중간 전송선로란 무엇인가?

중간 전송선 정의

중간 전송선은 길이가 80km (50마일)에서 250km (150마일) 사이인 전송선으로 정의됩니다.

중간 전송선은 길이가 80km (50마일) 이상 250km (150마일) 미만인 전송선으로 정의됩니다. 짧은 전송선과 달리 중간 전송선의 선 충전 전류는 상당하므로 셧 커패시턴스를 고려해야 합니다 (이는 장거리 전송선에도 해당됨). 이 셧 커패시턴스는 ABCD 회로 매개변수의 어드미턴스("Y")에 포함됩니다.

중간 전송선의 ABCD 매개변수는 집적 셧 어드미턴스와 집적 직렬 임피던스를 사용하여 계산됩니다. 이러한 매개변수는 세 가지 다른 모델로 표현할 수 있습니다:

• 명목 Π 표현 (명목 파이 모델)

• 명목 T 표현 (명목 T 모델)

• 끝 콘덴서 방법

이제 위에서 언급한 모델들의 자세한 논의로 들어가며, 중간 전송선의 ABCD 매개변수를 도출해 보겠습니다.

셧 커패시턴스의 중요성

셧 커패시턴스는 중간 전송선에서 중요한 역할을 하며, 선 충전 전류 때문에 반드시 고려되어야 합니다.

명목 Π 모델

명목 Π 표현(즉, 명목 파이 모델)의 경우, 집적 직렬 임피던스는 회로의 중앙에 배치되고 셧 어드미턴스는 양 끝에 배치됩니다. 아래의 Π 네트워크 다이어그램에서 볼 수 있듯이, 전체 집적 셧 어드미턴스는 두 동등한 부분으로 나뉘어 각각 Y/2 값이 송신단과 수신단에 배치되며, 전체 회로 임피던스는 두 부분 사이에 위치합니다.

이렇게 형성된 회로의 형태는 기호 Π와 유사하기 때문에, 이를 명목 Π 표현이라고 합니다. 주로 일반적인 회로 매개변수를 결정하고 부하 흐름 분석을 수행하는 데 사용됩니다.

여기서 VS는 공급 단 전압이고, VR은 수신 단 전압입니다. Is는 공급 단 전류이고, IR은 수신 단 전류입니다. I1과 I3는 셧 어드미턴스를 통과하는 전류이고, I2는 직렬 임피던스 Z를 통과하는 전류입니다.

이제 KCL을 P 노드에 적용하면 다음과 같습니다.

마찬가지로 Q 노드에 KCL을 적용하면 다음과 같습니다.

이제 식 (2)를 식 (1)에 대입하면 다음과 같습니다.

이제 회로에 KVL을 적용하면,

식 (4)와 (5)를 표준 ABCD 매개변수 방정식과 비교하면

중간 전송선의 ABCD 매개변수는 다음과 같이 도출됩니다:

명목 T 모델

중간 전송선의 명목 T 모델에서는 집적 셧 어드미턴스가 중앙에 배치되고, 순전임피던스는 두 동등한 부분으로 나뉘어 셧 어드미턴스의 양쪽에 배치됩니다. 이렇게 형성된 회로의 형태는 대문자 T 기호와 유사하므로, 이를 명목 T 네트워크라고 합니다. 아래 다이어그램에서 확인할 수 있습니다.

여기서 Vt 네트워크와 Vr은 각각 공급 단 및 수신 단 전압이며,

Is는 공급 단을 통과하는 전류입니다.

Ir은 회로의 수신 단을 통과하는 전류입니다.

M을 회로의 중간 지점 노드로 하고, M에서의 전압 강하를 Vm으로 나타내면,

위 네트워크에 KVL을 적용하면 다음과 같습니다.

이제 송신 단 전류는,

VM의 값을 식 (9)에 대입하면,

다시 식 (8)과 (10)을 표준 ABCD 매개변수 방정식과 비교하면,

T 네트워크의 중간 전송선 매개변수는 다음과 같습니다.

ABCD 매개변수

중간 전송선의 ABCD 매개변수는 집적 셧 어드미턴스와 직렬 임피던스를 사용하여 계산되며, 이러한 전송선의 분석 및 설계에 필수적입니다.

끝 콘덴서 방법

끝 콘덴서 방법에서는 선 커패시턴스가 수신 단에 집중됩니다. 이 방법은 커패시턴스 효과를 과대평가하는 경향이 있습니다.