Γραμμές Μετάδοσης
Η γραμμή μετάδοσης εκπληρώνει τη σημαντική λειτουργία της μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας από τις υποσταθμείς παραγωγής σε διάφορες μονάδες κατανομής. Μεταφέρει αποτελεσματικά κύματα τάσης και ρεύματος από τη μία άκρη στην άλλη. Δομικά, η γραμμή μετάδοσης αποτελείται από έναν ηγεμόνα που διατηρεί συνεχή τομέα διατομής κατά τη διάρκεια του μήκους του. Ταυτόχρονα, το αέριο λειτουργεί ως απομονωτικό ή διελεκτρικό μέσο μεταξύ των ηγεμόνων, παίζοντας θεμελιώδη ρόλο στην πρόληψη της ηλεκτρικής διαρροής και την εγγύηση της ασφαλούς και αποτελεσματικής μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας.
Για λόγους ασφάλειας, διατηρείται σημαντική απόσταση μεταξύ της γραμμής μετάδοσης και του εδάφους. Χρησιμοποιούνται ηλεκτρικές πύργοι για τη στήριξη των ηγεμόνων της γραμμής μετάδοσης. Αυτοί οι πύργοι κατασκευάζονται από χάλυβα για να παρέχουν στους ηγεμόνες μεγάλη αντοχή και σταθερότητα, εξασφαλίζοντας αξιόπιστη μεταφορά ενέργειας. Στη μεταφορά υψηλής τάσης ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις, συχνά χρησιμοποιείται η υψηλή τάση άμεσης ροής (HVDC) στις γραμμές μετάδοσης, λόγω των μοναδικών πλεονεκτημάτων της στη μείωση των απωλειών ενέργειας και τη βελτίωση της απόδοσης μεταφοράς.
Παράμετροι Γραμμής Μετάδοσης
Η απόδοση μιας γραμμής μετάδοσης εξαρτάται από τις ιδίες της παραμέτρους. Μια γραμμή μετάδοσης έχει κυρίως τέσσερεις βασικές παραμέτρους: αντίσταση, αυξανόμενη, ικανότητα και παράλληλη διεγέρσιμη. Αυτές οι παράμετροι είναι ομοιόμορφα κατανεμημένες κατά τη διάρκεια του μήκους της γραμμής, γι' αυτό λέγονται επίσης κατανεμημένες παράμετροι της γραμμής μετάδοσης. Κάθε μία από αυτές τις παράμετρους παίζει κρίσιμο ρόλο στον καθορισμό της μεταφοράς ηλεκτρικών σημάτων και ενέργειας, επηρεάζοντας πτυχές όπως οι απώλειες ενέργειας, η μείωση τάσης και η ακεραιότητα του σήματος.
Η αυξανόμενη και η αντίσταση συνδυάζονται για να σχηματίσουν τη σειριακή αντίσταση, ενώ η ικανότητα και η διεγέρσιμη μαζί συνθέτουν την παράλληλη διάδοση. Κάτω, ορισμένες από τις κρίσιμες παράμετρους μιας γραμμής μετάδοσης εξηγούνται λεπτομερώς:
Αυξανόμενη Γραμμής
Όταν το ρεύμα ρέει μέσω μιας γραμμής μετάδοσης, παράγει μαγνητικό ροή. Καθώς το ρεύμα μέσα στη γραμμή μετάδοσης μεταβάλλεται, η μαγνητική ροή αλλάζει αντίστοιχα. Αυτή η μεταβολή της μαγνητικής ροής οδηγεί στην παραγωγή ενός ηλεκτροκινητικού δυναμικού (emf) στον κύκλωμα. Η μέγεθος του παραγόμενου emf είναι ανάλογη με τον ρυθμό μεταβολής της μαγνητικής ροής. Το emf που παράγεται στη γραμμή μετάδοσης αντιτίθεται στη ροή του ρεύματος μέσω του ηγεμόνα, και αυτή η ιδιότητα είναι γνωστή ως αυξανόμενη γραμμής.
Ικανότητα Γραμμής
Στις γραμμές μετάδοσης, το αέριο λειτουργεί ως διελεκτρικό μέσο. Αυτό το διελεκτρικό μέσο σχηματίζει αποτελεσματικά έναν καταναλωτή μεταξύ των ηγεμόνων, ο οποίος έχει τη δυνατότητα να αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια και έτσι αυξάνει την ικανότητα της γραμμής. Η ικανότητα ενός ηγεμόνα ορίζεται ως το πηλίκο της φορτίας που παρίσταται σε σχέση με τη διαφορά δυναμικού που υπάρχει μεταξύ των ηγεμόνων.
