Modelluntersuchungen betreffend die Stabilität - Institut für ...

Grundlagen
Jetzt kann durch eine externe Störung der Polradwinkel von ϑ0 auf ϑ0+∆ϑ zunehmen
(Turbinenmoment MT bleibt konstant). Deshalb ändert sich das elektrische Moment ME0 um
∆ME.
Vor der Störung: = M − M ( ϑ ) = 0
( 2-27)
M res0 T0 E 0
Nach der Störung um: ∆Mres= MT0-(ME0(ϑ0)+ ∆ME)= - ∆ME ( 2-28)
Da nur kleine Polradänderungen untersucht werden, kann Gleichung (2-28) linearisiert werden.
⎛ ∂M
E ⎞ PEmax
∆M E = ⎜ ⎟ ⋅ ∆ϑ
= ⋅ cosϑ0
⋅ ∆ϑ
= k ⋅ ∆ϑ
⎝ ∂ϑ
⎠ ω
ϑ=
ϑ
0
m0
k...Konstante ( 2-29)
Somit kann das resultierende Moment ∆Mres entsprechend (2-28) berechnet werden und lautet:
∆Mres= - k ∆ϑ ( 2-30)
Da eine positive Polradänderung einer Entlastung des Synchrongenerators entspricht (d.h.
Beschleunigung des Polrades), muss für den statisch stabilen Betrieb das resultierende
Moment ∆Mres negativ sein.
�der Störung wird entgegengewirkt
�das Polrad wird abgebremst
Ist jedoch die Polradänderung negativ d.h. die Maschine wird zusätzlich belastet, so wird das
Polrad zunächst abgebremst. Für die Aufrechterhaltung der statischen Stabilität muss nun das
resultierende Moment ∆Mres positiv sein.
�der Störung wird entgegengewirkt
�das Polrad wird beschleunigt
Aus Gleichung (2-29) bzw. (2-30) folgt, dass diese beiden Bedingungen nur im Bereich
0≤ϑ0< 90° ( 2-31)
erfüllt sind. Man bezeichnet diesen Bereich als „statisch stabilen Betriebsbereich“.
Diplomarbeit
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