起初我们必须了解功率稳定研究。稳定性研究是确定系统在某些干扰下的稳定性的过程,随后是若干开关动作(开、关)。在电力系统时,这些扰动会对同步电机的性能产生一定的影响。稳定性研究中对这种影响的评价是暂态稳定和稳态稳定性研究。的稳态稳定性研究是指在系统经受小扰动时保持同步的情况。瞬态稳定性研究意味着当系统受到大或严重干扰时,是否保持了同步。
这些干扰可以是短路,应用或突然大负载的损失或产生的丧失。本研究的目的是找出负载角度是否恢复到随后清除干扰的稳定值。这里,解决非线性方程以确定稳定性。的平等区域标准与暂态稳定性有关。事实上,这是一种很容易使用的图解方法。用于确定单机或双机系统在无限母线下的暂态稳定性。
稳定的等面积准则
通过一条无损线路,传输的真正电力将是
假设同步电机在稳态运行时发生故障。这里,传递的能量是由
清除故障,断路器在有断层的区段应予以打开。这个过程需要5/6个周期,而连续的故障后瞬态将需要额外的几个周期。
提供输入动力的原动机是由汽轮机驱动的。对于涡轮质量系统,时间常数的数量级是几秒,对于电气系统,时间常数的数量级是毫秒。因此,当电瞬变发生时,机械功率保持稳定。瞬态研究主要是考察其性能电力系统从故障中恢复,并以新的可能负载角(δ)给出稳定的功率。
考虑功率角曲线,如图1所示。想象一下一个传送P的系统米打开δ的角度0(图2)正处于稳定状态。发生故障时;打开断路器,实际功率降低至零。但是p.米会稳定。因此,加速动力,
功率的差异将导致动能的变化率储存在转子质量。因此,由于非零加速功率的稳定影响,转子将会加速。因此,负载角(δ)将增加。
现在,我们可以考虑一个角度δc此时断路器重新合闸。然后电力会回到正常的运行曲线。这时,电功率就会高于机械功率。但是,加速度P一个)将是消极的。因此,机器将变得减速。由于转子块中的惯性,负载功率角仍然继续增加。这种负载电源角的增加将在适当的过程中停止,并且机器的转子将开始减速否则系统的同步将会丢失。
摆动方程由
P米→机械电力
Pe→电能
Δ→负载角
H→惯性常数
ω.年代→同步速度
我们知道,
将式(2)代入式(1),得到
现在把dt乘到方程(3)的两边然后对两个任意的载荷角进行积分也就是δ0和δc。然后我们得到了,
当负载角是δ时,假设发电机处于静止状态0。我们知道
一出现故障,机器就会开始加速。当故障被清除后,在达到其峰值(δc)。这一点,
因此,从等式(4)加速的区域是
同样,减速面积为
接下来,我们可以假设在负载角度下重新连接的线Δc。在这种情况下,加速面积大于减速面积。一个1> A.2。发电机的负载角将通过δ点米。超过这一点,机械功率大于电功率,它使加速度保持为正。因此,在减速之前,发电机会加速。因此,系统将变得不稳定。
当一个2> A.1,系统将在再次加速之前完全减速。在这里,转子惯性将迫使连续的加减速区域变得比先前的小。因此,系统将达到稳态。
当一个2=一个1,稳定极限的界限由这个条件定义。这里,清除角由δ给出cr,临界清除角度。
因为,一个2=一个1。我们得到了
临界清除角与面积相等有关,称为同等面积标准。它可以用来找出系统在不超过稳定极限的情况下所能获得的最大载荷。





