Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
La capacidad de un sistema de energía síncrono para volver a una condición estable y mantener su sincronismo después de una perturbación relativamente grande que surge de situaciones muy generales como el encendido y apagado de elementos del circuito, o la eliminación de fallas, etc., se denomina estabilidad transitoria en sistema de energía . La mayoría de las veces, los sistemas de generación de energía están sujetos a fallas de este tipo y, por lo tanto, es extremadamente importante que los ingenieros de energía estén bien familiarizados con las condiciones de estabilidad del sistema.
En la práctica general, los estudios relacionados con la estabilidad transitoria en el sistema de energía se realizan durante un período mínimo igual al tiempo requerido para una oscilación, que se aproxima a alrededor de 1 segundo o incluso menos. Si se encuentra que el sistema es estable durante esta primera oscilación, se supone que la perturbación se reducirá en las oscilaciones posteriores, y el sistema será estable después de eso, como es el caso. Ahora, para determinar matemáticamente si un sistema es estable o no, necesitamos derivar la ecuación de oscilación del sistema de potencia .
Ecuación de oscilación para determinar la estabilidad transitoria
Para determinar la estabilidad transitoria de un sistema de potencia usando la ecuación de oscilación , consideremos un generador síncrono alimentado con potencia de eje de entrada P S que produce un par mecánico igual a T S como se muestra en la figura siguiente. Esto hace que la máquina gire a una velocidad de ω rad / seg y el par electromagnético de salida y la potencia generada en el extremo receptor se expresan como T E y P E respectivamente.
Cuando, el generador síncrono se alimenta con un suministro de un extremo y se aplica una carga constante al otro, hay algún desplazamiento angular relativo entre el eje del rotor y el campo magnético del estator., conocido como ángulo de carga δ que es directamente proporcional a la carga de la máquina. En este caso, se considera que la máquina está funcionando en condiciones estables.
Ahora bien, si de repente agregamos o quitamos la carga de la máquina, el rotor desacelera o acelera en consecuencia con respecto al campo magnético del estator. La condición de funcionamiento de la máquina ahora se vuelve inestable y ahora se dice que el rotor está oscilando con el campo del estator y la ecuación que obtenemos dando el movimiento relativo del ángulo de carga δ con el campo magnético del estator se conoce como la ecuación de oscilación para transitorios. estabilidad de un sistema de energía.
Aquí, en aras de la comprensión, consideramos el caso en el que un generador síncrono se aplica repentinamente con una mayor cantidad de carga electromagnética, lo que conduce a la inestabilidad al hacer que P E sea menor que P Sa medida que el rotor sufre una desaceleración. Ahora, la cantidad aumentada de potencia de aceleración requerida para devolver la máquina a una condición estable viene dada por,
De manera similar, el par de aceleración está dado por, 
Ahora sabemos que 
(dado que T = corriente × aceleración angular)
Además, momento angular, M = Iω 
Pero como al cargar el desplazamiento angular θ varía continuamente con el tiempo, como se muestra en la figura siguiente, podemos escribir.
Doble diferenciando la ecuación anterior con el tiempo, obtenemos, 
donde la aciletación angular 
Así podemos escribir, 
Ahora la potencia electromagnética transmitida está dada por, 
Así podemos escribir, 
Esto se conoce como la ecuación de oscilación para la estabilidad transitoria en el sistema de potencia .
