Tải trở kháng hoặc SIL

Sự tải cản trở xung là một tham số rất quan trọng khi nghiên cứu hệ thống điện vì nó được sử dụng để dự đoán công suất tải tối đa của đường dây truyền tải.
Tuy nhiên, trước khi hiểu SIL, chúng ta cần phải có ý tưởng về cản trở xung (Zs). Nó có thể được định nghĩa theo hai cách, một cách đơn giản và cách khác nghiêm ngặt hơn.
Phương pháp 1
Một sự thật được biết đến rộng rãi là đường dây truyền tải dài (> 250 km) có cảm ứng phân bố và dung lượng như thuộc tính cố hữu. Khi đường dây được sạc, thành phần dung lượng cung cấp công suất phản kháng cho đường dây trong khi thành phần cảm ứng hấp thụ công suất phản kháng. Bây giờ, nếu chúng ta cân bằng hai công suất phản kháng, chúng ta sẽ có phương trình sau

Công suất phản kháng dung lượng = Công suất phản kháng cảm ứng

Trong đó,
V = Điện áp pha
I = Dòng điện
Xc = cản trở phản kháng dung lượng mỗi pha
XL = Cản trở phản kháng cảm ứng mỗi pha
Khi đơn giản hóa

Trong đó,
f = Tần số của hệ thống
L = Cảm ứng trên mỗi đơn vị chiều dài của đường dây
l = Chiều dài của đường dây
Vì vậy, chúng ta có,

Đơn vị này có kích thước của kháng là cản trở xung. Nó có thể được coi là một tải thuần kháng mà khi kết nối ở đầu nhận của đường dây, công suất phản kháng do cản trở dung lượng sẽ được hoàn toàn hấp thụ bởi cản trở phản kháng cảm ứng của đường dây.
Nó không gì khác hơn là cản trở đặc trưng (Zc) của một đường dây không mất mát.

Phương pháp 2
Từ giải pháp nghiêm ngặt của một đường dây truyền tải dài, chúng ta có phương trình sau cho điện áp và dòng điện tại bất kỳ điểm nào trên đường dây ở khoảng cách x từ đầu nhận

Trong đó,
Vx và Ix = Điện áp và Dòng điện tại điểm x
VR và IR = Điện áp và Dòng điện tại đầu nhận
Zc = Cản trở đặc trưng
δ = Hằng số lan truyền

Z = Kháng nối tiếp trên mỗi đơn vị chiều dài mỗi pha
Y = Đạo hàm song song trên mỗi đơn vị chiều dài mỗi pha
Khi đặt giá trị δ vào phương trình điện áp trên, chúng ta có

Trong đó,

Chúng ta thấy rằng điện áp tức thời bao gồm hai phần, mỗi phần là một hàm của thời gian và khoảng cách. Do đó, chúng đại diện cho hai sóng di chuyển. Phần đầu tiên là phần mũ dương đại diện cho một sóng di chuyển về phía đầu nhận và do đó được gọi là sóng tới. Trong khi phần còn lại với mũ âm đại diện cho sóng phản xạ. Tại bất kỳ điểm nào dọc theo đường dây, điện áp là tổng của cả hai sóng. Điều tương tự cũng đúng cho các sóng dòng điện.
Bây giờ, giả sử cản trở tải (ZL) được chọn sao cho ZL = Zc, và chúng ta biết

Do đó

và do đó sóng phản xạ biến mất. Đường dây như vậy được gọi là đường dây vô hạn. Nó xuất hiện đối với nguồn như đường dây không có cuối vì nó không nhận được sóng phản xạ.
Vì vậy, cản trở như vậy khiến đường dây trở thành đường dây vô hạn được gọi là cản trở xung. Nó có giá trị khoảng 400 ohm và góc pha thay đổi từ 0 đến -15 độ cho đường dây trên không và khoảng 40 ohm cho cáp dưới đất.

Thuật ngữ cản trở xung được sử dụng liên quan đến xung trên đường dây truyền tải có thể do sét đánh hoặc chuyển mạch, nơi tổn thất đường dây có thể bị bỏ qua sao cho

Bây giờ, khi chúng ta đã hiểu về cản trở xung, chúng ta có thể dễ dàng định nghĩa sự tải cản trở xung.
SIL được định nghĩa là công suất được đường dây cung cấp cho một tải thuần kháng có giá trị bằng cản trở xung của đường dây đó. Vì vậy, chúng ta có thể viết

Đơn vị của SIL là Watt hoặc MW.
Khi đường dây được kết thúc bằng cản trở xung, điện áp đầu nhận bằng điện áp đầu gửi và trường hợp này được gọi là hồ sơ điện áp phẳng. Hình sau đây cho thấy hồ sơ điện áp cho các trường hợp tải khác nhau.

Cũng nên lưu ý rằng cản trở xung và do đó SIL độc lập với chiều dài của đường dây. Giá trị cản trở xung sẽ giống nhau tại tất cả các điểm trên đường dây và do đó điện áp.
Trong trường hợp của một Đường dây được Bù, giá trị cản trở xung sẽ được điều chỉnh phù hợp như sau

Trong đó, Kse = % bù dung lượng nối tiếp bởi Cse

KCsh = % bù dung lượng song song bởi Csh

Klsh = % bù cảm ứng song song bởi Lsh

Phương trình cho SIL bây giờ sẽ sử dụng Zs đã được điều chỉnh.

Tuyên bố: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.