Pertama-tama kita harus mengetahui tentang studi stabilitas daya. Studi stabilitas adalah prosedur untuk menentukan stabilitas suatu sistem terhadap beberapa gangguan dan diikuti oleh beberapa tindakan pemutusan (ON dan OFF). Dalam sistem tenaga listrik, perilaku mesin sinkron dapat memiliki beberapa dampak akibat gangguan tersebut. Evaluasi dari dampak ini dalam studi stabilitas adalah studi stabilitas transien dan studi stabilitas keadaan tunak. Studi stabilitas keadaan tunak merujuk pada apakah sinkronisme dipertahankan atau tidak ketika sistem dikenai gangguan kecil. Studi stabilitas transien berarti apakah sinkronisme dipertahankan atau tidak ketika sistem dikenai gangguan besar atau parah.
Gangguan-gangguan tersebut mungkin adalah hubungan pendek, penerapan atau hilangnya beban besar yang tiba-tiba, atau hilangnya pembangkitan. Tujuan dari studi ini adalah untuk mengetahui apakah sudut beban kembali ke nilai stabil setelah gangguan diatasi. Di sini, persamaan non-linear diselesaikan untuk menentukan stabilitas. Kriteria Luas Sama berkaitan dengan stabilitas transien. Ini sebenarnya adalah metode grafis yang sangat mudah digunakan. Ini digunakan untuk menentukan stabilitas transien sistem satu mesin atau dua-mesin terhadap bus tak terbatas.
Melalui jalur tanpa kerugian, daya nyata yang ditransmisikan akan menjadi
Anggaplah terjadi gangguan pada mesin sinkron yang sedang beroperasi dalam keadaan tunak. Di sini, daya yang disalurkan diberikan oleh
Untuk mengatasi gangguan, penutup sirkuit di bagian yang mengalami gangguan harus dibuka. Proses ini membutuhkan 5/6 siklus dan transien pasca-gangguan berikutnya akan membutuhkan beberapa siklus tambahan.
Mesin utama yang memberikan daya input didorong oleh turbin uap. Untuk sistem massa turbin, konstanta waktu berada dalam urutan beberapa detik, dan untuk sistem listrik, berada dalam milidetik. Jadi, saat transien listrik terjadi, daya mekanis tetap stabil. Studi transien utamanya melihat kemampuan sistem tenaga listrik untuk pulih dari gangguan dan memberikan daya stabil dengan sudut beban baru yang mungkin (δ).
Kurva sudut daya dipertimbangkan yang ditunjukkan dalam gambar.1. Bayangkan sistem yang menyampaikan ‘Pm’ daya pada sudut δ0 (gambar.2) sedang bekerja dalam keadaan tunak. Ketika terjadi gangguan; penutup sirkuit dibuka dan daya nyata berkurang menjadi nol. Tetapi Pm akan tetap stabil. Akibatnya, daya percepatan,
Perbedaan daya akan menghasilkan laju perubahan energi kinetik yang tersimpan dalam massa rotor. Oleh karena itu, karena pengaruh stabil dari daya percepatan non-nol, rotor akan berakselerasi. Akibatnya, sudut beban (δ) akan meningkat.
Sekarang, kita bisa mempertimbangkan sudut δc pada saat penutup sirkuit kembali tertutup. Daya kemudian akan kembali ke kurva operasi biasa. Pada saat ini, daya listrik akan lebih tinggi daripada daya mekanis. Namun, daya percepatan (Pa) akan negatif. Oleh karena itu, mesin akan melambat. Sudut beban masih akan terus meningkat karena inersia dalam massa rotor. Peningkatan sudut beban ini akan berhenti seiring waktu dan rotor mesin akan mulai melambat atau sinkronisasi sistem akan hilang.
Persamaan Swings diberikan oleh
Pm → Daya mekanis
Pe → Daya listrik
δ → Sudut beban
H → Konstanta inersia
ωs → Kecepatan sinkron
Kita tahu bahwa,
Dengan memasukkan persamaan (2) ke dalam persamaan (1), kita mendapatkan
Sekarang, kalikan dt ke kedua sisi persamaan (3) dan integralkan antara dua sudut beban sembarang yang adalah δ0 dan δc. Maka kita mendapatkan,
Anggap generator berada dalam keadaan diam ketika sudut beban adalah δ0. Kita tahu bahwa
Pada saat terjadinya gangguan, mesin akan mulai berakselerasi. Ketika gangguan diatasi, mesin akan terus meningkatkan kecepatannya sebelum mencapai nilai puncaknya (δc). Pada titik ini,
Jadi luas area percepatan dari persamaan (4) adalah
Demikian pula, luas area perlambatan adalah
Selanjutnya, kita bisa menganggap garis tersebut ditutup kembali pada sudut beban, δc. Dalam kasus ini, luas area percepatan lebih besar daripada luas area perlambatan. A1 > A2. Sudut beban generator akan melewati titik δm. Di luar titik ini, daya mekanis lebih besar daripada daya listrik dan memaksa daya percepatan tetap positif. Sebelum melambat, generator akan berakselerasi. Akibatnya, sistem akan menjadi tidak stabil.
Ketika A2 > A1, sistem akan melambat sepenuhnya sebelum berakselerasi lagi. Di sini, inersia rotor akan memaksa area akselerasi dan perlambatan berikutnya menjadi lebih kecil dari yang sebelumnya. Akibatnya, sistem akan mencapai keadaan tunak.
Ketika A2 = A1, batas stabilitas didefinisikan oleh kondisi ini. Di sini, sudut pembersihan diberikan oleh δcr, sudut pembersihan kritis.
Karena, A2 = A1. Kita mendapatkan
Sudut pembersihan kritis berkaitan dengan kesamaan luas, disebut sebagai kriteria luas sama. Ini dapat digunakan untuk mengetahui batas maksimum beban yang dapat diterima sistem tanpa melampaui batas stabilitas.
Pernyataan: Hormati asli, artikel yang baik layak dibagikan, jika terdapat pelanggaran silakan hubungi untuk menghapus.
