Độ cảm trong đường dây truyền tải

Lý do của sự cảm ứng trong đường dây truyền tải

Nói chung, điện năng được truyền qua đường dây truyền tải với điện áp và dòng điện xoay chiều cao. Dòng điện xoay chiều có giá trị lớn khi chảy qua dây dẫn tạo ra luồng từ có cường độ cao và tính chất xoay chiều. Luồng từ xoay chiều này tạo liên kết với các dây dẫn khác song song với dây dẫn chính. Liên kết từ xảy ra nội bộ và ngoại vi. Liên kết từ nội bộ là do dòng điện tự thân, còn liên kết từ ngoại vi là do luồng từ bên ngoài. Bây giờ, thuật ngữ cảm ứng có mối quan hệ chặt chẽ với liên kết từ, được ký hiệu bằng λ. Giả sử một cuộn dây có N vòng quấn được liên kết bởi luồng từ Φ do dòng điện I, thì,

Nhưng đối với đường dây truyền tải, N = 1. Chúng ta chỉ cần tính giá trị của luồng từ Φ, và do đó, chúng ta có thể tính được cảm ứng của đường dây truyền tải.

Tính toán cảm ứng của dây dẫn đơn lẻ

Tính toán cảm ứng nội bộ do luồng từ nội bộ của dây dẫn

Giả sử một dây dẫn mang dòng điện I đi qua chiều dài l, x là bán kính biến đổi nội bộ của dây dẫn và r là bán kính ban đầu của dây dẫn. Bây giờ, diện tích mặt cắt theo bán kính x là πx2 đơn vị vuông và dòng điện Ix đang chảy qua diện tích mặt cắt này. Do đó, giá trị của Ix có thể được biểu diễn theo dòng điện ban đầu I và diện tích mặt cắt πr2 đơn vị vuông

Bây giờ, hãy xem xét lớp dày nhỏ dx với chiều dài 1m của dây dẫn, nơi Hx là lực từ hóa do dòng điện Ix xung quanh diện tích πx2.

Và mật độ từ thông Bx = μHx, nơi μ là độ thấm của dây dẫn này. Lại nữa, µ = µ0µr. Nếu giả sử rằng độ thấm tương đối của dây dẫn này µr = 1, thì µ = µ0. Do đó, ở đây Bx = μ0 Hx.

dφ cho dải nhỏ dx được biểu diễn bằng

Tại đây, toàn bộ diện tích mặt cắt của dây dẫn không bao gồm từ thông đã biểu diễn. Tỷ lệ giữa diện tích mặt cắt bên trong đường tròn bán kính x so với tổng diện tích mặt cắt của dây dẫn có thể được coi là số vòng quấn phân đoạn liên kết từ thông. Do đó, liên kết từ thông là

Bây giờ, tổng liên kết từ thông cho dây dẫn có chiều dài 1m và bán kính r được cho bởi

Do đó, cảm ứng nội bộ là

Cảm ứng ngoại vi do luồng từ ngoại vi của dây dẫn

Hãy giả sử, do hiệu ứng da, dòng điện I của dây dẫn tập trung gần bề mặt của dây dẫn. Xét, khoảng cách y được lấy từ tâm của dây dẫn tạo thành bán kính ngoại vi của dây dẫn.

Hy là lực từ hóa và By là mật độ từ trường tại khoảng cách y trên mỗi đơn vị chiều dài của dây dẫn.

Hãy giả sử luồng từ dφ tồn tại trong lớp dày dy từ D1 đến D2 cho 1 m chiều dài của dây dẫn như hình vẽ.

Vì dòng điện I được giả định chảy trên bề mặt của dây dẫn, nên liên kết từ thông dλ bằng dφ.

Nhưng chúng ta phải xem xét liên kết từ thông từ dây dẫn đến bất kỳ khoảng cách ngoại vi nào, tức là từ r đến D

Cảm ứng của đường dây truyền tải hai dây pha đơn

Giả sử dây dẫn A có bán kính rA mang dòng điện IA ngược hướng với dòng điện IB qua dây dẫn B có bán kính rB. Dây dẫn A cách dây dẫn B một khoảng D và cả hai đều có chiều dài l. Chúng ở gần nhau để liên kết từ thông xảy ra trong cả hai dây dẫn do tác động điện từ.

Hãy giả sử cường độ dòng điện trong cả hai dây dẫn là giống nhau, do đó I