Натпреварна импедансна натовареност или SIL

Импеданс на сургеви е многу важен параметар во студиите на системите за пренос на енергија, бидејќи се користи за предвидување на максималната капацитет на преносни линии.
Меѓутоа, пред да разбереме SIL, прво треба да имаме идеја што значи Импеданс на сургеви (Zs). Ова може да се дефинира на два начини, еден поедноставен и друг малку строжен.
Метод 1
Едно добро познато чињеница е дека долги преносни линии (> 250 км) имаат распределена индуктивност и капацитивност како внатрешна својство. Кога линијата е напета, компонентот на капацитивността ја федира реактивната моќ на линијата, додека компонентот на индуктивността го апсорбира реактивната моќ. Ако сега земеме баланс на двете реактивни моќи, доаѓаме до следнава равенка

Капацитивен ВАР = Индуктивен ВАР

Каде,
V = Фазна напона
I = Линиски ток
Xc = Капацитивна реактивност по фаза
XL = Индуктивна реактивност по фаза
После упроштување

Каде,
f = Фреквенција на системот
L = Индуктивност по единична должина на линијата
l = Должина на линијата
Значи добиваме,

Ова количество со димензии на отпор е Импеданс на сургеви. Тоа може да се смета за чисто отпорна оптерење која, кога е поврзана на прифатната страна на линијата, реактивната моќ генерирана од капацитивната реактивност ќе биде потполно апсорбирани од индуктивната реактивност на линијата.
Тоа е ништо друго освен карактеристичниот импеданс (Zc) на безизгубна линија.

Метод 2
Од строжен решенија на долга преносна линија добиваме следнава равенка за напон и ток на било која точка на линијата на растојание x од прифатната страна

Каде,
Vx и Ix = Напон и Ток на точка x
VR и IR = Напон и Ток на прифатната страна
Zc = Карактеристичен импеданс
δ = Константа на проширување

Z = Сериски импеданс по единична должина по фаза
Y = Шунт адмитанс по единична должина по фаза
Со замена на вредноста на δ во горната равенка за напон добиваме

Каде,

Приметуваме дека моменталниот напон се состои од две термини, секоја од кои е функција на времето и растојанието. Така тие претставуваат две путувачки валови. Правиот е експоненцијален дел што претставува вал кој се движи кон прифатната страна и затоа се нарекува инцидентен вал. Додека другиот дел со негативен експоненцијален претставува рефлектиран вал. На било која точка по линијата, напонот е збир на двете валови. Исто така, тоа важи и за валовите на токот.
Сега, ако предпоставиме дека оптерењето на импеданс (ZL) е избрано така што ZL = Zc, и знаеме

Значи

и затоа рефлектираната вала изчезнува. Таква линија се нарекува бесконечна линија. Изгледа дека за изворот линијата нема крај бидејќи не прима рефлектирана вала.
Значи, таков импеданс кој прави линијата бесконечна се нарекува импеданс на сургеви. Има вредност околу 400 ом и фазен агол кој варира од 0 до –15 степени за надземни линии и околу 40 ом за подземни кабели.

Терминот импеданс на сургеви обаче се користи во врска со сургеви на преносната линија кои можат да произлезат од молнии или превклучувања, каде што губитоци на линијата можат да се занемарат така што

Сега кога разберевме Импеданс на сургеви, лесно можеме да дефинираме Импеданс на сургеви.
SIL е дефиниран како моќта доставена од линијата на чисто отпорна оптерење со иста вредност како импеданс на сургеви на таа линија. Значи можеме да напишеме

Единицата на SIL е Ват или МВ.
Кога линијата е завршена со импеданс на сургеви, напонот на прифатната страна е еднаков на напонот на испорачната страна, и овој случај се нарекува рамномерен профил на напон. Следната фигура покажува профил на напон за различни случаи на оптерење.

Треба да се забележи дека импеданс на сургеви и следствено SIL е независно од должината на линијата. Вредноста на импеданс на сургеви ќе биде иста на сите точки на линијата и следователно и напонот.
Во случај на компенсирана линија, вредноста на импеданс на сургеви ќе биде модифицирана според следнава формула

Каде, Kse = % на сериеска капацитивна компензација со Cse

KCsh = % на шунт капацитивна компензација со Csh

Klsh = % на шунт индуктивна компензација со Lsh

Равенката за SIL сега ќе користи модифицираната Z