Tham số ABCD của đường dây truyền tải (Lý thuyết & Ví dụ)

Tham số ABCD là gì?

Tham số ABCD (còn được gọi là tham số chuỗi hoặc đường dây truyền) là các hằng số mạch tổng quát được sử dụng để giúp mô hình hóa đường dây truyền. Cụ thể hơn, tham số ABCD được sử dụng trong mô hình mạng hai cổng của một đường dây truyền. Mạch của mạng hai cổng như vậy được hiển thị dưới đây:

Một phần lớn của kỹ thuật hệ thống điện liên quan đến việc truyền tải điện năng từ một nơi (ví dụ: trạm phát điện) đến một nơi khác (ví dụ: trạm biến áp hoặc nhà ở) với hiệu suất tối đa.

Vì vậy, rất quan trọng đối với kỹ sư hệ thống điện phải nắm vững mô hình toán học về cách truyền tải điện năng này. Tham số ABCD và mô hình hai cổng được sử dụng để đơn giản hóa các phép tính phức tạp này.

Để duy trì độ chính xác của mô hình toán học này, đường dây truyền được phân loại thành ba loại: đường dây ngắn, đường dây trung bình, và đường dây dài.

Công thức cho các tham số ABCD sẽ thay đổi tùy theo chiều dài của đường dây truyền. Điều này là cần thiết vì một số hiện tượng điện - chẳng hạn như sự phóng điện corona và hiệu ứng Ferranti - chỉ xuất hiện khi xử lý với đường dây dài.

Tham số ABCD của mạng hai cổng

Như tên gọi đã gợi ý, mạng hai cổng bao gồm cổng đầu vào PQ và cổng đầu ra RS. Trong bất kỳ mạng 4 đầu cuối nào (tức là mạng tuyến tính, thụ động, song phương), điện áp đầu vào và dòng điện đầu vào có thể được biểu diễn thông qua điện áp đầu ra và dòng điện đầu ra. Mỗi cổng có 2 đầu để kết nối với mạch bên ngoài. Do đó, nó cơ bản là một mạch hai cổng hoặc mạch 4 đầu cuối, bao gồm:

Đưa vào cổng đầu vào PQ.
Đưa vào cổng đầu ra RS.

Bây giờ các tham số ABCD của đường dây truyền tải cung cấp liên kết giữa điện áp và dòng điện ở đầu nguồn và đầu nhận, coi các phần tử mạch là tuyến tính theo bản chất.

Do đó, mối quan hệ giữa các thông số đầu gửi và đầu nhận được đưa ra bằng cách sử dụng các tham số ABCD qua các phương trình dưới đây.

Bây giờ, để xác định các tham số ABCD của đường dây truyền tải, hãy đặt các điều kiện mạch cần thiết trong các trường hợp khác nhau.

Tham số ABCD Khi Đầu Nhận Mở Rộng

Đầu nhận mở rộng nghĩa là dòng điện đầu nhận IR = 0.
Áp dụng điều kiện này cho phương trình (1) ta được,

Do đó, khi áp dụng điều kiện mạch mở cho các tham số ABCD, chúng ta nhận được tham số A là tỷ lệ giữa điện áp đầu gửi và điện áp đầu nhận khi mạch mở. Vì kích thước của A là tỷ lệ giữa điện áp và điện áp, A là một tham số không có đơn vị.

Áp dụng điều kiện mạch hở tương tự, tức là IR = 0 vào phương trình (2)

Do đó, khi áp dụng điều kiện mạch hở cho các tham số ABCD của đường dây truyền tải, chúng ta nhận được tham số C là tỷ lệ giữa dòng điện đầu nguồn và điện áp đầu cuối mạch hở. Vì kích thước của C là tỷ lệ giữa dòng điện và điện áp, đơn vị của nó là mho.

Vì vậy, C là dẫn điện mạch hở và được biểu diễn bởi
C = IS ⁄ VR mho.

Tham số ABCD Khi Đầu Nhận Được Mạch Ngắn

Đầu nhận được mạch ngắn, nghĩa là điện áp đầu cuối VR = 0
Khi áp dụng điều kiện này vào phương trình (1), ta có,
Do đó, khi áp dụng điều kiện mạch ngắn cho các tham số ABCD, chúng ta nhận được tham số B là tỷ lệ giữa điện áp đầu nguồn và dòng điện đầu cuối mạch ngắn. Vì kích thước của B là tỷ lệ giữa điện áp và dòng điện, đơn vị của nó là Ω. Vì vậy, B là điện trở mạch ngắn và được biểu diễn bởi
B = VS ⁄ IR Ω.
Khi áp dụng điều kiện mạch ngắn tương tự, tức là VR = 0 vào phương trình (2), ta có
Do đó, khi áp dụng điều kiện mạch ngắn cho các tham số ABCD, chúng ta nhận được tham số D là tỷ lệ giữa dòng điện đầu nguồn và dòng điện đầu cuối mạch ngắn. Vì kích thước của D là tỷ lệ giữa dòng điện và dòng điện, nên đây là một tham số không có chiều.

∴ Các tham số ABCD của đường dây truyền tải có thể được tổng hợp như sau:

Tuyên bố: Tôn trọng bản gốc, các bài viết tốt đáng được chia sẻ, nếu có vi phạm xin vui lòng liên hệ để xóa.