تحميل المقاومة الاندفاعية هو معلمة أساسية جدًا عند دراسة أنظمة الطاقة حيث يتم استخدامه في التنبؤ بقدرة التحميل القصوى لخطوط نقل الكهرباء.
ومع ذلك، قبل فهم SIL، يجب علينا أولاً أن نعرف ما هو المقاومة الاندفاعية (Zs). يمكن تعريفها بطريقتين، واحدة بسيطة والأخرى أكثر دقة.
الطريقة الأولى
من المعروف أن الخطوط طويلة (> 250 كم) تحتوي على الحث وال السعة كخصائص طبيعية لها. عندما يتم شحن الخط، تتغذى المكون السعوي بالطاقة الرеاکتیویة للخط بينما يمتص المكون الحثي الطاقة الرеаکتیویة. الآن إذا أخذنا توازن القوتين الرеاکتیویتین، نصل إلى المعادلة التالية
VAR السعوية = VAR الحثية
حيث،
V = الجهد الفاز
I = تيار الخط
Xc = المقاومة السعوية لكل فاز
XL = المقاومة الحثية لكل فاز
بعد التبسيط
حيث،
f = تردد النظام
L = الحث لكل وحدة طول من الخط
l = طول الخط
وبالتالي نحصل على،
هذه الكمية ذات أبعاد المقاومة هي المقاومة الاندفاعية. يمكن اعتبارها حمل مقاوم خالص، والذي عندما يتم ربطه في نهاية الاستقبال للخط، سيتم امتصاص الطاقة الرеаکتیویة المتولدة بواسطة المقاومة السعوية تمامًا بواسطة المقاومة الحثية للخط.
لا شيء سوى المقاومة المميزة (Zc) للخط الخالي من الخسائر.
الطريقة الثانية
من الحل الدقيق لخط نقل طويل نحصل على المعادلة التالية لل الجهد وال التيار في أي نقطة على الخط على مسافة x من نهاية الاستقبال
حيث،
Vx و Ix = الجهد والتيار في النقطة x
VR و IR = الجهد والتيار في نهاية الاستقبال
Zc = المقاومة المميزة
δ = الثابت الانتشار
Z = المقاومة السلسلية لكل وحدة طول لكل فاز
Y = الموافقة الجانبية لكل وحدة طول لكل فاز
بوضع قيمة δ في معادلة الجهد أعلاه نحصل على
حيث،
نلاحظ أن الجهد اللحظي يتكون من مصطلحين، كل منهما دالة زمنية ومسافة. وبالتالي يمثلان موجتين متنقلتين. الأولى هي الجزء الأسي الإيجابي الذي يمثل موجة تتحرك نحو نهاية الاستقبال ويسمى بالتالي الموجة الوافدة. بينما الجزء الآخر ذو الأس السالب يمثل الموجة المنعكسة. في أي نقطة على طول الخط، يكون الجهد مجموع الموجتين. الشيء نفسه صحيح بالنسبة لموجات التيار أيضًا.
الآن، إذا تم اختيار المقاومة الحمل (ZL) بحيث ZL = Zc، ونحن نعلم
وبالتالي
وهكذا تختفي الموجة المنعكسة. يُطلق على هذا الخط اسم الخط اللامتناهي. يبدو للمرسل أن الخط ليس له نهاية لأنه لا يتلقى أي موجة منعكسة.
وبالتالي، فإن هذه المقاومة التي تجعل الخط خطًا لامتناهيًا تُعرف بالمقاومة الاندفاعية. لها قيمة حوالي 400 أوم ولها زاوية طور تتراوح بين 0 و -15 درجة للخطوط الهوائية وأكثر من 40 أوم للأسلاك تحت الأرض.
يتم استخدام المصطلح "المقاومة الاندفاعية" في سياق الاندفاعات على خط النقل والتي قد تكون بسبب البرق أو التحويل، حيث يمكن تجاهل خسائر الخط بحيث
الآن بعد أن فهمنا المقاومة الاندفاعية، يمكننا بسهولة تعريف تحميل المقاومة الاندفاعية.
SIL يُعرف بأنه الطاقة التي يتم توصيلها بواسطة الخط إلى حمل مقاوم خالص يساوي قيمة المقاومة الاندفاعية لذلك الخط. وبذلك يمكننا كتابة
وحدة SIL هي واط أو ميغاوات.
عندما يتم إنهاء الخط بواسطة المقاومة الاندفاعية، يكون الجهد في نهاية الاستقبال مساوياً للجهد في نهاية الإرسال وهذا الحالة تسمى ملفوف الجهد المستو.
الشكل التالي يوضح ملفوف الجهد لحالات التحميل المختلفة.
يجب أيضًا ملاحظة أن المقاومة الاندفاعية وبالتالي SIL مستقلة عن طول الخط. ستكون قيمة المقاومة الاندفاعية هي نفسها في جميع النقاط على الخط وبالتالي الجهد.
في حالة الخط المصحح، سيتم تعديل قيمة المقاومة الاندفاعية وفقًا لذلك كما يلي
حيث، Kse = % التعويض السعوي المتسلسل بواسطة Cse
KCsh = % التعويض السعوي الجانبي بواسطة Csh
Klsh = % التعويض الحثي الجانبي بواسطة Lsh
ستستخدم معادلة SIL الآن Zs المعدل.
بيان: احترم الأصل، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى التواصل لإزالة المحتوى.
