/ / ความมั่นคงของสถานะคงที่ในระบบไฟฟ้า

เสถียรภาพของสถานะคงที่ในระบบไฟฟ้า

ความหมาย: ความมั่นคงของรัฐที่มั่นคงถูกกำหนดให้เป็นความสามารถของระบบพลังงานไฟฟ้าเพื่อรักษาสภาพเริ่มต้นหลังจากการขัดจังหวะเล็ก ๆ หรือเพื่อให้ได้สภาพใกล้เคียงกับสภาพเริ่มต้นเมื่อความวุ่นวายยังคงเกิดขึ้นความมั่นคงของรัฐคงที่เป็นสิ่งสำคัญมากในการวางแผนและออกแบบระบบไฟฟ้าในการพัฒนา อุปกรณ์ควบคุมอัตโนมัติแบบพิเศษการใช้งานองค์ประกอบใหม่ของระบบหรือแก้ไขสภาพการทำงานใหม่

การประเมินขีด จำกัด ของสถานะคงที่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการวิเคราะห์ระบบไฟฟ้าการวิเคราะห์ระบบไฟฟ้ารวมถึงการตรวจสอบระบบไฟฟ้าในสถานะคงที่ที่กำหนดการกำหนดขีด จำกัด ความเสถียรและการประมาณคุณภาพเชิงชั่วคราว นอกจากนี้ยังประเมินตัวเลือกประเภทของระบบกระตุ้นและการควบคุมโหมดการควบคุมพารามิเตอร์ของระบบกระตุ้นและควบคุมอัตโนมัติ

การเลือกความมั่นคงทำโดยข้อกำหนดของขีด จำกัด ความเสถียรหรือคุณภาพของพลังงานไฟฟ้าภายใต้สภาวะคงที่หรือระหว่างชั่วคราว ขีด จำกัด ของสถานะคงที่หมายถึงการไหลของพลังงานสูงสุดผ่านจุดใดจุดหนึ่งโดยไม่ทำให้สูญเสียความมั่นคงเมื่อกำลังเพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป

เมื่อเครื่องทั้งหมดในส่วนหนึ่งทำงานร่วมกันจากนั้นพวกเขาจะถือว่าเป็นหนึ่งเครื่องขนาดใหญ่เชื่อมต่อ ณ จุดนั้น แม้ว่าหากเครื่องไม่ได้เชื่อมต่อกับบัสบาร์เดียวกันและถูกแยกออกจากปฏิกิริยาขนาดใหญ่พวกเขาก็จะถือว่าเป็นเครื่องจักรขนาดใหญ่ ระบบขนาดใหญ่ในระบบไฟฟ้ามักจะมีแรงดันไฟฟ้าคงที่และถือว่าเป็นบัสแบบไม่ จำกัด

พิจารณาว่าระบบประกอบด้วยตัวกำเนิด G สายส่งและมอเตอร์ซิงโครนัส M ในรูปแบบของโหลด

มั่นคงของรัฐความมั่นคงในสมการ
การแสดงออกที่แสดงด้านล่างให้พลังงานที่พัฒนาโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า G และมอเตอร์ซิงโครนัส M

มั่นคงของรัฐเสถียรภาพสม-1
การแสดงออกด้านล่างให้พลังงานสูงสุดที่สร้างโดยเครื่องกำเนิด G และมอเตอร์ซิงโครนัส M

มั่นคงของรัฐเสถียรภาพ-1
โดยที่ A, B, และ D เป็นค่าคงที่ทั่วไปของเครื่องเทอร์มินัลสองเครื่อง การแสดงออกข้างต้นจะให้พลังงานเป็นวัตต์และต่อเฟสในกรณีของแรงดันไฟฟ้าและถูกนำมาเป็นแรงดันไฟฟ้าเฟสในโวลต์

เหตุผลที่ทำให้ระบบไม่เสถียร

พิจารณามอเตอร์ซิงโครนัสที่เชื่อมต่อกับไม่มีที่สิ้นสุด busbar และทำงานด้วยความเร็วคงที่ กำลังไฟฟ้าเข้าเท่ากับกำลังไฟฟ้าบวกกับการสูญเสีย หากการเพิ่มเพลาโหลดที่น้อยที่สุดถูกเพิ่มเข้าไปในมอเตอร์พลังงานของมอเตอร์จะเพิ่มขึ้นและกำลังไฟฟ้าอินพุตของมอเตอร์จะไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นแรงบิดสุทธิของมอเตอร์มีแนวโน้มที่จะชะลอตัวลงและความเร็วของมันลดลงชั่วคราว