Σε μικρές γραμμές μετάδοσης, ο επίδραση της ικανότητας μπορεί συχνά να θεωρηθεί αμελητέα. Ωστόσο, στη μεταφορά μεγάλων αποστάσεων, γίνεται μία από τις πιο κρίσιμες παράμετρους. Επηρεάζει σημαντικά διάφορες πτυχές του ηλεκτρικού συστήματος, συμπεριλαμβανομένης της απόδοσης, της ρύθμισης τάσης, του παράγοντα δύναμης και της συνολικής σταθερότητας.
Παράλληλη Διεγέρσιμη
Το αέριο λειτουργεί ως διελεκτρικό μέσο μεταξύ των ηγεμόνων σε μια γραμμή μετάδοσης. Όταν εφαρμόζεται εναλλασσόμενη τάση στους ηγεμόνες, λόγω των ανωμαλιών στο διελεκτρικό, ένα συγκεκριμένο ποσό ρεύματος ρέει μέσω του διελεκτρικού μέσου. Αυτό το ρεύμα είναι γνωστό ως ρεύμα διαρροής. Το μέγεθος του ρεύματος διαρροής επηρεάζεται από ατμοσφαιρικές συνθήκες και περιβαλλοντικούς παράγοντες όπως υγρασία και επιφανειακές καταλοίπων. Η παράλληλη διεγέρσιμη ορίζεται ως η ροή αυτού του ρεύματος διαρροής μεταξύ των ηγεμόνων. Είναι ομοιόμορφα κατανεμημένη κατά τη διάρκεια του μήκους της γραμμής, αντιπροσωπεύεται από το σύμβολο "Y" και μετρείται σε Siemens.
Απόδοση Γραμμών Μετάδοσης
Η έννοια της απόδοσης της γραμμής μετάδοσης περιλαμβάνει τον υπολογισμό διάφορων παραμέτρων, συμπεριλαμβανομένων της τάσης στο σημείο αποστολής, του ρεύματος στο σημείο αποστολής, του παράγοντα δύναμης στο σημείο αποστολής, των απωλειών ενέργειας μέσα στις γραμμές, της απόδοσης μεταφοράς, της ρύθμισης τάσης, καθώς και των ορίων ροής ενέργειας κατά τη διάρκεια κατάστασης σταθερού κατάστηματος και μεταβατικών συνθηκών. Αυτοί οι υπολογισμοί απόδοσης παίζουν κρίσιμο ρόλο στον προγραμματισμό ηλεκτρικών συστημάτων. Από αυτές, ορισμένες βασικές παράμετροι εξηγούνται λεπτομερώς κάτω:
Ρύθμιση Τάσης
Η ρύθμιση τάσης ορίζεται ως η διαφορά στη μέγεθος της τάσης μεταξύ του σημείου αποστολής και του σημείου λήψης μιας γραμμής μετάδοσης.
Σημαντικά Σημεία
Η διάδοση είναι μια σημαντική ηλεκτρική παράμετρος που μετρά την ικανότητα ενός ηλεκτρικού κυκλώματος, ή πιο συγκεκριμένα, την απόδοση μιας γραμμής μετάδοσης, να επιτρέπει την ανεμπόδιστη ροή εναλλασσόμενου ρεύματος (AC). Το SI μονάδα είναι το Siemens, και συνήθως συμβολίζεται με το σύμβολο "Y". Στην ουσία, ένα υψηλότερο πλήθος διάδοσης δείχνει ότι το κύκλωμα ή η γραμμή μετάδοσης παρέχει λιγότερη αντίσταση στη ροή AC, επιτρέποντας το ρεύμα να περνά πιο ελεύθερα.
Αντίθετα, η αντίσταση είναι η αντίστροφη της διάδοσης. Μετρά τη συνολική αντίσταση που παρουσιάζει μια γραμμή μετάδοσης στη ροή AC. Όταν το AC διασχίζει μια γραμμή μετάδοσης, η αντίσταση λαμβάνει υπόψη τη συνδυασμένη επίδραση της αντίστασης, της αυξανόμενης αντίδρασης και της καταναλωτικής αντίδρασης, οι οποίες μαζί δημιουργούν εμπόδια στη ροή του ρεύματος. Η αντίσταση μετρείται σε Ωhm και συμβολίζεται με το σύμβολο "Z". Ένα υψηλότερο πλήθος αντίστασης υποδηλώνει μεγαλύτερη δυσκολία για το AC να ρέει μέσω της γραμμής, αποτελείται σε μειωμένα επίπεδα ρεύματος και πιθανές απώλειες ενέργειας.
