พารามิเตอร์ของสายส่งไฟฟ้า (ทฤษฎีและตัวอย่าง)

พารามิเตอร์ ABCD คืออะไร?

พารามิเตอร์ ABCD (หรือเรียกว่า พารามิเตอร์สายส่ง) เป็นค่าคงที่วงจรทั่วไปที่ใช้ในการจำลอง สายส่งไฟฟ้า อย่างเฉพาะเจาะจง พารามิเตอร์ ABCD ถูกใช้ใน วงจรสองพอร์ต ซึ่งเป็นการแทนที่ของสายส่งไฟฟ้า วงจรของวงจรสองพอร์ตนี้แสดงดังนี้:

ส่วนใหญ่ของการศึกษาทางวิศวกรรมระบบไฟฟ้ามุ่งเน้นไปที่ การส่งกำลังไฟฟ้า จากที่หนึ่ง (เช่น สถานีผลิตไฟฟ้า) ไปยังอีกที่หนึ่ง (เช่น สถานีแปลงไฟฟ้า หรือบ้านเรือน) ด้วยประสิทธิภาพสูงสุด

ดังนั้นจึงสำคัญสำหรับวิศวกรระบบไฟฟ้าที่จะต้องเข้าใจอย่างละเอียดเกี่ยวกับการจำลองทางคณิตศาสตร์ของการส่งกำลังไฟฟ้า พารามิเตอร์ ABCD และแบบจำลองสองพอร์ตถูกใช้เพื่อทำให้การคำนวณที่ซับซ้อนเหล่านี้ง่ายขึ้น

เพื่อรักษาความแม่นยำของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์นี้ สายส่งไฟฟ้าถูกแบ่งออกเป็นสามประเภท: สายส่งไฟฟ้าระยะสั้น, สายส่งไฟฟ้าระยะกลาง, และ สายส่งไฟฟ้าระยะยาว.

สูตรสำหรับพารามิเตอร์ ABCD จะเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับความยาวของสายส่งไฟฟ้า ซึ่งจำเป็นเพราะปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าบางอย่าง เช่น การปล่อยประจุโคโรนา และ ผลกระทบเฟอร์รันติ จะเกิดขึ้นเมื่อทำงานกับสายส่งไฟฟ้าระยะยาวเท่านั้น

พารามิเตอร์ ABCD ของวงจรสองพอร์ต

ตามชื่อที่ระบุไว้ เครือข่ายสองพอร์ตประกอบด้วยพอร์ตป้อน PQ และพอร์ตออก RS ในเครือข่ายใดๆ ที่มี 4 จุดสิ้นสุด (เช่น เครือข่ายเชิงเส้น ไม่มีการกระทำทางพลังงาน สองทาง) แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่ป้อนเข้าสามารถแสดงในรูปของแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่ออกได้ แต่ละพอร์ตมี 2 จุดสิ้นสุดเพื่อเชื่อมต่อกับวงจรภายนอก ดังนั้นมันเป็นเครือข่ายสองพอร์ตหรือวงจร 4 จุดสิ้นสุด ซึ่งมี:

ให้กับพอร์ตป้อน PQ.
ให้กับพอร์ตออก RS.

พารามิเตอร์ ABCD ของสายส่งให้ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและกระแสที่ส่วนส่งและส่วนรับ โดยถือว่าองค์ประกอบของวงจรเป็นเชิงเส้น

ดังนั้นความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลที่ส่วนส่งและส่วนรับจะกำหนดโดยสมการด้านล่างโดยใช้พารามิเตอร์ ABCD

ในการหาพารามิเตอร์ ABCD ของสายส่ง เราจะกำหนดเงื่อนไขวงจรที่ต้องการในกรณีต่างๆ

พารามิเตอร์ ABCD เมื่อส่วนรับเปิดวงจร

ส่วนรับเปิดวงจรหมายความว่ากระแสที่ส่วนรับ IR = 0.
เมื่อนำเงื่อนไขนี้ไปใช้กับสมการ (1) เราจะได้

ดังนั้นเมื่อนำเงื่อนไขวงจรเปิดมาใช้กับพารามิเตอร์ ABCD เราจะได้พารามิเตอร์ A เป็นอัตราส่วนของแรงดันที่ส่วนส่งกับแรงดันที่ส่วนรับเมื่อเปิดวงจร เนื่องจาก A มีขนาดเป็นอัตราส่วนของแรงดันต่อแรงดัน ดังนั้น A เป็นพารามิเตอร์ที่ไม่มีหน่วย

การใช้เงื่อนไขวงจรเปิดเดียวกันคือ IR = 0 สำหรับสมการ (2)

ดังนั้นเมื่อใช้เงื่อนไขวงจรเปิดกับพารามิเตอร์ ABCD ของสายส่ง เราจะได้พารามิเตอร์ C เป็นอัตราส่วนของกระแสที่ส่งออกต่อแรงดันที่รับเข้าในสภาพวงจรเปิด เนื่องจาก C มีมิติเป็นอัตราส่วนของกระแสต่อแรงดัน หน่วยของมันคือ เมห์โอห์ม

ดังนั้น C คือ ความนำไฟฟ้า ในสภาพวงจรเปิด และกำหนดโดย
C = IS ⁄ VR เมห์โอห์ม

พารามิเตอร์ ABCD เมื่อปลายรับถูกป้อนวงจรลัดวงจร

ปลายรับถูกป้อนวงจรลัดวงจรหมายความว่าแรงดันที่รับเข้า VR = 0
เมื่อนำเงื่อนไขนี้ไปใช้กับสมการ (1) เราจะได้
ดังนั้นเมื่อนำเงื่อนไขวงจรลัดวงจรไปใช้กับพารามิเตอร์ ABCD เราจะได้พารามิเตอร์ B เป็นอัตราส่วนของแรงดันที่ส่งออกต่อกระแสที่รับเข้าในสภาพวงจรลัดวงจร เนื่องจาก B มีมิติเป็นอัตราส่วนของแรงดันต่อกระแส หน่วยของมันคือ โอห์ม ดังนั้น B คือ ความต้านทาน และกำหนดโดย
B = VS ⁄ IR โอห์ม
เมื่อนำเงื่อนไขวงจรลัดวงจรเดียวกันคือ VR = 0 ไปใช้กับสมการ (2) เราจะได้
ดังนั้นเมื่อนำเงื่อนไขวงจรลัดวงจรไปใช้กับพารามิเตอร์ ABCD เราจะได้พารามิเตอร์ D เป็นอัตราส่วนของกระแสที่ส่งออกต่อกระแสที่รับเข้าในสภาพวงจรลัดวงจร เนื่องจาก D มีมิติเป็นอัตราส่วนของกระแสต่อกระแส จึงเป็นพารามิเตอร์ไร้มิติ

∴ พารามิเตอร์ ABCD ของสายส่ง สามารถสรุปได้ดังนี้:

คำชี้แจง: ให้ความเคารพต่อต้นฉบับ บทความที่ดีควรได้รับการแบ่งปัน หากมีการละเมิดลิขสิทธิ์โปรดติดต่อเพื่อลบ