อะไรคือสายส่งไฟฟ้าระยะสั้น

คำนิยามของสายส่งไฟฟ้าระยะสั้น

สายส่งไฟฟ้าระยะสั้นถูกกำหนดว่าเป็นสายส่งไฟฟ้าที่มีความยาวไม่เกิน 80 กิโลเมตร (50 ไมล์) หรือมีแรงดันต่ำกว่า 69 kV

 สายส่งไฟฟ้าระยะสั้นถูกกำหนดว่าเป็นสายส่งไฟฟ้าที่มีความยาวมีประสิทธิภาพไม่เกิน 80 กิโลเมตร (50 ไมล์) หรือมีแรงดันต่ำกว่า 69 kV ต่างจากสายส่งไฟฟ้าระยะกลางและระยะยาว กระแสชาร์จในสายสามารถละเลยได้ และดังนั้นความจุแบบขนานสามารถละเลยได้

สำหรับความยาวสั้น ความจุแบบขนานของสายประเภทนี้สามารถละเลยได้ และพารามิเตอร์อื่น ๆ เช่น ความต้านทานไฟฟ้าและการเหนี่ยวนำของสายส่งไฟฟ้าระยะสั้นเหล่านี้จะรวมกัน ดังนั้นวงจรเทียบเท่าจะแสดงดังนี้ ให้เราวาดแผนภาพเวกเตอร์สำหรับวงจรเทียบเท่านี้ โดยใช้กระแสที่ปลายรับ Ir เป็นอ้างอิง แรงดันที่ปลายส่งและปลายรับทำมุมกับกระแสที่ปลายรับอ้างอิงนั้น คือ φs และ φr ตามลำดับ

 เนื่องจากความจุแบบขนานถูกละเลย กระแสที่ปลายส่งจะเท่ากับกระแสที่ปลายรับ

เราสามารถเห็นจากแผนภาพเวกเตอร์ของสายส่งไฟฟ้าระยะสั้นข้างต้นว่า Vs ประมาณเท่ากับ:

เนื่องจากไม่มีความจุ ในกรณีที่ไม่มีโหลด กระแสผ่านสายจะถือว่าเป็นศูนย์ ดังนั้นในกรณีที่ไม่มีโหลด แรงดันที่ปลายรับจะเท่ากับแรงดันที่ปลายส่ง

ตามการกำหนดกฎระเบียบของการควบคุมแรงดันของสายส่งไฟฟ้า,

ที่นี่ Vr และ Vx คือความต้านทานและปฏิกิริยาต่อหน่วยของสายส่งไฟฟ้าระยะสั้นตามลำดับ

เครือข่ายไฟฟ้ามักมีสองขาเข้าและสองขาออก สร้างเป็นเครือข่ายสองพอร์ต โมเดลนี้ทำให้การวิเคราะห์เครือข่ายง่ายขึ้นและสามารถแก้ไขได้โดยใช้เมทริกซ์ 2×2

สายส่งไฟฟ้าเป็นเครือข่ายไฟฟ้าเช่นกัน ดังนั้นสายส่งไฟฟ้าสามารถแทนที่ด้วยเครือข่ายสองพอร์ตได้

เครือข่ายสองพอร์ตของสายส่งไฟฟ้าถูกแทนที่ด้วยเมทริกซ์ 2×2 โดยใช้พารามิเตอร์ ABCD ซึ่งบรรยายความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและกระแสในเครือข่าย

ที่นี่ A, B, C และ D คือค่าคงที่ต่าง ๆ ของเครือข่ายส่งไฟฟ้า

หากเราใส่ Ir = 0 ในสมการ (1) เราจะได้,

ดังนั้น A คือแรงดันที่ประทับที่ปลายส่งต่อแรงดันที่ปลายรับเมื่อปลายรับเปิด หากเราใส่ Vr = 0 ในสมการ (1) เราจะได้

C คือกระแสแอมแปร์ที่ปลายส่งต่อแรงดันที่ปลายรับที่เปิดวงจร มีมิติของความยอมรับ

D คือกระแสแอมแปร์ที่ปลายส่งต่อแอมแปร์ที่ปลายรับที่ป้อนวงจร มีมิติเป็นศูนย์

จากวงจรเทียบเท่า เราพบว่า,

เปรียบเทียบสมการเหล่านี้กับสมการ 1 และ 2 เราจะได้ A = 1, B = Z, C = 0 และ D = 1 ตามที่เรารู้ว่าค่าคงที่ A, B, C, และ D มีความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์กับเครือข่ายพาสซีฟว่า:

AD − BC = 1

ที่นี่ A = 1, B = Z, C = 0, และ D = 1

⇒ 1.1 − Z.0 = 1

ดังนั้นค่าที่คำนวณได้ถูกต้องสำหรับสายส่งไฟฟ้าระยะสั้น จากสมการ (1),

เมื่อ Ir = 0 หมายความว่าปลายรับเปิดวงจร และจากสมการ 1 เราจะได้แรงดันที่ปลายรับในกรณีที่ไม่มีโหลด

และตามการกำหนดกฎระเบียบของการควบคุมแรงดันของสายส่งไฟฟ้า,

  ความจุแบบขนานที่ละเลยได้

ในสายส่งไฟฟ้าระยะสั้น ความจุแบบขนานถูกละเลย ทำให้การคำนวณง่ายขึ้น

 แผนภาพเวกเตอร์

แผนภาพเวกเตอร์ใช้กระแสที่ปลายรับเป็นอ้างอิงในการเปรียบเทียบแรงดัน

 การแทนที่ด้วยเครือข่ายสองพอร์ต

สายส่งไฟฟ้าระยะสั้นสามารถจำลองเป็นเครือข่ายสองพอร์ต โดยใช้พารามิเตอร์ ABCD ในการวิเคราะห์

 ประสิทธิภาพการทำงาน

ประสิทธิภาพของสายส่งไฟฟ้าระยะสั้นคำนวณคล้ายกับอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ บนพื้นฐานของความต้านทานไฟฟ้า