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39 ANÁLISE DE SISTEMAS E ESTABILIDADE - Coggle Diagram
39 ANÁLISE DE SISTEMAS E ESTABILIDADE
ESTABILIDADE EM SISTEMAS DE POTÊNCIA
ESTABILIDADE: Condição em que várias máquinas síncronas do sistema permanecem mutuamente em sincronismo.
INSTABILIDADE: Uma condição que envolve a perda de sincronismo.
Exemplificação do Controle de Estabilidade: Gerador ligado a um Motor
Suponha o sistema trabalhando em regime no ponto A. A potência mecânica de entrada do gerador e de saída do motor serão iguais a potência elétrica (corrigidas as perdas rotacionais).
Considere então um pequeno incremento de carga no eixo do motor, haverá então um torque líquido no eixo do motor que tenderá a retardá-lo, de modo que a velocidade decresce temporariamente.
Disto resulta um aumento no angulo (fi) e consequentemente um aumento na potência de entrada do motor até que finalmente entrada e saída alcancem um equilíbrio em um novo ponto de operação.
Existe um ponto chamado LIMITE DE ESTABILIDADE ESTÁTICA onde o aumento adicional a carga aumentará o ângulo mas não provocará aumento na potência de entrada, ao invés disso, ocorrerá um decréscimo, o que aumentará mais ainda a diferença entre entrada e saída, retardando o motor mais rapidamente.
Para um dado incremento de carga, há um limite superior que o motor suporta sem sair do sincronismo. Este é o LIMITE DE ESTABILIDADE TRANSITÓRIA do sistema para as condições dadas. Está sempre a baixo do limite estático, mas ao contrário deste, pode ter valores distintos dependendo da natureza e intensidade da perturbação.
ESTABILIDADE TRANSITÓRIA x ESTABILIDADE EM REGIME PERMANENTE
TRANSITÓRIA
É estável do ponto de vista transitório para uma condição de operação particular e para dada uma grande perturbação se, após a ocorrência da perturbação, o sistema é capaz de alcançar uma condição de operação aceitável.
REGIME PERMANENTE
É estável em regime permanente para uma dada condição de operação se, após uma pequena perturbação, o sistema atinge uma condição de operação idêntica ou próxima a condição anterior.
O CRITÉRIO DAS ÁREAS IGUAIS
A análise da estabilidade baseia-se na integração numérica das equações matemáticas que representam as máquinas e os demais componentes do sistema.
Se for verificado que o ângulo entre quaisquer duas máquinas do sistema, determinado via integração numérica, tende a aumentar sem limites após o instante de aplicação da instabilidade o sistema é considerado instável.
Se por outro lado, as diferenças angulares atingirem um valor máximo e depois decrescem o sistema é considerado estável.
A conclusão definitiva sobre a estabilidade do sistema requer todavia a observação das oscilações subsequentes a primeira, já que em sistemas multimáquinas, é possível que uma máquina permaneça em sincronismo com as demais e perca esse sincronismo nas demais oscilações, em razão das interações dinâmicas com as outras máquinas.
Num sistema formado por duas máquinas ou uma máquina conectada a uma barra infinita basta um ciclo.
MODELO CLÁSSICO PARA ESTUDO DE ESTABILIDADE TRANSITÓRIA EM SISTEMAS MULTIMÁQUINA
A potência das máquinas é supostamente constante;
Os torques de amortecimento são considerados através de um termo proporcional a velocidade das máquinas, incluindo nas equações de oscilações
As máquinas são representadas por uma tensão constante atrás da reatâncias transitória
As cargas são representadas por impedâncias constantes.