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32.4 : 송전선: 과도 동작

전송선 직렬 저항과 션트 전도도는 감쇠, 왜곡, 전력 손실이라는 세 가지 주요 효과를 발생시킵니다.

감쇠

일정한 직렬 저항과 션트 전도도가 있는 경우 전압 및 전류 방정식이 수정됩니다. 전파 상수는 전압 및 전류 파동이 전방 및 후방 이동 구성 요소로 구성됨을 나타냅니다. 이러한 파동은 전파되면서 감쇠되며 감쇠 계수는 저항 및 전도도와 관련이 있습니다. 저항 대 인덕턴스 비율이 전도도 대 캐패시턴스 비율과 같은 왜곡 없는 회선에서 감쇠 계수는 일정하게 유지됩니다. 파동은 모양이 변하지 않고 이동하며 크기만 감소합니다.

왜곡

사인파 정상 상태파의 경우 전파 상수는 위상 속도와 감쇠를 모두 결정합니다. 무손실 회선에서 위상 속도는 일정하며 감쇠가 없습니다. 왜곡 없는 회선에서 모든 주파수의 파동은 균일한 감쇠로 일정한 속도로 이동하며, 이는 장거리에서 신호 무결성을 유지하는 데 중요합니다. 특정 주파수(일반적으로 실용적인 전송 회선의 경우 1MHz) 이상에서는 대부분 회선이 왜곡 없는 것처럼 작동합니다.

전력 손실

송전선의 전력 손실은 직렬 저항과 션트 전도도에서 비롯됩니다. 저항 관련 손실은 선을 통한 전류 흐름으로 인해 발생하는 반면, 도체에 걸리는 전압은 전도도 관련 손실을 일으킵니다. 이러한 손실은 절연체 누설, 가공선의 코로나 효과, 케이블의 유전체 손실에서 비롯될 수 있습니다. 저항, 인덕턴스, 전도도 및 커패시턴스와 같은 일정한 매개변수를 가진 손실이 많은 선로에서 과도 전류를 분석하는 것은 복잡하며, 특히 피부 효과를 고려할 때 더욱 그렇습니다.

전력 시스템의 과전압은 낙뢰 서지, 스위칭 서지, 전력 주파수 과전압으로 분류됩니다. 주요 원인인 낙뢰는 복잡한 구름 상호 작용을 수반합니다. 구름 내의 전하 분리, 음전하를 띤 떨어지는 빗방울, 양전하를 띤 위쪽 공기 흐름은 낙뢰 형성에 기여합니다. 전압 기울기가 공기의 파괴 강도를 초과하면 아래쪽 리더가 지면에서 위쪽 리더와 연결되어 서지가 발생합니다.

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Lossy LinesOvervoltagesTransmission LineSeries ResistanceShunt ConductanceAttenuationDistortionPower LossesPhase VelocitySignal IntegrityInsulator LeakageCorona EffectsDielectric LossesLightning SurgesSwitching Surges

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