Gelijk Oppervlak Kriterium

Allereerst moeten we iets weten over veiligheidsstudies van elektriciteitsvoorzieningen. Een veiligheidsstudie is een procedure om de stabiliteit van een systeem bij bepaalde storingen te bepalen en dit wordt gevolgd door verschillende schakelacties (AAN en UIT). In het elektriciteitsnetwerk kan het gedrag van synchrone machines enig effect hebben door deze storingen. De evaluatie van dit effect in de veiligheidsstudies zijn transiënte stabiliteitsstudies en stabiele toestand stabiliteitsstudies. De stabiele toestand stabiliteitsstudies verwijzen naar of de synchronisatie behouden blijft of niet wanneer het systeem blootgesteld wordt aan kleine storingen. Transiënte stabiliteitsstudies betekenen of de synchronisatie behouden blijft of niet wanneer het systeem blootgesteld wordt aan grote of ernstige storingen.
Deze storingen kunnen een kortsluiting zijn, het plotseling verliezen of toevoegen van een grote belasting of het verlies van generatiecapaciteit. Het doel van deze studie is om uit te zoeken of de belastingshoek terugkeert naar een stabiele waarde nadat de storing is opgelost. Hierbij worden niet-lineaire vergelijkingen opgelost om de stabiliteit te bepalen. Het Gelijke Oppervlak Criterium houdt zich bezig met transiënte stabiliteit. Het is in feite een zeer eenvoudige grafische methode die wordt gebruikt. Het dient om de transiënte stabiliteit van een enkele machine of anders een twee-machinesysteem tegenover een oneindig bus te bepalen.

Gelijk Oppervlak Criterium voor Stabiliteit

Over een verliesvrije lijn zal het werkelijk overgebrachte vermogen zijn
Stel dat er een fout optreedt in een synchrone machine die in stabiele toestand werkte. Hierbij wordt het afgeleverde vermogen gegeven door
Voor het oplossen van een fout moet de schakelaar in de gefaalde sectie geopend worden. Dit proces duurt 5/6 cycli en de daaropvolgende post-fout tijdelijke toestand neemt nog enkele cycli in beslag.

De primaire drijver die het invoer vermogen levert, wordt aangedreven door een stoomturbine. Voor het turbinesysteem is de tijdconstante van enkele seconden, terwijl het voor het elektrische systeem milliseconden is. Terwijl de elektrische tijdelijke toestanden plaatsvinden, blijft het mechanische vermogen stabiel. De tijdelijke studie kijkt voornamelijk naar de mogelijkheid van het elektriciteitsnetwerk om te herstellen van de fout en stabiel vermogen te leveren met een nieuwe mogelijke belastingshoek (δ).

De vermogenshoekcurve wordt beschouwd zoals getoond in fig.1. Stel je een systeem voor dat ‘Pm’ vermogen levert op een hoek van δ0 (fig.2) in een stabiele toestand. Wanneer een fout optreedt, worden de schakelaars geopend en het werkelijke vermogen gereduceerd tot nul. Maar Pm blijft stabiel. Als gevolg hiervan, versnellingsvermogen,
De verschil in vermogen zal resulteren in een wijziging van de kinetische energie die in de rotor massa's is opgeslagen. Daarom zal, als gevolg van de constante invloed van het niet-nul versnellingsvermogen, de rotor versnellen. Hierdoor zal de belastingshoek (δ) toenemen.
Nu kunnen we een hoek δc overwegen, waarbij de schakelaar opnieuw sluit. Het vermogen zal dan terugkeren naar de normale werkcurve. Op dit moment zal het elektrisch vermogen hoger zijn dan het mechanisch vermogen. Maar, het versnellingsvermogen (Pa) zal negatief zijn. Daarom zal de machine gaan vertragen. De belastingshoek zal echter door de inertie in de rotormassa's nog steeds toenemen. Deze toename in belastingshoek zal uiteindelijk stoppen en de rotor van de machine zal beginnen te vertragen, of anders zal de synchronisatie van het systeem verloren gaan.

De Swing-vergelijking wordt gegeven door

Pm → Mechanisch vermogen
Pe → Elektrisch vermogen
δ → Belastingshoek
H → Traagheidsconstante
ωs → Synchrone snelheid
We weten dat,

Door vergelijking (2) in vergelijking (1) te plaatsen, krijgen we

Nu, vermenigvuldig dt aan beide zijden van vergelijking (3) en integreer het tussen de twee willekeurige belastingshoeken die δ0 en δc zijn. Dan krijgen we,

Stel dat de generator stil staat bij belastingshoek δ0. We weten dat
Op het moment dat een fout optreedt, begint de machine te versnellen. Wanneer de fout wordt opgelost, zal het blijven versnellen tot het zijn piekwaarde (δc) bereikt. Op dit punt,
Dus het gebied van versnelling volgens vergelijking (4) is

Analoog, het gebied van vertraging is

Daarna, kunnen we de lijn aannemen om te worden gesloten bij belastingshoek, δc. In dit geval, is het gebied van versnelling groter dan het gebied van vertraging. A1 > A2. De belastingshoek van de generator zal het punt δm passeren. Buiten dit punt is het mechanisch vermogen groter dan het elektrisch vermogen en dwingt het het versnellingsvermogen positief te blijven. Voordat het vertraagt, versnelt de generator dus. Hierdoor wordt het systeem onstabiel.
Wanneer A2 > A1, zal het systeem volledig vertragen voordat het weer versnelt. Hier zal de rotorinerte de opeenvolgende versnellings- en vertragingsgebieden kleiner maken dan de vorige. Hierdoor zal het systeem een stabiele toestand bereiken.
Wanneer A2 = A1, wordt de grens van de stabiliteitslimiet door deze conditie gedefinieerd. Hierbij wordt de helderingshoek gegeven door δcr, de kritieke helderingshoek.
Aangezien, A2 = A1. Krijgen we

De kritieke helderingshoek is gerelateerd aan de gelijkheid van de gebieden, het wordt het gelijke oppervlak criterium genoemd. Het kan worden gebruikt om de maximale limiet op de belasting te bepalen die het systeem kan dragen zonder de stabiliteitslimiet te overschrijden.

Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn de moede gedeeld, indien er een inbreuk plaatsvindt neem dan contact op voor verwijdering.