Túlterhelési impedanciás terhelés vagy SIL

A Távlövöldi Impedancia Terhelése egy nagyon fontos paraméter a villamos energiaszolgáltatás tanulmányozásában, mivel a átviteli vezetékek maximális terhelési kapacitásának előrejelzésére használják.
Azonban mielőtt megértenénk a TIL-t, először ismernünk kell, mi a Távlövöldi Impedancia (Zs). Két módon definiálható, az egyik egyszerűbb, a másik pedig szigorúbb.
Módszer 1
Jól ismert, hogy a hosszú távú átvitel (> 250 km) során a vezetéknek osztott indukciója és kapacitása van. Amikor a vezeték töltött, a kapacitáns komponens reaktív erőt ad a vezetékhez, míg az induktív komponens elnyeli a reaktív erőt. Ha most kiegyenlíti a két reaktív erőt, a következő egyenletet kapjuk:

Kapacitív VÁR = Induktív VÁR

Ahol,
V = Fázis feszültség
I = Vezetéki áram
Xc = Kapacitív reaktancia fázisonként
XL = Induktív reaktancia fázisonként
Egyszerűsítve:

Ahol,
f = A rendszer frekvenciája
L = A vezeték inductanciája egység hosszra
l = A vezeték hossza
Tehát:

Ez a mennyiség, amelynek dimenziói ellenállásnak felelnek meg, a Távlövöldi Impedancia. Ez olyan tiszta ellenállás, amelyet, ha a vezeték végére csatlakoztatunk, a kapacitív reaktancia által generált reaktív erő teljesen fel fog kerülni az induktív reaktancia által.
Nem más, mint a veszteség nélküli vezeték jellemző impedanciája (Zc).

Módszer 2
A hosszú távú átvitel szigorú megoldásából a következő egyenletet kapjuk a feszültség és áram értékeire a vezeték bármely pontján, a végponttól x távolságra:

Ahol,
Vx és Ix = Feszültség és áram az x pontban
VR és IR = Feszültség és áram a végponton
Zc = Jellemző impedancia
δ = Terjedési konstans

Z = Sorozatos impedancia egység hosszra fázisonként
Y = Párhuzamos admittancia egység hosszra fázisonként
A δ érték behelyettesítése a feszültség egyenletébe:

Ahol,

Megfigyelhetjük, hogy az instant feszültség két tagból áll, mindkettő idő- és távolságfüggő. Így két utazó hullámot képviselnek. Az első a pozitív exponenciális rész, amely a végpont felé haladó hullámot jelenti, ezért besugáró hullám. A negatív exponenciális rész pedig a visszaverődő hullámot jelenti. A vezeték bármely pontján a feszültség a két hullám összege. Ugyanez igaz az áram hullámaira is.
Ha a terhelési impedancia (ZL) úgy van kiválasztva, hogy ZL = Zc, és tudjuk, hogy

Tehát:

és így a visszaverődő hullám eltűnik. Ilyen vezetéket végtelen vezetéknak nevezünk. A forrás számára úgy tűnik, hogy a vezetéknek nincs vége, mert nem kap visszaverődő hullámot.
Így, ilyen impedancia, amely a vezetéket végtelen vezetékké teszi, a távlövöldi impedanciának nevezik. Értéke körülbelül 400 ohm, és a fázis szöge 0-tól –15 fokig változik felfestett vezetékek esetén, alattjáró kábelek esetén pedig körülbelül 40 ohm.

A távlövöldi impedancia kifejezést azonban a átviteli vezetéken fellépő impulzusokkal, például villámcsapás vagy kapcsolási hatásokkal kapcsolatban használják, ahol a vezetékes veszteségeket elhanyagolhatónak tekintik, így:

Most, hogy megértettük a Távlövöldi Impedanciát, könnyen meghatározhatjuk a Távlövöldi Impedancia Terhelését.
A TIL definíciója azzal a teljesítménnyel egyenlő, amelyet a vezeték egy tiszta ellenállásra ad, amely értéke megegyezik a vezeték távlövöldi impedanciájával. Tehát így írhatjuk:

A TIL mértékegysége W vagy MW.
Ha a vezeték a távlövöldi impedanciával záródik, a végponti feszültség megegyezik a kezdőponti feszültséggel, ezt a helyzetet lapos feszültségprofilnak nevezik. A következő ábra különböző terhelési esetek feszültségprofilját mutatja.

Fontos megjegyezni, hogy a távlövöldi impedancia, és így a TIL, független a vezeték hosszától. A távlövöldi impedancia értéke ugyanaz lesz a vezeték minden pontján, és így a feszültség is.
A kompenzált vezeték esetén a távlövöldi impedancia értéke a következőképpen módosul:

Ahol, Kse = % Cse sorozatos kapacitív kompenzáció

KCsh = % Csh párhuzamos kapacitív kompenzáció

Klsh = % Lsh párhuzamos induktív kompenzáció

A TIL egyenlete most a módosított Zs-t használja.

Nyilatkozat: Tiszteletben tartsa az eredeti, jó cikkeket, amiket