27.6 : السعة: خط أحادي الطور وثلاثي الطور

في أنظمة الطاقة الكهربائية، يعد فهم سعة خطوط النقل أمرًا أساسيًا للتشغيل الفعال

خطوط أحادية الطور

لنفترض أن لدينا خط نقل أحادي الطور، مكون من سلكين، بفاصل طور متساواً، ويتم تنشيطه بواسطة مصدر جهد. يحمل أحد الموصلين شحنة موجبة منتظمه، بينما يحمل الآخر شحنة سالبة متساوية. يمكن اشتقاق سعة الخط C من الجهد V بين الموصلين. بالنسبة لقسم من الخط طوله متر واحد ، يتم تحديد السعة بواسطة:

حيث ϵ هي نفاذية الفراغ، وD هي المسافة بين الموصلات، وr هو نصف قطر الموصلات. عندما يتم تنشيط الخط بواسطة محول مركزي مؤرض، يمكن تحديد الجهد بين كل موصل والأرض، وكذلك السعة من أي خط إلى المحايد المؤرض. يتم تمثيل هذه السعة في نماذج الدوائر لتعكس بدقة سلوك خط النقل في ظل ظروف التشغيل مختلفة.

خطوط ثلاثية الطور

يصبح التحليل أكثر تعقيدًا في خطوط النقل ثلاثية الطور ذات التباعد المتساوي بين الطور بسبب التفاعل بين الطور. بالنسبة لجهد التسلسل الموجب المتوازن، يُفترض أن مجموع شحنات التسلسل الموجب يساوي صفرًا. يتم تحديد الجهد بين أي موصلين بواسطة:

حيث D_ab، D_ba، D_bc، D_ac هي المسافات بين الموصلات، وq_a، q_b وq_c هي الشحنات على الموصلات المعنية. يتم إعطاء سعة المحايد لكل وحدة طول بواسطة:

حيث D هي المسافة المكافئة بين الموصلات، والتي يتم حسابها باستخدام متوسط المسافة الهندسية. ونظرًا للطبيعة المتماثلة للخطوط ثلاثية الطور المتوازنة، فإن هذه السعة هي نفسها لكل طور.

إن الفهم التفصيلي لخصائص السعة هذه أمر بالغ الأهمية للنمذجة وتحليل خطوط النقل بدقة، وضمان التشغيل الفعال والموثوق لأنظمة الطاقة.