<p style=”text-align: justify;”>El criterio de áreas iguales es el método para estudiar la estabilidad transitoria del sistema de dos máquinas o una sola máquina conectada a autobús infinito. El estudio de la estabilidad transitoria nos dice si se mantiene o no el sincronismo, es decir, si el ángulo de carga δ se establece o no en un valor estable de estado estable después de la resolución de la falla o perturbación.
En este post nos centraremos en
- Criterio de áreas iguales
- Límite y margen de estabilidad transitoria
- ¿Cómo depende el margen de estabilidad transitoria del tiempo de apertura del interruptor?
- Significado de la condición fuera de paso en el sistema de potencia
- Significado de Pérdida de Sincronismo
- Ángulo de compensación crítico
Índice de contenidos
Concepto de criterio de áreas iguales:
Como sabemos, bajo la operación de estado estable de un generador, existe un equilibrio entre la generación de energía y la demanda. En otras palabras, podemos decir que la entrada mecánica al generador se equilibra con la potencia generada debido a que el generador gira a una velocidad sincrónica constante. Básicamente, la potencia eléctrica de salida del generador produce un par eléctrico que equilibra el par mecánico aplicado al eje del rotor del generador. Por lo tanto, el rotor del generador funciona a una velocidad constante con este equilibrio de pares eléctricos y mecánicos. Tenga en cuenta que el par electromagnético y el par mecánico se oponen entre sí y, debido a este equilibrio entre el par mecánico y el electromagnético, la energía mecánica se convierte en energía eléctrica.
Consideremos un sistema de dos fuentes como se muestra en la figura a continuación. La ecuación de transferencia de potencia entre las dos fuentes suponiendo un sistema sin pérdidas se da como
P = VsERSinδ / X
Donde Vs = Voltaje final de envío
VR = Tensión final de recepción
X = Reactancia de línea de transmisión + Reactancia de fuente
Por lo tanto, de la ecuación anterior, está claro que la transferencia de energía entre las dos fuentes es inversamente proporcional a la Reactancia. Si la reactancia neta aumenta, la transferencia de potencia disminuirá y viceversa.
Durante una condición de falla como falla de línea única a tierra, falla de línea doble a tierra, falla trifásica, etc., la reactancia de transmisión efectiva entre las dos fuentes aumenta según el tipo de falla. Debido a este aumento en la reactancia efectiva de la línea de transmisión, se reducirá la transferencia de energía entre las dos fuentes. Debido a esta reducción de la transmisión de potencia, también se reduce el par eléctrico que contrarresta el par mecánico. Por lo tanto
Par mecánico > Par electromagnético
Si la potencia mecánica no se reduce durante el período de la falla, el rotor del generador se acelerará con un par de entrada neto (igual a Par Mecánico – Par Electromagnético).
Suponga que el sistema de energía de dos fuentes que se muestra en la figura anterior está operando inicialmente en un punto de equilibrio de δ0 y, por lo tanto, transfiere energía eléctrica P0. Después de una falla, la potencia de salida se reduce a PF, por lo tanto, el rotor del generador comienza a acelerar y δ comienza a aumentar. Digamos que la falla se elimina cuando la diferencia de ángulo entre las fuentes alcanza δC. En este punto, la reactancia de falla no se considerará ya que el sistema ha alcanzado la configuración normal y, por lo tanto, la transferencia de energía seguirá la curva de ángulo de potencia previa a la falla, como se muestra en la figura a continuación.
Pero en el punto δC, la salida de potencia PC es mayor que la entrada de potencia mecánica P0, lo que resultará en la desaceleración del rotor como
Par electromagnético > Par mecánico
Sin embargo, debido a la inercia del sistema de rotor, el ángulo no comienza a volver a δ0 inmediatamente. Más bien, el ángulo continúa aumentando hasta δF, de modo que la energía perdida durante la desaceleración en el Área 2 es igual a la energía ganada durante la aceleración en el Área 1. Esto se llama Criterio de áreas iguales.
Consideremos dos ceses ahora en aras de una mejor comprensión de la condición fuera de paso y la aplicación del criterio de áreas iguales.
Caso 1: Si dF < dL o Área 1 < Área 2
Bajo esta condición, el rotor del Generador oscilará. Pero debido a la presencia de amortiguamiento, la amplitud de la oscilación se reducirá continuamente y eventualmente δ se establecerá en un ángulo equilibrado δ0.
Así podemos decir que, en esta situación, el sistema es Transitoriamente Estable. ¿Cuánto margen tenemos para la estabilidad transitoria?
Si observa cuidadosamente la curva de ángulo de potencia anterior, definitivamente dirá que el margen es (dL– dF). ¡Genial!
Pero surge la siguiente pregunta, ¿quién decide el valor de dF?
debes decir que es dC es decir, el punto de eliminación de fallas. Es por eso que dC también se conoce como ángulo crítico de compensación.
¿Cómo depende el margen de estabilidad transitoria del tiempo de apertura del interruptor?
Dado que el valor de dC depende del punto de despeje de la falla. Por lo tanto, el margen de estabilidad transitoria, es decir (dL– dF) depende del tiempo de eliminación de fallas. Cuanto menor sea el tiempo de eliminación de fallas, menor será el valor de dC lo que significa menos valor de dF. Por lo tanto, el margen de estabilidad transitoria será mayor. Por lo tanto, podemos decir que el margen de estabilidad transitoria depende del tiempo de apertura del interruptor para despejar la falla. ¿Entiendo? Supongo que lo consigues. Por favor escriba en el cuadro de comentarios.
Caso-2: Si dF < dL o Área 1 > Área 2
Si el Área 2 es más pequeña que el Área 1, en el momento en que el ángulo alcanza δL, un mayor aumento en el ángulo δ dará como resultado una salida de energía eléctrica menor que la entrada de energía mecánica. Por lo tanto, el rotor acelerará nuevamente y δ aumentará más allá de la recuperación. Este es un escenario transitoriamente inestable, como se muestra en la figura anterior. Cuando existe una condición inestable en el sistema de potencia, un generador equivalente gira a una velocidad diferente a la del otro generador equivalente del sistema. Nos referimos a tal evento como un pérdida de sincronismo o un condición fuera de sintonía del sistema de potencia.
Publicaciones relacionadas:
¿Qué es un relé de bloqueo/relé de disparo maestro? 
Diferencia entre transformador elevador y reductor 
Potencial escalonado y potencial táctil: lectura obligatoria 
Transformador de corriente de equilibrio de núcleo 
Puerta NAND 
Chopper: definición y principio de funcionamiento 
Parámetro Z de la red de dos puertos 
Puesta a tierra sólida 
Motor universal: construcción, funcionamiento y aplicación 
Fallo eléctrico 
¿Por qué la resistencia de aislamiento es inversamente proporcional a la longitud? 
Cicloconvertidor monofásico a monofásico explicado
