Name: lossless lines and voltage behavior
Uploaded: 2024-11-21T14:54:26.000Z
Duration: 1 min 23 s
Channel: JoVE

ضع في اعتبارك خطا غير مفقود بثابت انتشار وهمي بحت ، ومقاومة مميزة مقاومة ، ومعلمات ABCD الراسخة.
تحتوي دائرة pi المكافئة لها مقاومة سلسلة وهمية وقبول تحويلة. عندما يكون المنتج التجريبي والطول أقل من pi ، فإنه يظهر مقاومة سلسلة حثية وقبول تحويلة سعوية ، مما يجعله غير مفقود.
يتم حساب الطول الموجي ، أو المسافة المطلوبة لتغيير الجهد أو المرحلة الحالية بمقدار 2 pi ، باستخدام سرعة الانتشار.
تحميل مقاومة زيادة التيار هو الطاقة التي يتم توصيلها إلى مقاومة الحمل التي تساوي مقاومة زيادة التيار.
هنا ، يظل الجهد ثابتا على طول الخط ، وتتدفق الطاقة الحقيقية الثابتة من الإرسال إلى الطرف المستقبل ، مع صفر تدفق للطاقة التفاعلية.
يتم تحديد الطاقة الحقيقية التي يتم تسليمها باستخدام الجهد المقنن ومقاومة زيادة التيار.
في الواقع ، لا يتم إنهاء خطوط الكهرباء من خلال مقاومة زيادة التيار ، مما يتسبب في ظهور ملامح جهد غير مسطحة تختلف حسب ظروف الحمل.
في حالة عدم وجود حمل ، يزداد الجهد من الإرسال إلى الطرف المستقبل ، بينما بالنسبة للدوائر القصيرة ، ينخفض إلى الصفر في الطرف المستقبل. ملف تعريف الحمل الكامل أعلى من ملف تعريف ماس كهربائى.

خطوط بدون خسارة

<div style="direction:rtl">
في الهندسة الكهربائية، يتميز خط النقل الخالي من الفقد بثابت انتشار وهمي بحت ومعاوقة مقاومة مميزة. تشير معلمات ABCD، التي تصف العلاقة بين جهدي وتيارات الإدخال والإخراج، إلى دائرة π مكافئة بمعاوقة تسلسلية وهمية وقبول تحويلي. يؤدي هذا إلى خط نقل يُظهر معاوقة تسلسلية حثية وقبول تحويلي سعوي عندما يكون حاصل ضرب ثابت الطور (بيتا) وطول الخط أقل من باي، مما يضمن بقائه خاليًا من الفقد.

الطول الموجي والانتشار 

الطول الموجي هو الطول الفيزيائي الذي يتغير عنده طور الجهد أو التيار بمقدار 2π. يتم تحديد ذلك باستخدام سرعة انتشار الإشارة. بالنسبة للخط الخالي من الخسارة، يكون الطول الموجي أمرًا بالغ الأهمية في تحديد الطول الكهربائي للخط وخصائص طوره.

تحميل مقاومة الارتفاع المفاجئ 

تحميل مقاومة التيار الزائد (SIL) هو مفهوم يستخدم لوصف الطاقة التي يمكن توصيلها إلى مقاومة الحمل التي تساوي مقاومة التيار الزائد لخط النقل. بالنسبة لخط النقل ذي مقاومة التيار الزائد، يتم حساب SIL باستخدام الجهد المقدر ومقاومة التيار الزائد:

<img alt="Equation1" src="/files/ftp_upload/16147/16147_Equation%201.svg" style="height: 36px;">

في هذه الحالة، يبقى الجهد ثابتًا على طول الخط، ويحدث تدفق ثابت للطاقة الحقيقية من الطرف المرسل إلى الطرف المستقبل، مع تدفق طاقة تفاعلية صفر.

ملفات تعريف الجهد وظروف التحميل 

في السيناريوهات العملية، نادرًا ما تنتهي خطوط النقل بممانعة زيادة التيار، مما يؤدي إلى أنماط جهد غير موحدة على طول الخط. في ظل ظروف عدم التحميل، يزداد الجهد من الطرف المرسل إلى الطرف المستقبل بسبب تأثير فيرانتي. وعلى العكس من ذلك، في حالة حدوث ماس كهربائي، ينخفض الجهد إلى الصفر عند الطرف المستقبل. عند التحميل الكامل، يقع نمط الجهد بين هذين الطرفين، ويكون أعلى عمومًا من نمط جهد ماس كهربائي ولكنه أقل من نمط عدم التحميل.

تعتبر خصائص خطوط النقل الخالية من الخسائر حيوية لتصميم وتحليل أنظمة الطاقة، وضمان توصيل الطاقة بكفاءة وموثوقية مع الحد الأدنى من الخسائر وملفات تعريف الجهد المستقرة في ظل ظروف الحمل المختلفة.
</div>

ضع في اعتبارك خطا غير مفقود بثابت انتشار وهمي بحت ، ومقاومة مميزة مقاومة ، ومعلمات ABCD الراسخة.
ما يعادلها ...

