Kriteria Area yang Sama
Kriteria area yang sama adalah metode grafis sederhana untuk menyimpulkan stabilitas transien sistem dua mesin atau mesin tunggal terhadap bus tak terbatas. Prinsip ini tidak memerlukan persamaan ayunan untuk penentuan kondisi stabilitas.
Kondisi stabilitas dikenali dengan menyamakan luas segmen pada diagram sudut daya antara kurva-p dan garis transfer daya baru dari kurva yang diberikan.
Prinsip metode ini terdiri atas dasar bahwa ketika δ berosilasi di sekitar titik kesetimbangan dengan amplitudo konstan, stabilitas transien akan dipertahankan.
Dimulai dengan persamaan ayunan
dimana,
M = Momentum Sudut
PE = Daya Listrik
PS = Daya Mekanik
δ = Sudut BebanMengalikan kedua ruas persamaan di atas dengan dδ/dt, kita memperoleh
Mengatur ulang, mengalikan dengan dt dan mengintegrasikan, kita memiliki
Dimana δo, adalah sudut torsi di mana mesin beroperasi saat berjalan pada kecepatan sinkron dalam kondisi normal. Pada kondisi di atas, sudut torsi tidak berubah yaitu sebelum gangguan.
Juga, jika sistem memiliki stabilitas transien, mesin akan kembali beroperasi pada kecepatan sinkron setelah gangguan, yaitu,
Oleh karena itu kondisi untuk stabilitas keadaan transien diberikan oleh persamaan
Area A1 mewakili energi kinetik yang disimpan oleh rotor selama percepatan, dan A2 mewakili energi kinetik yang diberikan oleh rotor ke sistem, dan ketika semuanya diberikan, mesin telah kembali ke kecepatan aslinya.
Area di bawah kurva PA harus nol, yang hanya mungkin jika PA memiliki daya akselerasi dan deselerasi, yaitu untuk sebagian kurva PS > PE dan untuk PE > PS lainnya. Untuk aksi pembangkitan, PS > PE untuk area positif dan A1 > PS untuk area negatif A2 untuk operasi yang stabil. Oleh karena itu nama kriteria area yang sama.
Kriteria luasan yang sama juga digunakan untuk menentukan batas maksimum beban yang dapat diterima sistem tanpa melebihi batas stabilitas. Hal ini dapat terjadi hanya jika luas antara garis PS dan kurva PE sama dengan luas antara garis PS, dan kurva PE sama dengan luas antara sudut torsi awal δ0 dan garis PS. Dalam hal ini, luas A2 lebih kecil dari luas A1, sistem akan menjadi tidak stabil.
Masalah yang terkait dengan stabilitas transien sistem adalah karena alasan berikut. Ini adalah sebagai berikut
- Perubahan beban secara tiba-tiba
- Mematikan salah satu saluran yang menyebabkan perubahan reaktansi sistem dan karenanya mengubah kondisi beban.
- Gangguan tiba-tiba pada sistem yang menyebabkan penurunan output, memerlukan pengaturan untuk pembersihan gangguan secara cepat, dan studi tentang kondisi setelah gangguan yang dapat menyebabkan sebagian sistem padam.
Dalam setiap kasus, prosedurnya adalah menentukan kurva sudut daya untuk kondisi awal sistem, untuk kondisi di bawah gangguan, dan untuk kondisi setelah gangguan dan memplot kurva dalam nilai per satuan.
Kemudian cari titik-titik untuk kondisi awal beban mencari tahu δo. Kemudian, dengan menggunakan kriteria luas yang sama, tentukan sudut perpindahan baru δ. Sudut maksimum δmax yang mungkin diizinkan dan beban maksimum yang diizinkan yang sesuai juga dapat ditentukan.
