Surge Impedance Loading ay isang napakalaking parametro sa pag-aaral ng mga sistema ng enerhiya dahil ginagamit ito sa paghula ng pinakamataas na kapasidad ng pag-load ng transmission lines.
Ngunit bago maintindihan ang SIL, kailangan muna nating may ideya kung ano ang Surge Impedance (Zs). Ito ay maaaring ilarawan sa dalawang paraan, isa nito ay mas simpleng paraan at ang iba ay mas mahigpit na paraan.
Paraan 1
Ito ay isang malayang katotohanan na ang mahabang transmission lines (> 250 km) ay may distributibong inductance at capacitance bilang bahagi ng kanyang natural na katangian. Kapag nag-charge ang linya, ang bahaging capacitance ay nagbibigay ng reactive power sa linya habang ang bahaging inductance ay sumasipsip ng reactive power. Ngayon, kung kukunin natin ang balanse ng dalawang reactive powers, darating tayo sa sumusunod na ekwasyon
Capacitive VAR = Inductive VAR
Kung saan,
V = Phase voltage
I = Line Current
Xc = Capacitive reactance per phase
XL = Inductive reactance per phase
Matapos ma-simplify
Kung saan,
f = Frequency of the system
L = Inductance per unit length of the line
l = Length of the line
Kaya nakuha natin,
Ang quantity na ito na may dimensyon ng resistance ay ang Surge Impedance. Ito ay maaaring ituring bilang isang purely resistive load na kapag ikonekta sa receiving end ng linya, ang reactive power na gawa ng capacitive reactance ay ganap na sasipsipin ng inductive reactance ng linya.
Wala itong iba kundi ang Characteristic Impedance (Zc) ng isang walang loss na linya.
Paraan 2
Mula sa mahigpit na solusyon ng isang mahabang transmission line, nakuha natin ang sumusunod na ekwasyon para sa voltage at current sa anumang punto sa linya sa layo ng x mula sa receiving end
Kung saan,
Vx and Ix = Voltage and Current at point x
VR and IR = Voltage and Current at receiving end
Zc = Characteristic Impedance
δ = Propagation Constant
Z = Series impedance per unit length per phase
Y = Shunt admittance per unit length per phase
Matapos ilagay ang value ng δ sa itaas na ekwasyon ng voltage, nakuha natin
Kung saan,
Naririnig natin na ang instantaneous voltage ay binubuo ng dalawang termino kung saan ang bawat isa ay isang function ng oras at layo. Kaya naman, ito ay kumakatawan sa dalawang travelling waves. Ang unang bahagi ay ang positive exponential part na kumakatawan sa isang wave na tumatakas patungo sa receiving end at kaya ito ay tinatawag na incident wave. Habang ang ibang bahagi na may negative exponential ay kumakatawan sa reflected wave. Sa anumang punto sa linya, ang voltage ay ang suma ng parehong waves. Ang parehong totoong ito rin para sa current waves.
Ngayon, kung suposin na ang load impedance (ZL) ay pinili na ZL = Zc, at alam natin
Kaya
at kaya nawawala ang reflected wave. Ang ganyang linya ay tinatawag na infinite line. Tila walang dulo ang linya sa paningin ng source dahil hindi ito natatanggap ng reflected wave.
Kaya, ang ganyang impedance na nagreresulta sa infinite line ay kilala bilang surge impedance. Mayroon itong halaga ng humigit-kumulang 400 ohms at phase angle na nagbabago mula 0 hanggang –15 degree para sa overhead lines at humigit-kumulang 40 ohms para sa underground cables.
Ang term na surge impedance ay ginagamit sa koneksyon ng mga surges sa transmission line na maaaring dahil sa lightning o switching, kung saan maaaring i-neglect ang mga line losses tulad ng
Ngayong naintindihan natin ang Surge Impedance, madali nating maaaring ilarawan ang Surge Impedance Loading.
SIL ay ilarawan bilang ang lakas na ipinadala ng linya sa isang purely resistive load na magkatugma sa halaga ng surge impedance ng linya. Kaya naman, maaari nating isulat
Ang yunit ng SIL ay Watt o MW.
Kapag natapos ng linya sa surge impedance, ang receiving end voltage ay magiging kapareho ng sending end voltage at ang kasong ito ay tinatawag na flat voltage profile. Ang sumusunod na larawan ay nagpapakita ng voltage profile para sa iba't ibang loading cases.
Dapat ding tandaan na ang surge impedance at kaya naman ang SIL ay independiyente sa haba ng linya. Ang halaga ng surge impedance ay magiging parehas sa lahat ng puntos sa linya at kaya naman ang voltage.
Sa kaso ng isang Compensated Line, ang halaga ng surge impedance ay aayusin nang angkop bilang
Kung saan, Kse = % of series capacitive compensation by Cse
KCsh = % of Shunt capacitive compensation by Csh
Klsh = % of shunt inductive compensation by Lsh
Ang ekwasyon para sa SIL ngayon ay gagamit ng modified Zs.
Pahayag: Respetuhin ang original, mahalagang mga artikulo na nagpapakita ng pagbabahagi, kung may labag sa karapatang panipi pakiusap mag-delete.
