Наводнително импедансно зареждане или SIL

Импулсното импедансно зареждане е много важен параметър при изучаването на електроенергийни системи, тъй като се използва за прогнозиране на максималната капацитетна способност на преносни линии.
Но преди да разберем SIL, първо трябва да имаме представа какво е импулсно импеданс (Zs). Това може да бъде дефинирано по два начина - един по-прост и друг малко по-строг.
Метод 1
Едно добре известно нещо е, че дълги преносни линии (> 250 км) имат разпределени индуктивности и капацитивности като вродено свойство. Когато линията е заредена, компонентът с капацитивност подава реактивна мощност към линията, докато индуктивният компонент абсорбира реактивната мощност. Ако вземем баланса между двете реактивни мощности, стигаме до следното уравнение

Капацитивна ВАР = Индуктивна ВАР

Където,
V = Фазно напрежение
I = Линейен ток
Xc = Капацитивна реактивност на фаза
XL = Индуктивна реактивност на фаза
След опростяване

Където,
f = Честота на системата
L = Индуктивност на единица дължина на линията
l = Дължина на линията
Следователно получаваме,

Тази величина, която има размерност на съпротивление, е импулсното импеданс. Може да бъде разглеждана като чисто резистивна нагрузка, която, когато е свързана на приемната страна на линията, реактивната мощност, генерирана от капацитивната реактивност, ще бъде напълно абсорбирана от индуктивната реактивност на линията.
Това нищо друго не е, освен характеристичното импеданс (Zc) на безизгубна линия.

Метод 2
От строгото решение на дълга преносна линия получаваме следното уравнение за напрежение и ток във всяка точка на линията на разстояние x от приемната страна

Където,
Vx и Ix = Напрежение и ток в точка x
VR и IR = Напрежение и ток на приемната страна
Zc = Характеристично импеданс
δ = Константа на разпространение

Z = Серия импеданс на единица дължина на фаза
Y = Шунтираща проводимост на единица дължина на фаза
При заместване на стойността на δ в горното уравнение за напрежението получаваме

Където,

Забелязваме, че моментното напрежение се състои от две части, всяка от които е функция на времето и разстоянието. Следователно те представляват две пътуващи вълни. Първата е положителната експоненциална част, представляваща вълна, пътуваща към приемната страна, и затова се нарича входяща вълна. Другата част с отрицателна експонента представлява рефлектираната вълна. Във всяка точка във веригата, напрежението е сумата от двете вълни. Същото е вярно и за вълните на тока.
Сега, ако допуснем, че импедансът на нагрузката (ZL) е избран така, че ZL = Zc, и знаем

Следователно

и следователно рефлектираната вълна изчезва. Такава линия се нарича безкраен линия. Изглежда за източника, че линията няма край, тъй като не получава рефлектирана вълна.
Следователно, такъв импеданс, който прави линията безкрайна, се нарича импулсно импеданс. Той има стойност около 400 ома и фазов ъгъл, вариращ от 0 до –15 градуса за надземни линии и около 40 ома за подземни кабели.

Терминът импулсно импеданс обаче се използва във връзка с импулси в преносната линия, които могат да бъдат причинени от мълния или комутиране, където загубите в линията могат да бъдат пренебрегнати, така че

Сега, след като разбрахме импулсното импеданс, можем лесно да дефинираме импулсно импедансно зареждане.
SIL се дефинира като мощността, подадена от линията към чисто резистивна нагрузка, равна по стойност на импулсното импеданс на тази линия. Следователно можем да запишем

Единицата за SIL е ват или MW.
Когато линията е завършена с импулсно импеданс, напрежението на приемната страна е равно на напрежението на изпращащата страна и този случай се нарича плосък профил на напрежението. Следната фигура показва профила на напрежението за различни случаи на зареждане.

Трябва също да се отбележи, че импулсното импеданс и следователно SIL не зависят от дължината на линията. Стойността на импулсното импеданс ще бъде една и съща във всички точки на линията и следователно и напрежението.
В случая на компенсирана линия, стойността на импулсното импеданс ще бъде модифицирана съответно, както следва

Където, Kse = % серийна капацитивна компенсация от Cse

KCsh = % шунтираща капацитивна компенсация от Csh

Klsh = % шунтираща индуктивна компенсация от Lsh

Уравнението за SIL сега ще изпол