Beban Impedansi Lonjakan atau SIL

Beban Impedansi Gelombang adalah parameter yang sangat penting dalam studi sistem tenaga listrik karena digunakan untuk memprediksi kapasitas beban maksimum dari jalur transmisi.
Namun sebelum memahami SIL, kita perlu terlebih dahulu memahami apa itu Impedansi Gelombang (Zs). Ini dapat didefinisikan dengan dua cara, satu cara yang lebih sederhana dan yang lainnya lebih ketat.
Metode 1
Sudah diketahui bahwa jalur transmisi panjang (> 250 km) memiliki induktansi dan kapasitansi sebagai properti inherennya. Ketika jalur diisi, komponen kapasitansi memberikan daya reaktif ke jalur, sementara komponen induktansi menyerap daya reaktif. Jika kita mengambil keseimbangan dari kedua daya reaktif tersebut, kita sampai pada persamaan berikut

VAR Kapasitif = VAR Induktif

Di mana,
V = Tegangan fase
I = Arus Jalur
Xc = Reaktansi kapasitif per fase
XL = Reaktansi induktif per fase
Setelah disederhanakan

Di mana,
f = Frekuensi sistem
L = Induktansi per satuan panjang jalur
l = Panjang jalur
Maka kita mendapatkan,

Kuantitas ini yang memiliki dimensi hambatan adalah Impedansi Gelombang. Ini dapat dipandang sebagai beban resistif murni yang ketika dihubungkan di ujung penerima jalur, daya reaktif yang dihasilkan oleh reaktansi kapasitif akan sepenuhnya diserap oleh reaktansi induktif jalur.
Ini tidak lain adalah Impedansi Karakteristik (Zc) dari jalur tanpa kerugian.

Metode 2
Dari solusi ketat dari jalur transmisi panjang kita mendapatkan persamaan berikut untuk tegangan dan arus di titik manapun pada jalur pada jarak x dari ujung penerima

Di mana,
Vx dan Ix = Tegangan dan Arus di titik x
VR dan IR = Tegangan dan Arus di ujung penerima
Zc = Impedansi Karakteristik
δ = Konstanta Penyebaran

Z = Impedansi seri per satuan panjang per fase
Y = Admitansi shunt per satuan panjang per fase
Dengan memasukkan nilai δ ke dalam persamaan tegangan di atas, kita mendapatkan

Di mana,

Kita melihat bahwa tegangan instan terdiri dari dua suku, masing-masing merupakan fungsi dari waktu dan jarak. Dengan demikian, mereka mewakili dua gelombang yang bergerak. Yang pertama adalah bagian eksponensial positif yang mewakili gelombang yang bergerak menuju ujung penerima dan oleh karena itu disebut gelombang insiden. Sementara bagian lain dengan eksponensial negatif mewakili gelombang yang dipantulkan. Di setiap titik sepanjang jalur, tegangan adalah jumlah dari kedua gelombang tersebut. Hal yang sama juga berlaku untuk gelombang arus.
Sekarang, jika misalnya impedansi beban (ZL) dipilih sedemikian rupa sehingga ZL = Zc, dan kita tahu

Dengan demikian

dan oleh karena itu gelombang yang dipantulkan hilang. Jalur seperti ini disebut jalur tak hingga. Bagi sumber, tampaknya jalur tersebut tidak memiliki ujung karena tidak menerima gelombang yang dipantulkan.
Oleh karena itu, impedansi semacam itu yang menjadikan jalur sebagai jalur tak hingga dikenal sebagai impedansi gelombang. Nilainya sekitar 400 ohm dan sudut fase bervariasi dari 0 hingga -15 derajat untuk jalur udara, dan sekitar 40 ohm untuk kabel bawah tanah.

Istilah impedansi gelombang digunakan dalam hubungan dengan gelombang pada jalur transmisi yang mungkin disebabkan oleh petir atau pengoperasian, di mana kerugian jalur dapat diabaikan sehingga

Sekarang setelah kita memahami Impedansi Gelombang, kita dapat dengan mudah mendefinisikan Beban Impedansi Gelombang.
SIL didefinisikan sebagai daya yang disampaikan oleh jalur ke beban resistif murni yang nilainya sama dengan impedansi gelombang dari jalur tersebut. Maka kita dapat menulis

Satuan SIL adalah Watt atau MW.
Ketika jalur diakhiri oleh impedansi gelombang, tegangan ujung penerima sama dengan tegangan ujung pengirim, dan kasus ini disebut profil tegangan datar. Gambar berikut menunjukkan profil tegangan untuk berbagai kasus beban.

Perlu dicatat bahwa impedansi gelombang dan oleh karena itu SIL independen dari panjang jalur. Nilai impedansi gelombang akan sama di semua titik pada jalur dan oleh karena itu tegangannya.
Pada kasus Jalur yang Dikompensasi, nilai impedansi gelombang akan dimodifikasi sesuai dengan

Di mana, Kse = % kompensasi kapasitif seri oleh Cse

KCsh = % kompensasi kapasitif shunt oleh Csh

Klsh = % kompensasi induktif shunt oleh Lsh

Persamaan untuk SIL sekarang akan menggunakan Zs yang telah dimodifikasi.

Pernyataan: Hormati asli, artikel yang baik layak dibagikan, jika terdapat pelanggaran silakan hubungi untuk menghapus.