შემოწინდის იმპედანსი არის ძალიან განსაზღვრული პარამეტრი ელექტროენერგიის სისტემების შესწავლისას, რადგან ის გამოიყენება ტრანსფორტირების ხაზების მაქსიმალური ტვირთის ერთეულის პროგნოზირებისთვის.
თუმცა, შემოწინდის იმპედანსის (SIL) გაგებამდე, ჩვენ უნდა გავიგოთ, რა არის შემოწინდის იმპედანსი (Zs). ეს შეიძლება განვიხილოთ ორი გზით, ერთი უფრო მარტივი და მეორე უფრო სრულყოფილი.
მეთოდი 1
ცხადია, რომ გრძელი ტრანსფორტირების ხაზები (> 250 კმ) აქვთ დაშორებული ინდუქცია და კაპაციტანსი როგორც იმის დარწმუნებული თვისება. როდესაც ხაზი დატვირთულია, კაპაციტანსის კომპონენტი უწყვეტად ხარჯავს რეაქტიულ ძალას ხაზზე, ხოლო ინდუქციის კომპონენტი ასიმილირებს რეაქტიულ ძალას. თუ ჩვენ შევიტაცოთ ამ ორი რეაქტიული ძალის ბალანსი, მივიღებთ შემდეგ განტოლებას
კაპაციტიური VAR = ინდუქციური VAR
სადაც,
V = ფაზის ვოლტაჟი
I = ხაზის დენი
Xc = კაპაციტიური რეაქტანსი ფაზის მიხედვით
XL = ინდუქციური რეაქტანსი ფაზის მიხედვით
განვასაზღვროთ
სადაც,
f = სისტემის სიხშირე
L = ინდუქცია ხაზის ერთეულის სიგრძეზე
l = ხაზის სიგრძე
ამიტომ ვიღებთ,
ეს რაოდენობა, რომელიც აქვს რეზისტორის ზომებს, არის შემოწინდის იმპედანსი. ეს შეიძლება ჩათვალოთ როგორც სრულიად რეზისტიული ტვირთი, რომელიც დაკავშირებულია ხაზის მიღების ბოლოზე, რომელიც კაპაციტიური რეაქტანსის მიერ წარმოებული რეაქტიული ძალა სრულიად ისასმელია ხაზის ინდუქციური რეაქტანსის მიერ.
ეს არის არასაკმარისი ხაზის ქარაქტერისტიკული იმპედანსი (Zc).
მეთოდი 2
გრძელი ტრანსფორტირების ხაზის რიგითი გადაწყვეტილებიდან მივიღებთ შემდეგ განტოლებას ვოლტაჟისა და დენის შესახებ ხაზის ნებისმიერ წერტილზე, რომელიც მდებარეობს x დისტანციით მიღების ბოლოდან
სადაც,
Vx და Ix = ვოლტაჟი და დენი წერტილზე x
VR და IR = ვოლტაჟი და დენი მიღების ბოლოზე
Zc = ქარაქტერისტიკული იმპედანსი
δ = გავრცელების მუდმივა
Z = სერიული იმპედანსი ხაზის ერთეულის სიგრძეზე ფაზის მიხედვით
Y = პარალელური ადმიტანსი ხაზის ერთეულის სიგრძეზე ფაზის მიხედვით
δ-ის მნიშვნელობის ჩასმით ვოლტაჟის განტოლებაში ვიღებთ
სადაც,
ჩვენ ვიღებთ, რომ მიმდინარე ვოლტაჟი შედგება ორი ტერმინიდან, თითოეული რომელიც არის დროსა და დისტანციის ფუნქცია. ასე რომ, ისინი წარმოადგენენ ორ მოძრავ ტალღას. პირველი არის დადებითი ექსპონენციალური ნაწილი, რომელიც წარმოადგენს ტალღას, რომელიც მიდის მიღების ბოლოს და ამიტომ ეწოდება შემოსული ტალღა. ხოლო უარყოფითი ექსპონენციალური ნაწილი წარმოადგენს უკან უკან მიდის ტალღას. ხაზის ნებისმიერ წერტილზე ვოლტაჟი არის ორი ტალღის ჯამი. იგივე სამართლია დენის ტალღებისთვის ასევე.
თუ ვუშვებთ, რომ ტვირთის იმპედანსი (ZL) არის არჩეული ისე, რომ ZL = Zc, და ჩვენ ვიცით
ასე რომ
და შესაბამისად უკან უკან მიდის ტალღა ისევ არ არის. ასეთი ხაზი წარმოადგენს უსასრულო ხაზს. ის ჩანს როგორც ისეთი ხაზი, რომელიც არ აქვს ბოლო, რადგან ის არ მიღებს უკან უკან მიდის ტალღას.
ასეთი იმპედანსი, რომელიც ხაზს არსებულს უსასრულო ხაზად აქცევს, ცნობილია როგორც შემოწინდის იმპედანსი. ის აქვს მნიშვნელობა დაახლოებით 400 ჰარს და ფაზური კუთხე 0-დან -15 გრადუსამდე ჰაერის ხაზებისთვის და დაახლოებით 40 ჰარს ქვედა კაბელებისთვის.
შემოწინდის იმპედანსი გამოიყენება შემოწინდის შესახებ ტრანსფორტირების ხაზზე, რომელიც შეიძლება იყოს გამოწვეული შინაური ელექტროს ან ჩართვის გამო, სადაც ხაზის დაკარგვები შეიძლება გამოვიდეს გარეშე ისე, რომ
რადგან ჩვენ გავიგეთ შემოწინდის იმპედანსი, ჩვენ ადვილად შეგვიძლია განვიხილოთ შემოწინდის იმპედანსის ტვირთი.
SIL განიხილება როგორც ხაზის მიერ წარდგენილი ძალა სრულიად რეზისტიულ ტვირთზე, რომელიც არის ტოლი ხაზის შემოწინდის იმპედანსის მნიშვნელობის. ასე რომ, ჩვენ შეგვიძლია ჩავწეროთ
SIL-ის ერთეულია ვატი ან მეგავატი.
როდესაც ხაზი დაკავშირებულია შემოწინდის იმპედანსით, მიღების ბოლოს ვოლტაჟი ტოლია გადაცემის ბოლოს ვოლტაჟის და ეს შემთხვევა ეწოდება სიბრტყის ვოლტაჟის პროფილი. შემდეგი სურათი აჩვენებს სხვადასხვა ტვირთის შემთხვევების ვოლტაჟის პროფილს.
უნდა შეიძლოს ასევე შენიშვნა, რომ შემოწინდის იმპედანსი და შესაბამისად SIL არ არის დამოკიდებული ხაზის სიგრძეზე. შემოწინდის იმპედანსის მნიშვნელობა იქნება იგივე ხაზის ყველა წერტილზე და შესაბამისად ვოლტაჟიც.
კომპენსირებული ხაზის შემთხვევაში, შემოწინდის იმპედანსის მნიშვნელობა შესაბამისად შეიცვლება შემდეგი განტო
