¿Cómo se aplica el criterio de igual área para determinar el ángulo crítico de despeje y el tiempo de una falla?

1 Modelo de fallo

Para utilizar el criterio de área igual, debe modelar la falla como un cambio en la potencia eléctrica de salida de los generadores. La potencia eléctrica de salida es proporcional a la diferencia de ángulo sinusoidal del rotor entre las máquinas. Antes de la falla, el sistema está en estado estacionario, lo que significa que la salida de energía eléctrica es igual a la entrada de potencia mecánica de cada máquina. Durante la falla, la salida de potencia eléctrica se reduce en un factor de k, que depende del tipo y la ubicación de la falla. Después de que se borra la falla, la salida de energía eléctrica se restaura a su valor original.

2 Ecuación de oscilación

La ecuación de giro describe el comportamiento dinámico del ángulo del rotor de cada máquina. Relaciona el cambio en el ángulo del rotor con la diferencia entre la potencia mecánica y eléctrica. La ecuación de oscilación es una ecuación diferencial de segundo orden que se puede resolver mediante métodos numéricos o utilizando el criterio de área igual. El criterio de área igual simplifica la ecuación de oscilación asumiendo que la potencia mecánica es constante y que la potencia eléctrica es lineal por partes.

4 Ángulo de despeje crítico

El ángulo de despeje crítico es el valor máximo de la diferencia de ángulo del rotor que aún permite que el sistema sea estable. Es el punto donde se cruza la curva de potencia eléctrica antes y después de la falla. El ángulo crítico de despeje se puede encontrar dibujando una línea horizontal desde el nivel de potencia mecánica hasta la curva de potencia eléctrica y encontrando los puntos de intersección. El más pequeño de los dos ángulos es el ángulo de despeje crítico.

5 Tiempo crítico de limpieza

El tiempo crítico de limpieza es la duración máxima de la falla que aún permite que el sistema sea estable. Es el tiempo requerido para que la diferencia de ángulo del rotor alcance el ángulo de despeje crítico. El tiempo crítico de despeje se puede encontrar resolviendo la ecuación de oscilación para la variable tiempo, utilizando las condiciones iniciales y el ángulo crítico de despeje. Alternativamente, se puede estimar utilizando una aproximación geométrica, como el método tangente o el criterio de área igual extendida.