pagkakasala.
Ang mga pagkakasala na ito maaaring maging short circuit, application, o pagkawala ng bigat na bigla o pagkawala ng paggawa. Ang layunin ng pag-aaral na ito ay matukoy kung ang load angle ay bumabalik sa steady value pagkatapos malinis ang pagkakasala. Dito, ang mga non-linear equations ay inaayos upang matukoy ang estabilidad. Ang Equal Area Criterion ay may kaugnayan sa transient stability. Ito ay isang madaling graphical method na ginagamit. Ito ay para matukoy ang transient stability ng single machine o two-machine system laban sa infinite bus.

Equal Area Criterion para sa Estabilidad

Sa isang lossless line, ang real power na ipinapadala ay
Isaalang-alang ang isang fault na nangyari sa synchronous machine na nag-operate sa steady state. Dito, ang power na ibinigay ay binibigay ng
Para malinis ang fault, ang circuit breaker sa faulted section ay dapat buksan. Ang prosesong ito ay nangangailangan ng 5/6 cycles at ang sumusunod na post-fault transient ay maglalabas ng karagdagang ilang cycles.

Ang prime mover na nagbibigay ng input power ay pinapatakbo ng steam turbine. Para sa turbine mass system, ang time constant ay nasa order ng ilang segundo at para sa electrical system, ito ay nasa milliseconds. Kaya, habang ang electric transients ay nangyayari, ang mechanical power ay nananatiling stable. Ang transient study pangunahing tumitingin sa kakayahan ng power system na makabalik mula sa fault at ibigay ang stable power na may bagong probable load angle (δ).

Ang power angle curve ay inaalamin na ipinapakita sa fig.1. Isipin ang isang sistema na nagbibigay ng ‘Pm’ power sa isang angle ng δ0 (fig.2) na gumagana sa steady state. Kapag nangyari ang fault; ang circuit breakers ay buksan at ang real power ay bawasan hanggang zero. Pero ang Pm ay nananatiling stable. Bilang resulta, ang accelerating power,
Ang mga pagkakaiba ng power ay magresulta sa rate of change ng kinetic energy na naiimbak sa rotor masses. Kaya, dahil sa stable influence ng non-zero accelerating power, ang rotor ay mag-accelerate. Bilang resulta, ang load angle (δ) ay tataas.
Ngayon, maaari nating isaalang-alang ang angle δc kung saan ang circuit breaker ay re-closes. Ang power ay pagkatapos ay babalik sa usual operating curve. Sa oras na ito, ang electrical power ay mas mataas kaysa sa mechanical power. Ngunit, ang accelerating power (Pa) ay magiging negative. Kaya, ang machine ay magdecelerate. Ang load power angle ay patuloy na tataas dahil sa inertia sa rotor masses. Ang pagtaas ng load power angle ay hihinto sa tamang panahon at ang rotor ng machine ay magsisimulang magdecelerate o ang synchronization ng sistema ay mawawala.

Ang Swings equation ay binibigay ng

Pm → Mechanical power
Pe → Electrical power
δ → Load angle
H → Inertia constant
ωs → Synchronous speed
Alam natin na,

Paglagay ng equation (2) sa equation (1), kukunin natin

Ngayon, imultiply ang dt sa anumang bahagi ng equation (3) at i-integrate ito sa pagitan ng dalawang arbitrary load angles na δ0 at δc. Pagkatapos, kukunin natin,

Assume the generator is at rest when load angle is δ0. Alam natin na
Sa oras ng pagkakasala, ang machine ay magsisimulang mag-accelerate. Kapag natanggal ang fault, ito ay patuloy na tataas bago ito umabot sa peak value (δc). Sa punto na ito,
Kaya ang area ng acceleration mula sa equation (4) ay

Gayunpman, ang area ng deceleration ay

Sa susunod, maaari nating isaalang-alang ang line na reclosed sa load angle, δc. Sa kaso na ito, ang area ng acceleration ay mas malaki kaysa sa area ng deceleration. A1 > A2. Ang load angle ng generator ay lalampas sa punto δm. Lumampas sa punto na ito, ang mechanical power ay mas malaki kaysa sa electrical power at ito ay nagpapahintulot sa accelerating power na mananatili positive. Bago bumagal, ang generator ay magsisimulang mag-accelerate. Bilang resulta, ang sistema ay maging unstable.
Kapag A2 > A1, ang sistema ay magdecelerate nang lubusan bago muling mag-accelerate. Dito, ang rotor inertia ay pwersa sa successive acceleration at deceleration areas na maging mas maliit kaysa sa previous ones. Bilang resulta, ang sistema ay abutin ang steady state.
Kapag A2 = A1, ang margin ng stability limit ay inilalarawan ng kondisyong ito. Dito, ang clearing angle ay binibigay ng δcr, ang critical clearing angle.
Dahil, A2 = A1. Kukunin natin

Ang critical clearing angle ay may kaugnayan sa equality ng areas, ito ay tinatawag na equal area criterion. Ito ay maaaring gamitin upang matukoy ang pinakamataas na limit sa load na maaaring kuha ng sistema nang hindi lumampas sa stability limit.

Pahayag: Respetuhin ang orihinal, mahusay na artikulo na karapat-dapat na i-share, kung may infringement mag-contact para i-delete.