چیست خط انتقال متوسط؟

تعریف خط انتقال متوسط

خط انتقال متوسط به عنوان خط انتقالی با طول بین ۸۰ کیلومتر (۵۰ مایل) و ۲۵۰ کیلومتر (۱۵۰ مایل) تعریف می‌شود.

خط انتقال متوسط به عنوان خط انتقالی با طول مؤثر بیش از ۸۰ کیلومتر (۵۰ مایل) اما کمتر از ۲۵۰ کیلومتر (۱۵۰ مایل) تعریف می‌شود. برخلاف خط انتقال کوتاه، جریان شارژ خط در خط انتقال متوسط قابل توجه است و بنابراین ظرفیت جانبی باید در نظر گرفته شود (این مورد برای خطوط انتقال بلند نیز صادق است). این ظرفیت جانبی در آدمیتانس ("Y") پارامترهای مدار ABCD لحاظ می‌شود.

پارامترهای ABCD خط انتقال متوسط با استفاده از ظرفیت جانبی تجمعی و مقاومت سری محاسبه می‌شوند. این پارامترها می‌توانند با استفاده از سه مدل مختلف نمایش داده شوند:

• نمایش Π اسمی (مدل π اسمی)

• نمایش T اسمی (مدل T اسمی)

• روش خازنه‌ای در انتهای خط

حال بیایید به بحث دقیق درباره این مدل‌های ذکر شده بپردازیم و پارامترهای ABCD خطوط انتقال متوسط را مشتق کنیم.

اهمیت ظرفیت جانبی

ظرفیت جانبی در خطوط انتقال متوسط مهم است و باید به دلیل جریان شارژ خط در نظر گرفته شود.

مدل Π اسمی

در مورد نمایش Π اسمی (یعنی مدل π اسمی)، مقاومت سری تجمعی در وسط مدار قرار می‌گیرد در حالی که آدمیتانس‌های جانبی در انتهای مدار قرار دارند. همانطور که از نمودار شبکه Π زیر می‌بینیم، کل آدمیتانس جانبی تجمعی به دو نیمه مساوی تقسیم می‌شود و هر نیمه با مقدار Y/2 در دو انتها قرار می‌گیرد در حالی که تمام مقاومت مدار بین دو انتها قرار دارد.

شکل مدار تشکیل شده شبیه نماد Π است و به همین دلیل به آن نمایش Π اسمی خط انتقال متوسط گفته می‌شود. این مدل عمدتاً برای تعیین پارامترهای مدار عمومی و انجام تحلیل جریان بار استفاده می‌شود.

در اینجا VS ولتاژ انتهای تغذیه و VR ولتاژ انتهای دریافت است. Is جریان در انتهای تغذیه و IR جریان در انتهای دریافت است. I1 و I3 جریان‌های عبوری از آدمیتانس‌های جانبی و I2 جریان عبوری از مقاومت سری Z است.

حال با استفاده از قانون کیرشهوف در گره P، داریم.

به همین ترتیب با استفاده از قانون کیرشهوف در گره Q.

حال با جایگذاری معادله (2) در معادله (1)

حال با استفاده از قانون ولتاژ کیرشهوف در مدار،

با مقایسه معادلات (4) و (5) با معادلات استاندارد پارامترهای ABCD

پارامترهای ABCD خط انتقال متوسط را به صورت زیر مشتق می‌کنیم:

مدل T اسمی

در مدل T اسمی خط انتقال متوسط، آدمیتانس جانبی تجمعی در وسط قرار می‌گیرد در حالی که مقاومت سری کلی به دو نیمه مساوی تقسیم می‌شود و در دو طرف آدمیتانس جانبی قرار می‌گیرد. مدار تشکیل شده شبیه نماد حروف T بزرگ است و به همین دلیل به آن شبکه T اسمی خط انتقال متوسط گفته می‌شود و در نمودار زیر نشان داده شده است.

در اینجا نیز Vt شبکه‌ها و Vr به ترتیب ولتاژ انتهای تغذیه و دریافت است، و

Is جریان عبوری از انتهای تغذیه است.

Ir جریان عبوری از انتهای دریافت مدار است.

فرض کنید M گره‌ای در نقطه میانی مدار است و فاصله در M با Vm نشان داده می‌شود.

با استفاده از قانون ولتاژ کیرشهوف در شبکه بالا، داریم،

حال جریان انتهای تغذیه،

با جایگذاری مقدار VM در معادله (9) داریم،

دوباره با مقایسه معادلات (8) و (10) با معادلات استاندارد پارامترهای ABCD،

پارامترهای شبکه T خط انتقال متوسط عبارتند از

پارامترهای ABCD

پارامترهای ABCD خطوط انتقال متوسط با استفاده از ظرفیت جانبی تجمعی و مقاومت سری محاسبه می‌شوند که برای تحلیل و طراحی این خطوط ضروری هستند.

روش خازنه‌ای در انتهای خط

در روش خازنه‌ای در انتهای خط، ظرفیت خط در انتهای دریافت تمرکز می‌یابد. این روش معمولاً اثرات ظرفیت را بیش از حد برآورد می‌کند.