28.3 : الحد الأقصى لتدفق الطاقة وقابلية تحميل الخط

يتم الحصول على الحد الأقصى لتدفق الطاقة لخطوط النقل ذات الفقد باستخدام معلمات ABCD في شكل فازور. تخلق هذه المعلمات علاقة مصفوفة بين جهد وتيارات الطرف المرسل والطرف المستقبل، مما يسمح بتحديد تيار الطرف المستقبل. تسهل هذه العلاقة حساب الطاقة المركبة التي يتم توصيلها إلى الطرف المستقبل، والتي يتم من خلالها استنباط مكونات القدرة الحقيقية والتفاعلية.

بالنسبة لخط بدون خسارة (فقد)، تُسهّل التبسيطات حساب القدرة الحقيقية.

يحدث الحد الأقصى النظري للقدرة الحقيقية، أو حد الاستقرار في الحالة المستقرة، عندما تتساوي زاوية الطور بين جهد الطرف المرسل وجهد الطرف المستقبل مع زاوية الممانعه التسلسلية الكلية.

ومع ذلك، لو ممانعه السلسلة تجاوزت المفاعلة، فإن الحد الأقصى للقدرة الحقيقية المقدمة ينخفض.

في السيناريوهات العملية، لا توفر خطوط الطاقة أقصى طاقتها النظرية بسبب القيود القائمة على الفولتية الطرفية المقدرة والإزاحة الزاوية بمقدار 90 درجة. بدلاً من ذلك، يأخذ منحنى قابلية تحميل الخط العملي، المرسوم أسفل حد الاستقرار النظري للحالة المستقرة، في الاعتبار حد انخفاض الجهد بمقدار 0.95 أو أقل والإزاحة الزاوية القصوى بمقدار 30 إلى 35 درجة. تضمن هذه القيود العملية التشغيل الموثوق لنظام الطاقة من خلال الحفاظ على مستويات الجهد المقبولة والحد من الإزاحة الزاوية لتجنب عدم الاستقرار.

بالنسبة لخطوط النقل القصيرة، التي يقل طولها عادة عن 25 كيلومترًا، لا يتم تقييد القدرة على التحميل بانخفاض الجهد أو مخاوف الاستقرار ولكن بالتصنيفات الحرارية للموصل أو المعدات الطرفية. تضمن هذه الحدود الحرارية عدم ارتفاع درجة حرارة المعدات في ظل ظروف التيار العالي، مما قد يؤدي إلى تلفها أو فشلها.

باختصار، تؤثر الاعتبارات النظرية والعملية، بما في ذلك خصائص الممعانعة وحدود الجهد والتصنيفات الحرارية، على الحد الأقصى لتدفق الطاقة وقابلية تحميل خطوط النقل. إن إدارة هذه العوامل ضرورية للتشغيل الآمن والفعال لأنظمة الطاقة الكهربائية.