ما هو خط النقل الطويل؟

ما هي خطوط نقل الطاقة الطويلة؟

تعريف خطوط نقل الطاقة الطويلة

تعتبر خطوط نقل الطاقة الطويلة هي الخطوط التي تتجاوز طولها 250 كم (150 ميلًا)، والتي تتطلب نهجًا مختلفًا في النمذجة.

تعتبر خطوط نقل الطاقة الطويلة هي الخطوط التي تزيد طولها عن 250 كم (150 ميلًا). على عكس خطوط نقل الطاقة القصيرة والمتوسطة، تحتاج خطوط نقل الطاقة الطويلة إلى نمذجة دقيقة لمعلماتها الموزعة على طول الخط بأكمله. هذا يجعل حساب معلمات ABCD لخطوط نقل الطاقة أكثر تعقيدًا ولكنه يسمح لنا بإيجاد الجهد والتيار في أي نقطة على الخط.

في خطوط نقل الطاقة الطويلة، تكون الثوابت الخطية موزعة بشكل متساوٍ على طول الخط بأكمله. هذا لأن طول الدائرة الفعال أعلى بكثير مما كان عليه في النماذج السابقة (الخطوط الطويلة والمتوسطة)، وبالتالي لا يمكننا إجراء التبسيطات التالية:

تجاهل القبول الجانبي للشبكة، كما هو الحال في نموذج خط نقل الطاقة الصغير.اعتبار المعاوقة والقبول متراكمين ومتركزين في نقطة واحدة كما كان الحال في نموذج الخط المتوسط.

بدلاً من ذلك، يجب أن نعتبر المعاوقة والقبول موزعين على طول الخط بأكمله. هذا يجعل الحسابات أكثر دقة. لنمذجة دقيقة لهذه المعلمات، نستخدم رسم الدائرة لخط نقل الطاقة الطويل.

في هذه الحالة، يتم تغذية خط بطول l > 250 كم بجهد وإيصال جاريين على الطرف المرسل بهما VS و IS على التوالي، بينما VR و IR هما قيم الجهد والإيصال المستلمة من الطرف المستقبل. دعونا الآن نعتبر عنصرًا بطول لانهائي صغير Δx على بعد x من الطرف المستقبل كما هو موضح في الشكل حيث:

V = قيمة الجهد قبل دخول العنصر Δx.

I = قيمة الإيصال قبل دخول العنصر Δx.

V+ΔV = الجهد الخارج من العنصر Δx.

I+ΔI = الإيصال الخارج من العنصر Δx.

ΔV = انخفاض الجهد عبر العنصر Δx.

zΔx = المعاوقة السلسلية للعنصر Δx

yΔx = القبول الجانبي للعنصر Δx

حيث Z = z l و Y = y l هي قيم المعاوقة الكلية والقبول لخط نقل الطاقة الطويل.

لذلك، يكون انخفاض الجهد عبر العنصر اللانهائي الصغير Δx هو

والآن لتحديد الإيصال ΔI، نطبق قانون كيرشوف الحالي على العقدة A.

نظرًا لأن المصطلح ΔV yΔx هو ناتج ضرب قيمتين لانهائيتين صغيرتين، يمكننا تجاهله لأجل تسهيل الحساب.

لذلك، يمكننا كتابة

الآن بالتفاضل لكلا الجانبين من المعادلة (1) بالنسبة لـ x،

والآن بالتعويض من المعادلة (2)

حل المعادلة التفاضلية من الدرجة الثانية أعلاه هو

بالتفاضل للمعادلة (4) بالنسبة لـ x.

الآن بالمقارنة بين المعادلة (1) ومعادلة (5)

الآن لنحدد المعاوقة المميزة Zc وثابت الانتشار δ لخط نقل الطاقة الطويل كالتالي

ثم يمكن التعبير عن معادلات الجهد والإيصال باستخدام المعاوقة المميزة وثابت الانتشار عند

الآن عندما x=0، V= VR و I= Ir. بالتعويض بهذه الشروط في المعادلات (7) و (8) على التوالي.

بحل المعادلات (9) و (10)، نحصل على قيم A1 و A2 كالتالي،

الآن بالتطبيق على حالة أخرى عند x = l، يكون لدينا V = VS و I = IS.الآن لتحديد VS و IS نعوض x بل ونضع قيم A1 و A2 في المعادلات (7) و (8) نحصل على

من خلال المؤثرات المثلثية والأسية نعرف

لذلك، يمكن إعادة كتابة المعادلات (11) و (12) كالتالي

وبذلك بالمقارنة مع معادلات المعلمات الدائرية العامة، نحصل على معلمات ABCD لخط نقل الطاقة الطويل كالتالي،