Impulsa impedancijas ielāde ir ļoti svarīgs parametrs, runājot par elektrosistēmu pētījumiem, jo tā tiek izmantota maksimālās ielādes spējas prognozēšanai pārnesuma līnijām.
Taču, lai saprastu SIL, mums vispirms jāsaprot, kas ir impulsa impedancija (Zs). To var definēt divos veidos, viens vienkāršāks un otrs daudz stingrāks.
Metode 1
Ir zināms fakts, ka ilgas pārnesuma līnijas (> 250 km) pie sevis ietver sadalītu induktanci un kapacitanci. Kad līnija tiek uzlādēta, kapacitancijas komponents nodrošina reaktivu jaudu līnijai, savukārt induktancijas komponents to absorbuje. Ja mēs ņemam vērā abu reaktīvo jaudu līdzsvaru, tad nonākam pie šādas vienādojuma:
Kapacitīva VARS = Induktīva VARS
Kur,
V = Fāzes spriegums
I = Līnijas strāva
Xc = Kapacitīva reaktivitāte katrā fāzē
XL = Induktīva reaktivitāte katrā fāzē
Pārveidojot vienkāršāk
Kur,
f = Sistēmas frekvence
L = Induktancija vienības garumā līnijā
l = Līnijas garums
Tātad mēs iegūstam,
Šis lielums, kuram ir rezistances dimensijas, ir impulsa impedancija. To var uzskatīt par tikai rezistīvu slodzi, ko, pieslēdzot līnijas saņemšanas beigās, kapacitancijas reaktivitātes radītā reaktivā jauda pilnībā tiek absorbuja līnijas induktivitātes reaktivitātē.
Tas nav neko cits kā bezzaudējumu līnijas raksturīgā impedancija (Zc).
Metode 2
No ilgas pārnesuma līnijas stingra risinājuma mēs iegūstam šādu vienādojumu spriegumam un strāvai līnijas jebkurā punktā attālumā x no saņemšanas beigām
Kur,
Vx un Ix = Spriegums un strāva punktā x
VR un IR = Spriegums un strāva saņemšanas beigās
Zc = Raksturīgā impedancija
δ = Izplatīšanās konstante
Z = Serijas impedancija vienības garumā katrā fāzē
Y = Paralēlais admittancija vienības garumā katrā fāzē
Ievietojot δ vērtību augstāk minētajā sprieguma vienādojumā, mēs iegūstam
Kur,
Mēs novērojam, ka momentānais spriegums sastāv no diviem saskaitāmajiem, kuri abi ir atkarīgi no laika un attāluma. Tātad tie pārstāv divus ceļojamos viļņus. Pirmā daļa ar pozitīvo eksponentu pārstāv viļņu, kas ceļo pretī saņemšanas beigām, un tādēļ tiek saukts par ieplūstošo viļņu. Otrā daļa ar negatīvo eksponentu pārstāv atstaroto viļņu. Jebkurā punktā pa līniju spriegums ir abu viļņu summa. Tas patiesība arī strāvai.
Tagad, ja pieņemam, ka slodzes impedancija (ZL) ir izvēlēta tā, ka ZL = Zc, un mēs zinām
Tātad
un tādējādi atstarots viļnis pazūd. Tāda līnija tiek saukta par bezgalīgu līniju. Tai šķiet, ka līnijai nav beigu, jo tai nav atstaroto viļņu.
Tātad tāda impedancija, kas padara līniju bezgalīgu, tiek saukta par impulsa impedanciju. Tās vērtība ir aptuveni 400 omi un fāzes leņķis mainās no 0 līdz –15 grādiem gaisā izvietotām līnijām un aptuveni 40 omi apakšzemē izvietotajām kabēlēm.
Termins impulsa impedancija tiek izmantots saistībā ar impulsiem pārnesuma līnijā, kas var būt dēļ vaikulis vai pārslēguma, kad līnijas zaudējumus var ignorēt, tāpat:
Tagad, kad mēs esam sapratuši, kas ir impulsa impedancija, mēs viegli varēsim definēt impulsa impedancijas ielādi.
SIL definē kā jaudu, ko līnija nodrošina tikai rezistīvai slodzei, kuras vērtība ir vienāda ar tās impulsa impedanciju. Tātad mēs varam rakstīt
SIL mērvienība ir Watts vai MW.
Kad līnija beidzas ar impulsa impedanciju, saņemšanas beigu spriegums ir vienāds ar nosūtīšanas beigu spriegumu, un šāds gadījums tiek saukts par plaknu sprieguma profilu. Nākamā figūra parāda sprieguma profilu dažādos ielādes gadījumos.
Jāatzīmē arī, ka impulsa impedancija un tādējādi SIL neatkarīga no līnijas garuma. Impulsa impedancijas vērtība būs vienāda visos līnijas punktos un tādējādi arī spriegums.
Kompensētas līnijas gadījumā impulsa impedancijas vērtība tiks atbilstoši labota:
Kur, Kse = % serijas kapacitīvā kompensācija ar Cse
KCsh = % paralēlās kapacitīvās kompensācijas ar Csh
Klsh = % paralēlās induktīvās kompensācijas ar Lsh
Viendabīgā SIL vienādojumā tagad tiks izmantota modificētā Zs.
Paziņojums: Cienīt oriģinālu, labas publicācijas ir vērtas dalīties, jāsazinās, ja ir autortiesību pārkāpumi.