การชะลอตัวของแรงบิดช่วยลดมอเตอร์ความเร็วมุมเฟสระหว่างแรงดันภายในของมอเตอร์และแรงดันไฟฟ้าของระบบเพิ่มขึ้นจนกระทั่งกำลังไฟฟ้าเข้าเท่ากับกำลังไฟฟ้าออกและการสูญเสีย

ในช่วงพลังงานชั่วคราวกำลังไฟฟ้าที่ป้อนเข้าสู่มอเตอร์ซึ่งน้อยกว่าภาระทางกลพลังงานที่ต้องการจะถูกจ่ายโดยพลังงานที่เก็บไว้ในระบบหมุน มอเตอร์สั่นรอบสมดุลและในที่สุดอาจมาพักหรืออาจสูญเสียการซิงโครไนซ์ระบบยังสูญเสียเสถียรภาพเมื่อโหลดขนาดใหญ่ถูกนำไปใช้หรือเมื่อโหลดถูกนำมาใช้เกินไปบนเครื่อง

สมการด้านล่างแสดงกำลังสูงสุดที่มอเตอร์สามารถพัฒนา สามารถรับค่าของโหลดได้เฉพาะเมื่อมุมพลังงาน (δ) = มุมโหลด (β) และโหลดอาจเพิ่มขึ้นจนกว่าจะถึงเงื่อนไขนี้ หลังจากเงื่อนไขนี้หากโหลดเพิ่มขึ้นเครื่องจะสูญเสียการซิงโครไนซ์และกำลังไฟเกินที่จำเป็น

พลังงานส่วนเกินจะมาจากพลังงานที่เก็บไว้ของระบบหมุนและความเร็วลดลง พลังยิ่งใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ มุมก็จะเล็กลงเรื่อย ๆ จนกระทั่งมอเตอร์เคลื่อนที่

ความแตกต่างระหว่างมอเตอร์กับพลังงานเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่พัฒนาขึ้นสำหรับค่าใด ๆ ของδเท่ากับการสูญเสียเส้น หากความต้านทานและการยอมรับการแบ่งของเส้นนั้นน้อยมากเราจะได้นิพจน์ต่อไปนี้สำหรับกำลังที่ถ่ายโอนระหว่างเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับและมอเตอร์

มั่นคงของรัฐเสถียรภาพสม-3
โดยที่ปฏิกิริยา X - line
วีG - แรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
วีM - แรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์
δ - มุมโหลด
PM - พลังของมอเตอร์
PG - พลังของมอเตอร์
Pสูงสุด - กำลังสูงสุด

วิธีการปรับปรุงขีด จำกัด ของสถานะมั่นคง

กำลังไฟสูงสุดที่ถ่ายโอนระหว่างกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับและมอเตอร์เป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลิตภัณฑ์ของแรงเคลื่อนไฟฟ้าภายในของเครื่องจักร ขีด จำกัด สถานะคงที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากเหตุผลสองประการ

  1. โดยเพิ่มการกระตุ้นของเครื่องกำเนิดหรือมอเตอร์หรือทั้งสองอย่าง - การกระตุ้นเพิ่มแรงเคลื่อนไฟฟ้าภายในและดังนั้นพลังขับเคลื่อนสูงสุดที่ถ่ายโอนระหว่างเครื่องทั้งสองจะเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ด้วยค่าที่เพิ่มขึ้นของ EMF ภายในมุมโหลดδจะลดลง
  2. การลดการถ่ายโอนปฏิกิริยา - ค่ารีแอกแตนซ์จะลดลงเมื่อเพิ่มค่าเส้นขนานระหว่างจุดส่งสัญญาณ การใช้ตัวนำตัวนำเป็นอีกวิธีหนึ่งในการลดค่ารีแอกแตนซ์ของสาย ค่ารีแอกแตนซ์สามารถลดลงได้โดยใช้ความจุในอนุกรมกับสาย

ตัวเก็บประจุอนุกรมใช้เฉพาะในสาย EHV เพื่อเพิ่มการถ่ายโอนพลังงานและมีระยะทางประหยัดมากกว่า 350 กม

อ่านเพิ่มเติม: