Tiêu chuẩn Diện tích Đẳng cấp

Trước hết, chúng ta cần hiểu về nghiên cứu ổn định điện năng. Nghiên cứu ổn định là quy trình để quyết định sự ổn định của hệ thống trước một số nhiễu loạn và điều này được theo sau bởi nhiều hành động chuyển mạch (BẬT và TẮT). Trong hệ thống điện, hành vi của máy đồng bộ có thể bị ảnh hưởng do những nhiễu loạn này. Đánh giá tác động này trong các nghiên cứu ổn định là nghiên cứu ổn định tạm thời và nghiên cứu ổn định trạng thái ổn định. Nghiên cứu ổn định trạng thái ổn định đề cập đến việc liệu sự đồng bộ có được duy trì hay không khi hệ thống chịu tác động của nhiễu loạn nhỏ. Nghiên cứu ổn định tạm thời đề cập đến việc liệu sự đồng bộ có được duy trì hay không khi hệ thống chịu tác động của nhiễu loạn lớn hoặc nghiêm trọng.
Nhiễu loạn có thể là ngắn mạch, áp dụng hoặc mất đột ngột một tải lớn hoặc mất nguồn phát. Mục tiêu của nghiên cứu này là tìm ra liệu góc tải có trở lại giá trị ổn định sau khi loại bỏ nhiễu loạn hay không. Ở đây, các phương trình phi tuyến được giải quyết để xác định sự ổn định. Tiêu chí Diện tích Bằng nhau liên quan đến ổn định tạm thời. Đây thực sự là một phương pháp đồ họa rất đơn giản được sử dụng. Nó được dùng để quyết định sự ổn định tạm thời của hệ thống một máy hoặc hai máy so với bus vô hạn.

Tiêu chí Diện tích Bằng nhau cho Sự ổn định

Qua một đường dây không mất mát, công suất thực truyền sẽ là
Giả sử một lỗi xảy ra trong máy đồng bộ đang hoạt động ở trạng thái ổn định. Ở đây, công suất cung cấp được cho bởi
Để loại bỏ lỗi, cầu chì trong phần bị lỗi phải được mở lên. Quá trình này mất 5/6 chu kỳ và quá trình tạm thời sau đó sẽ mất thêm vài chu kỳ.

Máy chủ động cung cấp công suất đầu vào được điều khiển bằng tua-bin hơi nước. Đối với hệ thống khối tua-bin, hằng số thời gian nằm trong khoảng vài giây và đối với hệ thống điện, nó nằm trong mili giây. Do đó, trong khi các hiện tượng điện tạm thời diễn ra, công suất cơ học vẫn ổn định. Nghiên cứu tạm thời chủ yếu xem xét khả năng của hệ thống điện để phục hồi từ lỗi và cung cấp công suất ổn định với góc tải mới có thể (δ).

Đường cong góc công suất được xem xét như được hiển thị trong hình 1. Giả sử một hệ thống cung cấp ‘Pm’ công suất ở góc δ0 (hình 2) đang hoạt động ở trạng thái ổn định. Khi một lỗi xảy ra, cầu chì được mở và công suất thực giảm xuống zero. Nhưng Pm sẽ ổn định. Kết quả là, công suất tăng tốc,
Sự khác biệt công suất sẽ dẫn đến tỷ lệ thay đổi năng lượng động học được lưu trữ trong khối rotor. Do đó, do ảnh hưởng ổn định của công suất tăng tốc không bằng không, rotor sẽ tăng tốc. Kết quả là, góc tải (δ) sẽ tăng.
Bây giờ, chúng ta có thể xem xét một góc δc tại đó cầu chì đóng lại. Công suất sau đó sẽ trở lại đường cong hoạt động thông thường. Tại thời điểm này, công suất điện sẽ cao hơn công suất cơ học. Nhưng, công suất tăng tốc (Pa) sẽ âm. Do đó, máy sẽ giảm tốc. Góc tải công suất sẽ tiếp tục tăng do quán tính trong khối rotor. Sự tăng này sẽ dừng lại và rotor của máy sẽ bắt đầu giảm tốc hoặc mất sự đồng bộ của hệ thống.

Phương trình Swings được đưa ra bởi

Pm → Công suất cơ học
Pe → Công suất điện
δ → Góc tải
H → Hằng số quán tính
ωs → Tốc độ đồng bộ
Chúng ta biết rằng,

Thay phương trình (2) vào phương trình (1), chúng ta có

Bây giờ, nhân dt vào cả hai bên của phương trình (3) và tích phân nó giữa hai góc tải tùy ý là δ0 và δc. Sau đó chúng ta có,

Giả sử máy phát đang đứng yên khi góc tải là δ0. Chúng ta biết rằng
Khi lỗi xảy ra, máy sẽ bắt đầu tăng tốc. Khi lỗi được khắc phục, nó sẽ tiếp tục tăng tốc độ trước khi đạt đến giá trị đỉnh (δc). Tại điểm này,
Vì vậy, diện tích tăng tốc từ phương trình (4) là

Tương tự, diện tích giảm tốc là

Tiếp theo, chúng ta có thể giả sử dòng được đóng lại tại góc tải, δc. Trong trường hợp này, diện tích tăng tốc lớn hơn diện tích giảm tốc. A1 > A2. Góc tải của máy phát sẽ vượt qua điểm δm. Ngoài điểm này, công suất cơ học lớn hơn công suất điện và nó buộc công suất tăng tốc phải dương. Trước khi giảm tốc, máy phát vì vậy tăng tốc. Kết quả là, hệ thống sẽ trở nên không ổn định.
Khi A2 > A1, hệ thống sẽ giảm tốc hoàn toàn trước khi tăng tốc lại. Ở đây, quán tính rotor sẽ ép các diện tích tăng tốc và giảm tốc kế tiếp nhỏ hơn các diện tích trước. Kết quả là, hệ thống sẽ đạt đến trạng thái ổn định.
Khi A2 = A1, giới hạn của sự ổn định được định nghĩa bởi điều kiện này. Ở đây, góc làm sạch được cho bởi δcr, góc làm sạch tới hạn.
Vì A2 = A1. Chúng ta có

Góc làm sạch tới hạn liên quan đến sự bằng nhau của diện tích, nó được gọi là tiêu chí diện tích bằng nhau. Nó có thể được sử dụng để tìm ra giới hạn tối đa trên tải mà hệ thống có thể chấp nhận mà không vượt quá giới hạn ổn định.

Tuyên bố: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.