Name: transmission line power limits and loadability
Uploaded: 2024-11-21T14:54:26.000Z
Duration: 1 min 23 s
Channel: JoVE

Le flux de puissance maximal pour les lignes avec perte est dérivé à l’aide des paramètres ABCD sous forme de phaseur.
La relation matricielle entre la tension et le courant des extrémités d’émission et de réception détermine le courant d’extrémité de réception, qui calcule la puissance complexe fournie à l’extrémité réceptrice.
De là, la puissance réelle et réactive délivrée à l’extrémité réceptrice est dérivée.
La substitution de valeurs à une ligne sans perte simplifie l’équation de la puissance réelle.
La limite théorique de puissance réelle maximale ou de stabilité en régime permanent se produit lorsque l’angle de phase est égal à l’angle d’impédance série total.
Cependant, une impédance série plus élevée que la réactance réduit la puissance réelle maximale.
En pratique, les lignes électriques ne délivrent pas leur puissance maximale théorique en fonction des tensions nominales aux bornes et d’un déplacement angulaire de 90 degrés.
La courbe de chargeabilité pratique en ligne est tracée en dessous de la limite théorique de stabilité à l’état stationnaire sur la base d’une limite de chute de tension de 0,95 ou moins et d’un déplacement angulaire maximal de 30 à 35 degrés.
Pour les lignes courtes de moins de 25 kilomètres, la capacité de charge est limitée par la cote thermique du conducteur ou de l’équipement terminal, et non par la chute de tension ou la stabilité.

flux de puissance maximal et capacité de charge de la ligne

Le flux de puissance maximal pour les lignes de transmission à pertes est obtenu à l'aide de paramètres ABCD sous forme de phaseur. Ces paramètres créent une relation matricielle entre les tensions et les courants côté émetteur et côté récepteur, ce qui permet de déterminer le courant côté récepteur. Cette relation facilite le calcul de la puissance complexe délivrée au côté récepteur, à partir de laquelle les composantes de puissance réelle et réactive sont dérivées.

<img alt="Equation1" src="/files/ftp_upload/16148/16148_Equation%201.svg" style="height: 36px;">

<img alt="Equation2" src="/files/ftp_upload/16148/16148_Equation%202.svg" style="height: 36px;">

Pour une ligne sans perte, des simplifications rationalisent le calcul de la puissance réelle.

<img alt="Equation3" src="/files/ftp_upload/16148/16148_Equation%203.svg" style="height: 36px;">

La puissance réelle maximale théorique, ou limite de stabilité en régime permanent, se produit lorsque l'angle de phase entre les tensions d'émission et de réception est égal à l'angle d'impédance en série totale.

<img alt="Equation4" src="/files/ftp_upload/16148/16148_Equation%204.svg" style="height: 36px;">

Cependant, si l'impédance en série dépasse la réactance, la puissance réelle maximale délivrée diminue.

Dans les scénarios pratiques, les lignes électriques ne fournissent pas leur puissance maximale théorique en raison de limitations basées sur les tensions nominales aux bornes et d'un déplacement angulaire de 90 degrés. Au lieu de cela, la courbe de capacité de charge pratique de la ligne, tracée en dessous de la limite théorique de stabilité en régime permanent, considère une limite de chute de tension de 0,95 ou moins et un déplacement angulaire maximal de 30 à 35 degrés. Ces contraintes pratiques garantissent le fonctionnement fiable du système électrique en maintenant des niveaux de tension acceptables et en limitant le déplacement angulaire pour éviter l'instabilité.

Pour les lignes de transmission courtes, généralement inférieures à 25 kilomètres, la capacité de charge n'est pas limitée par des problèmes de chute de tension ou de stabilité, mais par les caractéristiques thermiques du conducteur ou de l'équipement terminal. Ces limites thermiques garantissent que l'équipement ne surchauffe pas dans des conditions de courant élevé, ce qui pourrait entraîner des dommages ou une panne.

En résumé, les considérations théoriques et pratiques, notamment les caractéristiques d'impédance, les limites de tension et les valeurs nominales thermiques, impactent le flux de puissance maximal et la capacité de charge des lignes de transmission. La gestion de ces facteurs est essentielle pour le fonctionnement sûr et efficace des systèmes d'alimentation électrique.

Flux de puissance maximal et capacité de charge de la ligne

Le flux de puissance maximal pour les lignes avec perte est dérivé à l’aide des paramètres ABCD sous forme de phaseur.
La relation matricielle entre l’extrémité émettrice et l’extrémité réceptrice ...

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Unit 1

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Steady-State Transmission Lines and Power Flows

Lignes de transmission en régime permanent et flux de puissance

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KEY TERMS AND CONCEPTS

TERMES ET CONCEPTS CLÉS

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 real power calculation is easier to handle. The theoretical maximum real power, also called the steady-state stability limit, occurs when the phase angle between the sending-end and receiving-end voltages equals the total series impedance angle.

If the series impedance is larger than the reactance, the maximum real power that can be delivered drops. In real power systems, lines usually do not operate at this theoretical limit. The practical line loadability curve stays below the stability limit because it must respect rated terminal voltages and a 90-degree angular displacement limit.

This practical curve also uses a voltage-drop limit of 0.95 or less and a maximum angular displacement of about 30 to 35 degrees. These limits help keep voltage levels acceptable and reduce the risk of instability. For short transmission lines, usually under 25 kilometers, loadability is not set by voltage drop or stability. Instead, the main limit is thermal rating, which keeps the conductor and terminal equipment from overheating under high current.

Transmission Line Power Limits and Loadability

transmission-line-power-limits-and-loadability

transmission-line differential equations

Équations différentielles des lignes de transport

Consider a circuit representing a line section.
The voltage and current are measured from the receiving end, with defined series impedance and shunt ...

lossless lines

Lignes sans perte

Consider a lossless line with a purely imaginary propagation constant, resistive characteristic impedance, and established ABCD parameters.
Its equivalent ...

maximum power flow and line loadability

Débit de puissance maximal et capacité de charge de la ligne

The maximum power flow for lossy lines is derived using ABCD parameters in phasor form.
The matrix relationship between the sending-end and receiving-end ...

the power flow problem and solution

Le problème et la solution du flux d’énergie

The power flow problem calculates the voltage magnitude, phase angle, and real and reactive power flows in a balanced three-phase steady-state power ...

control of power flow

Contrôle du flux de puissance

Controlling power flow requires managing components like generators&#39; prime mover and excitation control, shunt capacitor banks, reactors, static var ...

fast decoupled and dc powerflow

Découplé rapide et flux d’alimentation CC

Power system operations often face generator or transmission-line outages. Real-time contingency information helps anticipate problems and develop ...

key terms and concepts

Learn how ABCD parameters, voltage limits, stability, and thermal ratings set maximum power flow and loadability in transmission lines.

Transmission Line Power Limits and Loadability | 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.

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Transmission Line Power Limits and Loadability

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