Предавачни линии

Трансмисионната линия изпълнява ключова функция, като предава електрическа енергия от генериращи подстанции към различни дистрибутивни единици. Тя ефективно пренася волтаж и токови вълни от един край до друг. Структурно, трансмисионната линия се състои от проводник, който поддържа постоянна сечение през цялата си дължина. Междувременно, въздухът функционира като изолиращ или диелектричен среда, разположена между проводниците, играейки важна роля в предотвратяването на електрическо утече и осигуряването на безопасен и ефективен пренос на електричество.

От гледна точка на безопасността, се поддържа значително разстояние между трансмисионната линия и земята. Електрически башни се използват за подкрепа на проводниците на трансмисионната линия. Тези башни са построени от стомана, за да придадат на проводниците висока сила и стабилност, осигурявайки надежден пренос на електричество. При пренасянето на висок напруга на големи разстояния, често се използва високонапружено постоянен ток (HVDC) в трансмисионните линии поради неговите уникални предимства в минимизирането на загубите на енергия и подобряването на ефективността на преноса.

Параметри на трансмисионната линия

Производителността на трансмисионната линия зависи от нейните вградени параметри. Основните четири параметра на трансмисионната линия са: съпротивление, индуктивност, капацитет и шунтираща проводимост. Тези параметри са равномерно разпределени по цялата дължина на линията, затова са известни също като разпределени параметри на трансмисионната линия. Всеки от тези параметри играе ключова роля в определянето как електрическите сигнали и мощността се пренасят, влияйки върху аспекти като загуби на мощност, падане на напрежението и целостта на сигнала.

Индуктивността и съпротивлението се комбинират, за да образуват сериозно импеданс, докато капацитетът и проводимостта заедно образуват шунтираща допустимост. По-долу, някои от ключовите параметри на трансмисионната линия са обяснени подробно:

Линейна индуктивност

Когато ток протича през трансмисионната линия, той индуцира магнитен поток. Когато токът в трансмисионната линия варира, магнитният поток също се изменя съответно. Това изменение на магнитния поток води до индукция на електромотивна сила (ЕМС) в контура. Магнитудата на индуцирания ЕМС е директно пропорционална на скоростта на изменение на магнитния поток. Индуцираният ЕМС в трансмисионната линия противодейства на протичането на тока през проводника, и тази характеристика е известна като линейна индуктивност.

Линейна капацитет

В трансмисионните линии, въздухът служи като диелектричен среда. Този диелектричен среда ефективно формира кондензатор между проводниците, който има способността да съхранява електрическа енергия и увеличава капацитета на линията. Капацитетът на проводника се дефинира като отношението между наличната заряд и потенциалната разлика между него.

В кратките трансмисионни линии, ефектът на капацитета често може да се счита за пренебрегаем. Обаче, при дългобройни преноси, той става един от най-критичните параметри. Той значително влияе върху различни аспекти на електрическата система, включително нейната ефективност, регулацията на напрежението, фактора на мощността и общата стабилност.

Шунтираща проводимост

Въздухът действа като диелектричен среда между проводниците в трансмисионната линия. Когато се приложи алтернативно напрежение към проводниците, поради недостатъци в диелектрика, определена величина ток протича през диелектричната среда. Този ток се нарича ток на утече. Магнитудата на тока на утече се влияе от атмосферните условия и околните фактори като влага и повърхностни депозити. Шунтиращата проводимост се дефинира като протичането на този ток на утече между проводниците. Тя е равномерно разпределена по цялата дължина на линията, представена от символа "Y", и се измерва в Сименси.

Производителност на трансмисионните линии

Концепцията за производителността на трансмисионните линии включва изчисляването на различни параметри, включително напрежението на изходящия край, тока на изходящия край, фактора на мощността на изходящия край, загубите на мощност в линиите, ефективността на преноса, регулацията на напрежението, както и ограниченията на преноса на мощност при както стационарни, така и преходни условия. Тези изчисления на производителността играят ключова роля в планирането на електрическата система. Сред тях, някои ключови параметри са обяснени по-долу:

Регулация на напрежението

Регулацията на напрежението се дефинира като разликата в магнитудата на напрежението между изходящия и входящия край на трансмисионната линия.

Важни точки

Допустимостта е ключов електрически параметър, който количествено определя способността на електрическия контур, или по-конкретно, ефективността на трансмисионната линия, да осигури непречупен пренос на алтернативен ток (АТ). Нейната SI единица е Сименс, и често се означава с символа "Y". По същество, по-висока стойност на допустимостта показва, че контурът или трансмисионната линия предлагат по-малко противодействие на преноса на АТ, позволявайки токът да минава по-свободно.

Обратно, импедансът е реципрочната стойност на допустимостта. Той измерва общото противодействие, което трансмисионната линия предлага на преноса на АТ. Когато АТ преминава през трансмисионната линия, импедансът взима предвид комбинираните ефекти на съпротивление, индуктивна реактивност и капацитивна реактивност, които заедно създават пречка за преноса на тока. Импедансът се измерва в оми и се представя с символа "Z". По-висока стойност на импеданса означава по-голяма трудност за преноса на АТ през линията, водеща до намалени нива на тока и потенциални загуби на мощност.