27.6 : Емкость: однофазная и трехфазная линия

В электроэнергетических системах понимание емкости линий электропередачи имеет основополагающее значение для эффективной работы.

Однофазные линии

Рассмотрим однофазную двухпроводную линию электропередачи с равным расстоянием между проводниками, питаемую источником напряжения. Один проводник несет равномерный положительный заряд, а другой несет равный отрицательный заряд. Емкость C линии можно определить из напряжения V между проводниками. Для участка линии длиной один метр емкость определяется по формуле:

Где ϵ — диэлектрическая проницаемость свободного пространства, D — расстояние между проводниками, а r — радиус проводников. Когда линия запитана от заземленного трансформатора с центральным отводом, можно определить напряжение между каждым проводником и землей, а также емкость от любого проводника до заземленной нейтрали. Эта емкость представлена ​​в моделях цепей для точного отображения поведения линии передачи в различных рабочих условиях.

Трехфазные линии

Анализ становится более сложным в трехфазных линиях электропередачи с равным расстоянием между фазами из-за взаимодействия между фазами. Для сбалансированных напряжений положительной последовательности предполагается, что сумма зарядов положительной последовательности равна нулю. Напряжение между любыми двумя проводниками определяется по формуле:

где D_ab​, D_ba​, D_bc​, D_ac​ — расстояния между проводниками, а ​q_a, q_b и q_c — заряды на соответствующих проводниках. Емкость к нейтрали на единицу длины определяется по формуле:

где D — эквивалентное расстояние между проводниками, рассчитанное с использованием геометрического среднего расстояния. Благодаря симметричности сбалансированных трехфазных линий, эта емкость одинакова для каждой фазы.

Детальное понимание этих емкостных свойств имеет решающее значение для точного моделирования и анализа линий электропередачи, обеспечивая эффективную и надежную работу энергосистем.