Överföringslinjer

En förbindelseled har den viktiga funktionen att överföra elektrisk energi från generatorer till olika distributionsenheter. Den överför effektivt spännings- och strömvingar från ena änden till den andra. Strukturellt består en förbindelseled av en ledare som bibehåller en konstant tvärsnittsarea längs hela sin längd. Luft fungerar som isolerande eller dielektrisk medium mellan ledarna, vilket spelar en viktig roll för att förhindra elektrisk läckage och säkerställa säker och effektiv överföring av elektricitet.

Av säkerhetsskäl bibehålls en betydande avstånd mellan förbindelseleden och marken. Elektriska torn används för att stödja ledarna i förbindelseleden. Dessa torn är byggda av stål för att ge ledarna hög styrka och stabilitет, vilket säkerställer pålitlig elöverföring. Vid överföring av högspänningsover långa avstånd används ofta högspänningsdirektström (HSDS) i förbindelseleder på grund av dess unika fördelar med att minimera energiförluster och förbättra överföringsverkningsgraden.

Parametrar för förbindelseled

Prestandan hos en förbindelseled beror på dess inbyggda parametrar. En förbindelseled har huvudsakligen fyra viktiga parametrar: motstånd, induktans, kapacitans och sidledningsledningsförmåga. Dessa parametrar är jämnt fördelade längs hela linjens längd, vilket är anledningen till att de också kallas för de fördelade parametrarna för förbindelseleden. Var och en av dessa parametrar spelar en avgörande roll för hur elektriska signaler och energi överförs, vilket påverkar aspekter som energiförlust, spänningsfall och signalintegritet.

Induktansen och motståndet kombineras för att bilda serieimpedansen, medan kapacitansen och ledningsförmågan tillsammans utgör sidledningsadmittansen. Nedan förklaras några av de kritiska parametrarna för en förbindelseled i detalj:

Ledningsinduktans

När ström flödar genom en förbindelseled induceras en magnetisk flödestrength. När strömmen inuti förbindelseleden varierar ändras även den magnetiska flödestrengthen därefter. Denna variation i magnetisk flödestrength leder till induktion av en elektromotorisk kraft (emf) i kretsen. Storleken på den inducerade emf är direkt proportionell mot hastigheten för förändringen av den magnetiska flödestrengthen. Den genererade emf i förbindelseleden motarbetar strömförsilningen genom ledaren, och denna egenskap kallas ledningsinduktans.

Ledningskapacitans

I förbindelseleder fungerar luft som dielektrisk medium. Detta dielektriska medium bildar effektivt en kondensator mellan ledarna, vilket ger möjlighet att lagra elektrisk energi och därmed ökar ledningens kapacitans. Kapacitansen hos en ledare definieras som förhållandet mellan den närvarande laddningen och det potentiella skillnaden över den.

I korta förbindelseleder kan effekten av kapacitans ofta betraktas som försumbar. Men vid långdistansöverföring blir det en av de mest kritiska parametrarna. Den påverkar signifikant olika aspekter av det elektriska systemet, inklusive dess effektivitet, spänningsreglering, effektfaktor och total stabilitet.

Sidledningsledningsförmåga

Luft fungerar som dielektrisk medium mellan ledarna i en förbindelseled. När ett växelströmsspänning appliceras till ledarna, på grund av brister i dielektrikum, flödar en viss mängd ström genom det dielektriska mediumet. Denna ström kallas läckageström. Storleken på läckageströmmen påverkas av atmosfäriska förhållanden och miljöfaktorer som fuktighet och ytsediment. Sidledningsledningsförmåga definieras som flödet av denna läckageström mellan ledarna. Den är jämnt fördelad längs hela ledens längd, representerad av symbolen "Y", och mäts i Siemens.

Förbindelseledens prestanda

Konceptet förbindelseledprestanda innefattar beräkningen av olika parametrar, inklusive sändarslutets spänning, sändarslutets ström, sändarslutets effektfaktor, energiförluster i ledarna, överföringsverkningsgrad, spänningsreglering samt gränserna för effektförsilning under både stillastående och övergångsförhållanden. Dessa prestandaberäkningar spelar en viktig roll i planeringen av elektriska system. Bland dessa diskuteras några nyckelparametrar nedan:

Spänningsreglering

Spänningsreglering definieras som skillnaden i storleken på spänningen mellan sändarslutet och mottagarslutet av en förbindelseled.

Viktiga punkter

Admittans är en viktig elektrisk parameter som kvantifierar förmågan hos en elektrisk krets, eller mer specifikt, effektiviteten hos en förbindelseled, att underlätta obegränsat flöde av växelström (VS). Dess SI-enhet är Siemens, och den betecknas vanligtvis med symbolen "Y". I grunden indikerar ett högre admittansvärde att kretsen eller förbindelseleden erbjuder mindre motstånd mot VS-flödet, vilket möjliggör friare strömpassage.

Omvänt är impedans det reciproka av admittans. Den mäter det totala motstånd som en förbindelseled presenterar mot flödet av VS. När VS passerar en förbindelseled tar impedans hänsyn till den kombinerade effekten av motstånd, induktiv reaktans och kapacitiv reaktans, vilka tillsammans skapar ett hinder för strömförsilningen. Impedans mäts i ohm och representeras av symbolen "Z". Ett högre impedansvärde innebär större svårigheter för VS att passera genom ledningen, vilket resulterar i minskade strömnivåer och potentiella energiförluster.