¿Factores que limitan la transferencia de potencia máxima a través de líneas de transmisión?

La siguiente figura le da una idea de qué estabilidad debe considerarse en función del nivel y la longitud del voltaje del sistema de transmisión. Dado que el límite térmico está bien, le daré una breve idea sobre la estabilidad del voltaje y la estabilidad del ángulo del rotor.

  

Estabilidaddelvoltaje

Tomemoselsiguientesistemadebussimpledecargainfinitasimple

Lapotenciaactiva/reactivarecibidaporlacargavienedadapor,

\$P=-\frac{EV}{X}sin(\theta)\$

\$Q=-\frac{V^2}{X}+\frac{EV}{X}cos(\theta)\$

Despuésdehaceralgunoscálculosmatemáticos,puedeobtenerlarelacióndevoltajederecepciónconlosparámetrosdelsistemaylacondicióndecargadelasiguientemanera,

\$V=\sqrt{\frac{E^2}{2}-QX\pm\sqrt{\frac{E^4}{4}-X^2P^2-XE^2Q}}\$

AltrazarlacurvaPVparaelfactordepotenciadiferentedelacargaquepodemosobtener,

Donde\$tan\phi=Q/P\$.

Tengaencuentalossiguientespuntos,

• ElsistemaesestablemientrasfuncioneenlapartesuperiordelacurvaPV.Cuandolacargaretiramáspotencia,elpuntodeoperaciónsemuevehaciala"punta de la punta". Si el sistema está sobrecargado para que el punto de operación cruce el "punto de la nariz", el sistema pierde su estabilidad.
• La compensación de la potencia reactiva mejora significativamente la estabilidad del voltaje, como se muestra en la figura. Puede notar que en el factor de potencia de la unidad (\ $ PF = 1 \ $ o \ $ tan \ phi = 0 \ $), el sistema puede cargarse mucho más alto que cuando la carga se retrasa en PF antes de perder su estabilidad. De manera similar, para el factor de potencia principal (negativo \ $ tan \ phi \ $) mejora la estabilidad aún más. Esta respuesta a su pregunta relacionada con el impacto de la regulación de voltaje en la estabilidad del sistema.
• Tenga en cuenta que el valor de \ $ X \ $ se multiplica por la potencia extraída por la carga en esta figura (eje x). Esto significa que aumentar la longitud de la línea tiene un impacto significativo al empujar el punto de operación hacia el "punto de la punta". Sin embargo, en la práctica

Fuente

  

Estabilidad del ángulo de transmisión

Suponiendo que tenga el mismo sistema anterior pero que conecte un generador síncrono en lugar de cargar. La transferencia de potencia activa entre el generador síncrono y el bus infinito viene dada por,

\ $ P = \ frac {EV} {X} sin (\ delta) \ $

Donde \ $ \ delta \ $ representa el ángulo del rotor (ángulo de carga en algunas referencias). Si trazamos \ $ (P, \ delta) \ $ para diferentes terminales generadores, obtenemos

P1enestafigurarepresentalapotenciamecánicadelgenerador(puntodeajustedepotencia).LaintersecciónentrelacurvaP1y(\$P,\delta\$)representaelpuntodeoperacióndelgenerador.Ahora,siemprequeelpuntodeoperaciónseatalque\$\delta\<90^\circ\$,elsistemaseaestable.Cuando\$\delta\$cruzaellímitede$90^\circ\$,elsistemasevuelveinestable.Tengaencuentaelimpactodelatensióndelterminaldelgeneradorenlamejoradelaestabilidad.

Fuente

Tenga en cuenta que esta es una idea muy básica sobre los problemas de estabilidad, es más compleja en la realidad. Por lo tanto, se recomienda seguir leyendo si está interesado en este tema.