28.3 : Maksymalny przepływ mocy i obciążalność linii

Maksymalny przepływ mocy dla linii przesyłowych ze stratami jest wyprowadzany przy użyciu parametrów ABCD w formie fazorowej. Parametry te tworzą macierzową relację między napięciami i prądami na końcu nadawczym i odbiorczym, umożliwiając określenie prądu na końcu odbiorczym. Ta relacja ułatwia obliczenie złożonej mocy dostarczanej do końca odbiorczego, z której wyprowadzane są składowe mocy czynnej i biernej.

W przypadku linii bezstratnych uproszczenia usprawniają obliczanie mocy czynnej.

Maksymalna teoretyczna moc czynna, czyli granica stabilności w stanie ustalonym, występuje, gdy kąt fazowy między napięciami po stronie nadawczej i odbiorczej jest równy całkowitemu kątowi impedancji szeregowej.

Jeśli jednak impedancja szeregowa przekracza reaktancję, maksymalna dostarczona moc czynna ulega zmniejszeniu.

W praktycznych scenariuszach linie energetyczne nie dostarczają swojej teoretycznej maksymalnej mocy z powodu ograniczeń opartych na znamionowych napięciach zacisków i 90-stopniowym przesunięciu kątowym. Zamiast tego praktyczna krzywa obciążalności linii, wykreślona poniżej teoretycznego limitu stabilności stanu ustalonego, uwzględnia limit spadku napięcia wynoszący 0,95 lub mniej i maksymalne przesunięcie kątowe wynoszące od 30 do 35 stopni. Te praktyczne ograniczenia zapewniają niezawodną pracę systemu energetycznego poprzez utrzymywanie akceptowalnych poziomów napięcia i ograniczanie przesunięcia kątowego w celu uniknięcia niestabilności.

W przypadku krótkich linii przesyłowych, zazwyczaj poniżej 25 kilometrów, obciążalność nie jest ograniczona przez spadek napięcia lub obawy dotyczące stabilności, ale przez wartości cieplne przewodu lub sprzętu końcowego. Te ograniczenia termiczne zapewniają, że sprzęt nie przegrzeje się w warunkach wysokiego prądu, co mogłoby doprowadzić do uszkodzenia lub awarii.

Podsumowując, rozważania teoretyczne i praktyczne, w tym charakterystyki impedancji, limity napięcia i wartości cieplne, wpływają na maksymalny przepływ mocy i obciążalność linii przesyłowych. Zarządzanie tymi czynnikami jest niezbędne dla bezpiecznej i wydajnej eksploatacji systemów elektroenergetycznych.