Càrrega d'impedància de sobresalt

La càrrega d'impedància de sobtada és un paràmetre molt important en l'estudi dels sistemes elèctrics, ja que s'utilitza per preveure la capacitat màxima de càrrega de les línies d'interconnexió. No obstant això, abans de comprendre SIL, primer necessitem tenir una idea de què és la Impedància de Sobtada (Zs). Es pot definir de dues maneres, una més simple i l'altra més rigorosa.
Mètode 1
És ben conegut que les línies d'interconnexió llargues (> 250 km) tenen inductància i capacitància distribuïdes com a propietat inherent. Quan la línia està carregada, el component capacitif alimenta potència reactiva a la línia, mentre que el component inductiu absorbeix la potència reactiva. Ara, si agafem l'equilibri entre les dues potències reactives, arribem a la següent equació

VAR Capacitiu = VAR Inductiu

On,
V = Tensió de fase
I = Corrent de línia
Xc = Reactància capacitiva per fase
XL = Reactància inductiva per fase
Després de simplificar

On,
f = Frequència del sistema
L = Inductància per unitat de longitud de la línia
l = Longitud de la línia
Així obtenim,

Aquesta quantitat, amb dimensions de resistència, és l'Impedància de Sobtada. Es pot considerar com una càrrega purament resistiva que, quan es connecta al final receptor de la línia, la potència reactiva generada per la reactància capacitiva serà completament absorbida per la reactància inductiva de la línia.
No és res més que l'Impedància Característica (Zc) d'una línia sense pèrdues.

Mètode 2
A partir de la solució rigorosa d'una línia d'interconnexió llarga, obtenim la següent equació per a la tensió i la corrent a qualsevol punt de la línia a una distància x del final receptor

On,
Vx i Ix = Tensió i corrent al punt x
VR i IR = Tensió i corrent al final receptor
Zc = Impedància Característica
δ = Constant de propagació

Z = Impedància en sèrie per unitat de longitud per fase
Y = Admitància en derivació per unitat de longitud per fase
Substituint el valor de δ en l'equació anterior de tensió obtenim

On,

Observem que la tensió instantània consta de dos termes, cadascun dels quals és una funció del temps i de la distància. Així, representen dues ones de propagació. La primera és la part exponencial positiva que representa una ona que viatja cap al final receptor i, per tant, es diu ona incident. Mentre que la altra part amb exponencial negativa representa l'ona reflectida. En qualsevol punt de la línia, la tensió és la suma de les dues ones. El mateix és cert per a les ones de corrent.
Ara, si suposem que la impedància de càrrega (ZL) s'escull de manera que ZL = Zc, i sabem

Per tant

i, per tant, l'ona reflectida desapareix. Aquesta línia es denomina línia infinita. Sembla a la font que la línia no té fi perquè no rep cap ona reflectida.
Així, aquesta impedància que converteix la línia en una línia infinita s'anomena impedància de sobtada. Té un valor d'uns 400 ohms i un angle de fase que varia de 0 a -15 graus per a les línies aèries i uns 40 ohms per a els cabells soterrats.

El terme impedància de sobtada, però, s'utilitza en connexió amb les sobtades a la línia d'interconnexió, que poden ser degudes a raigs o commutacions, on es poden negligir les pèrdues de la línia, de manera que

Ara que hem entès l'Impedància de Sobtada, podem definir fàcilment la Càrrega d'Impedància de Sobtada.
SIL es defineix com la potència entregada per una línia a una càrrega purament resistiva igual al valor de l'impedància de sobtada d'aquella línia. Per tant, podem escriure

La unitat de SIL és Watts o MW.
Quan la línia està terminada per l'impedància de sobtada, la tensió al final receptor és igual a la tensió al final emissor, i aquest cas es coneix com a perfil de tensió plana. La figura següent mostra el perfil de tensió per diferents casos de càrrega.

Cal notar també que l'impedància de sobtada i, per tant, la SIL, són independents de la longitud de la línia. El valor de l'impedància de sobtada serà el mateix en tots els punts de la línia i, per tant, la tensió.
En el cas d'una Línia Compensada, el valor de l'impedància de sobtada es modificarà de manera adequada com

On, Kse = % de compensació capacitiva en sèrie per Cse

KCsh = % de compensació capacitiva en derivació per Csh

Klsh = % de compensació inductiva en derivació per Lsh

L'equació per a SIL ara utilitzarà la Zs modificada.

Declaració: Respecta l'original, els bons articles meriteixen ser compartits, si hi ha infracció contacta per eliminar.