Education

JoVE Core

Electrical Engineering

الهندسة الكهربائية

Unit 1

الوحدة الأولى

Steady-State Transmission Lines and Power Flows

خطوط النقل في الحالة المستقرة وتدفقات الطاقة

steady-state-transmission-lines-and-power-flows

KEY TERMS AND CONCEPTS

المصطلحات والمفاهيم الأساسية

Lossless Lines

lossless lines and voltage behavior

Lossless transmission lines in electrical engineering are described by a purely imaginary propagation constant and a resistive characteristic impedance. Their ABCD parameters show an equivalent pi circuit with an imaginary series impedance and a shunt admittance. When the product of beta and line length is less than pi, the line has inductive series impedance and capacitive shunt admittance, which keeps it lossless.

Wavelength is the physical length over which voltage or current phase changes by 2π. It depends on the signal’s propagation velocity. For a lossless line, wavelength helps define the electrical length of the line and its phase behavior.

Surge impedance loading, or SIL, is the power that can be sent to a load resistance equal to the line’s surge impedance. For a line with resistive characteristic impedance, SIL is found from the rated voltage and the surge impedance. In this condition, voltage stays constant along the line, and real power flows from the sending end to the receiving end with zero reactive power flow.

In practice, transmission lines are often not terminated with their surge impedance, so the voltage profile is not uniform. Under no-load conditions, the voltage rises from the sending end to the receiving end because of the Ferranti effect. Under short-circuit conditions, the receiving-end voltage drops to zero. At full load, the voltage profile falls between these two cases, and these line properties are important for efficient and reliable power-system design.

Lossless Lines and Voltage Behavior

transmission-line differential equations

Modeling Voltage and Current on Transmission Lines

Transmission lines carry electric power, and their resistance, inductance, and capacitance are spread out along the line. Because these properties are distributed per unit length, voltage and current change as they move from one end of the line to the other. Differential equations are used to describe that variation. A line-section model helps show how this works. In the model, a small length, Δx, is used to represent the line. Voltage V(x) and current i(x) are measured from the receiving end.

lossless lines

Lossless transmission lines in electrical engineering are described by a purely imaginary propagation constant and a resistive characteristic impedance. Their ABCD parameters show an equivalent pi circuit with an imaginary series impedance and a shunt admittance. When the product of beta and line length is less than pi, the line has inductive series impedance and capacitive shunt admittance, which keeps it lossless. Wavelength is the physical length over which voltage or current phase changes...

maximum power flow and line loadability

Transmission Line Power Limits and Loadability

Transmission line power limits and loadability depend on voltage, angle, and line impedance. For lossy transmission lines, ABCD parameters in phasor form are used to relate sending-end and receiving-end voltages and currents. This matrix relation makes it possible to find the receiving-end current and then calculate the complex power delivered to the load. From the complex power, the real and reactive power components can be determined. For a lossless line, the equations become simpler, and...

the power flow problem and solution

Power Flow Analysis in Electric Networks

Power flow analysis helps determine how real and reactive power move through an electric network. It uses the system’s single-line diagram, which shows the buses, transmission lines, transformers, and loads. The analysis focuses on balanced three-phase steady-state operation. Each bus in the system has four key variables: voltage magnitude V k, phase angle δ k, real power P k, and reactive power Q k. Two of these four variables are treated as inputs. The power flow program solves for the...

control of power flow

Voltage and Reactive Power Control

Voltage and reactive power control help keep a power system stable and efficient. In this topic, generator settings, switched equipment, and transformer taps work together to guide how power moves through the network. A generator can be modeled with a Thevenin equivalent circuit under balanced steady-state conditions. The main terms are terminal voltage Vt, excitation voltage Eg, power angle δ, and positive-sequence synchronous reactance Xg. From this model, the generator current and the...

fast decoupled and dc powerflow

Power Flow Shortcuts for Grid Contingencies

Fast decoupled power flow and DC power flow give engineers faster ways to study a power system during contingencies such as generator outages or transmission line failures. These methods help operators get quick power flow solutions, which is important for real-time system adjustments. Fast decoupled power flow simplifies the Jacobian matrix, the set of equations used in power flow calculations, by neglecting some elements. The method drops J2 and J3 and assumes voltage magnitudes stay close...

key terms and concepts

Explore lossless transmission lines, wavelength, surge impedance loading, and how voltage profiles change under no-load, full-load, and short-circuit conditions.

Lossless Lines and Voltage Behavior | JoVE K12

JoVE Core Electrical Engineering offers easy-to-understand animated videos that cover fundamental concepts of electric circuits along with circuit analysis techniques. It incorporates first-order and second-order circuits using operational amplifiers and circuit transformation concepts. The inclusion of practical design examples and real-world applications through scientist-in-action videos adds significant educational value, making complex concepts accessible.

electrical engineering

Lossless Lines and Voltage Behavior

Description

Transcript

Tags