Beban Impedans Gelombang adalah parameter yang sangat penting dalam kajian sistem kuasa kerana ia digunakan untuk meramalkan kapasiti beban maksimum laluan transmisi.
Namun sebelum memahami SIL, kita perlu terlebih dahulu memahami apa itu Impedans Gelombang (Zs). Ia boleh didefinisikan dengan dua cara, satu cara yang lebih mudah dan satu lagi yang lebih teliti.
Kaedah 1
Ia merupakan fakta yang diketahui bahawa laluan transmisi panjang (> 250 km) mempunyai induktansi dan kapasitansi sebagai sifat asasnya. Apabila laluan dibebankan, komponen kapasitansi memberi daya reaktif kepada laluan manakala komponen induktansi menyerap daya reaktif. Jika kita mengambil keseimbangan antara kedua-dua daya reaktif ini, kita tiba pada persamaan berikut
VAR Kapasitif = VAR Induktif
Di mana,
V = Voltan fasa
I = Arus laluan
Xc = Reaktansi kapasitif per fasa
XL = Reaktansi induktif per fasa
Setelah disederhanakan
Di mana,
f = Frekuensi sistem
L = Induktansi per unit panjang laluan
l = Panjang laluan
Maka kita dapat,
Kuantiti ini yang mempunyai dimensi rintangan adalah Impedans Gelombang. Ia boleh dianggap sebagai beban rintangan murni yang apabila disambungkan pada hujung penerima laluan, daya reaktif yang dihasilkan oleh reaktansi kapasitif akan sepenuhnya diserap oleh reaktansi induktif laluan.
Ia tidak lain daripada Rintangan Karakteristik (Zc) laluan tanpa kehilangan.
Kaedah 2
Dari penyelesaian yang teliti laluan transmisi panjang, kita mendapatkan persamaan berikut untuk voltan dan arus pada mana-mana titik laluan pada jarak x dari hujung penerima
Di mana,
Vx dan Ix = Voltan dan Arus pada titik x
VR dan IR = Voltan dan Arus pada hujung penerima
Zc = Rintangan Karakteristik
δ = Pemalar Penyebaran
Z = Rintangan siri per unit panjang per fasa
Y = Admitansi shunt per unit panjang per fasa
Menempatkan nilai δ dalam persamaan voltan di atas, kita dapat
Di mana,
Kita dapati bahawa voltan semasa terdiri daripada dua istilah setiap satunya adalah fungsi masa dan jarak. Oleh itu, mereka mewakili dua gelombang yang bergerak. Yang pertama adalah bahagian eksponensial positif yang mewakili gelombang yang bergerak ke arah hujung penerima dan dipanggil gelombang insiden. Manakala bahagian dengan eksponensial negatif mewakili gelombang pantulan. Pada mana-mana titik sepanjang laluan, voltan adalah jumlah kedua-dua gelombang tersebut. Hal yang sama juga berlaku untuk gelombang arus.
Sekarang, jika misalnya rintangan beban (ZL) dipilih sedemikian rupa sehingga ZL = Zc, dan kita tahu
Oleh itu
dan oleh itu gelombang pantulan hilang. Laluan seperti ini dipanggil laluan tak terbatas. Ia kelihatan kepada sumber seperti laluan tanpa hujung kerana ia tidak menerima gelombang pantulan.
Oleh itu, rintangan seperti ini yang menjadikan laluan sebagai laluan tak terbatas dikenali sebagai impedans gelombang. Ia mempunyai nilai sekitar 400 ohm dan sudut fasa yang bervariasi dari 0 hingga –15 darjah untuk laluan udara dan sekitar 40 ohm untuk kabel bawah tanah.
Istilah impedans gelombang biasanya digunakan dalam hubungan dengan gelombang pada laluan transmisi yang mungkin disebabkan oleh petir atau pemutusan, di mana kehilangan laluan boleh diabaikan sehingga
Sekarang setelah kita memahami Impedans Gelombang, kita boleh dengan mudah mendefinisikan Beban Impedans Gelombang.
SIL ditakrifkan sebagai kuasa yang dihantar oleh laluan kepada beban rintangan murni yang sama nilainya dengan impedans gelombang laluan tersebut. Oleh itu, kita boleh menulis
Unit SIL adalah Watt atau MW.
Apabila laluan dihujungkan oleh impedans gelombang, voltan hujung penerima adalah sama dengan voltan hujung penghantaran dan kes ini dipanggil profil voltan rata. Gambar berikut menunjukkan profil voltan untuk pelbagai kes beban.
Perlu juga dicatat bahawa impedans gelombang dan oleh itu SIL tidak bergantung pada panjang laluan. Nilai impedans gelombang akan sama pada semua titik laluan dan oleh itu voltan.
Dalam kes laluan yang dikompensasi, nilai impedans gelombang akan diubahsuai dengan sesuai seperti
Di mana, Kse = % kompensasi kapasitif siri oleh Cse
KCsh = % kompensasi kapasitif shunt oleh Csh
Klsh = % kompensasi induktif shunt oleh Lsh
Persamaan untuk SIL kini akan menggunakan Zs yang telah diubahsuai.
Pernyataan: Hormati asal, artikel yang baik patut dikongsi, jika terdapat pelanggaran silakan hubungi untuk dipadam.
