Біз бірінші жағдайда энергиялық стабилділік туралы білуіміз керек. Стабилділік зерттеуі - бұл дербес жағдайларда және бірнеше включ-выключ амалдары (қосу және шығару) болғанда системаның стабилділігін анықтау әдісі. Энергетикалық системада, синхронды машина осы жағдайлардың таасирінен өзара әсер етуі мүмкін. Бұл таасирлерді стабилділік зерттеулерінде бағалау - бұл жедел стабилділік және статикалық стабилділік зерттеулері. Статикалық стабилділік зерттеуі - бұл системага жоғары деңгейдегі жағдайлар берілгенде синхрондылық сақталатынын немесе жоғалатынын анықтай алатын зерттеу. Жедел стабилділік зерттеуі - бұл системага зор жағдайлар берілгенде синхрондылық сақталатынын немесе жоғалатынын анықтай алатын зерттеу.
Бұл жағдайлар - бұл кішірек сызықтық түрдеу, же тез жүктердің немесе жүктің жоғалуы, же жүйелік жүктердің жоғалуы болуы мүмкін. Бұл зерттеудің мақсаты - жағдайдан кейін жүк бұрышы тұрақты мәнді қайта алмас ли. Мұнда, стабилділікті анықтау үшін сызықты емес теңдеулер шешіледі. Тең аудан критерийі жедел стабилділікпен байланысты. Бұл нақтырақ графикалық әдіс. Ол бір немесе екі машиналық системаның бесшекті автобустық қарсы стабилділігін анықтау үшін қолданылады.
Жоғары энергиясыз сызықта, өткізілетін нақты энергия
Синхронды машина стабилді режимде жұмыс істей отырғанда, оның жұмысында қате пайда болғанын ескереңіз. Машина өткізген энергия
Қатені жою үшін, қате секциясындағы автоматты аспап ачылуы керек. Бұл процесс 5/6 цикл уақыт ішінде жүргізіледі, ал қатеден кейінгі жедел режимге қосымша бірнеше циклдер қажет.
Енгізілген энергияны ұстау үшін пар турбинасы қолданылады. Турбина массасының уақыттың тұрақтылығы бірнеше сағат, ал электр системаға қарай бұл миллисекундтар. Сондықтан, электр жедел режимінде механикалық энергия стабилді қалады. Жедел режим зерттеуі негізінен энергетикалық системанің қатені жою үшін және тұрақты энергия мен жаңа мүмкін болатын жүк бұрышымен (δ) қызмет ету қабілетіне назар аударатын зерттеу.
Энергиялық бұрыштың графигі қарастырылады (сурет.1). Система δ0 бұрышында 'Pm' энергиясын өткізу (сурет.2) стабилді режимде жұмыс істей отыр деп қарастырыңыз. Қате пайда болғанда, автоматты аспаптар ачулы және реалды энергия нөлге дейін төмендейді. Бірақ Pm стабилді қалады. Нәтижесінде, жылдамдау энергиясы,
Энергия айырмашылығы ротор массасында сақталған кинетикалық энергияның өзгеруіне әкеледі. Сондықтан, нөлден айырмашылықты жылдамдау энергиясының тұрақты әсерінен, ротор жылдамдауына әкеледі. Нәтижесінде, жүк бұрышы (δ) өсетін болады.
Енді, δc бұрышында автоматты аспаптар қайта жабылады деп қарастырайық. Энергия содан кейін әдеттеуінше жұмыс істеу кестесіне қайтып қонақ. Бұл уақытта, электр энергиясы механикалық энергиядан жоғары болады. Бірақ, жылдамдау энергиясы (Pa) теріс болады. Сондықтан, машина тормозданады. Ротор массасының инерциясынан, жүк бұрышы әлі де өсетін болады. Бұл жүк бұрышының өсуі уақытша тоқтап, машина роторы тормозданады немесе система синхронизациясы жоғалады.
Свинг теңдеуі
Pm → Механикалық энергия
Pe → Электр энергиясы
δ → Жүк бұрышы
H → Инерциялық тұрақты
ωs → Синхрондық жылдамдық
Біздің білетініміз,
(2) теңдеуін (1) теңдеуге қойсақ, мына теңдеуді аламыз
Енді, (3) теңдеудің екі жағына dt көбейтіп, δ0 және δc екі аралық жүк бұрышында интегралдау. Онда мына теңдеуді аламыз,
Жүк бұрышы δ0 болғанда генератор қатарында қате пайда болғанын қарастырайық. Біздің білетініміз
Қате пайда болғанда, машина жылдамдауға бастайды. Қате жою кезінде, ол өзінің максималды мәніне (δc) жеткізу үшін жылдамдауын жалғастырады. Бұл нүктеде,
Сондықтан, (4) теңдеуден жылдамдау ауданы
Сол сияқты, тормоздау ауданы
Келесі, жүк бұрышы δc болғанда линия қайта жабылады деп қарастырайық. Бұл жағдайда, жылдамдау ауданы тормоздау ауданынан үлкен. A1 > A2. Генератордің жүк бұрышы δm нүктесін өтеді. Бұл нүктеден кейін, механикалық энергия электр энергиядан жоғары болады және жылдамдау энергиясы теріс болады. Тормоздануынан кейін, генератор жылдамдауына әкеледі. Сондықтан, система стабилді болмайды.
A2 > A1 болғанда, система толығымен тормозданады, содан кейін қайта жылдамдауына әкеледі. Мұнда, ротор инерциясы қатарлы жылдамдау және тормоздау аудандарын алдыңғы аудандардан кішірейтеді. Сондықтан, система тұрақты режимге жетеді.
A
