خطوط النقل الهوائية في محطات التوليد ونقل القدرة (الجزء الثاني)

خطوط النقل الهوائية على عكس الخطوط القصيرة التي تم فيها إهمال المفاعلة السعودية للخط نظرا لقيمتها الضعيفة تزيد قيمة هذه المفاعلة والتسرب عبر العوازل بزيادة طول وجهد خط النقل ويصبح لها تأثير كبير على معامل التنظيم والكفاءة, يأخد بعين الاعتبار المفاعلة السعوية والمفاعلة التسربية Leakage reactance للخط, لما لها من تأثير على التمثيل الدقيق لخط النقل وحساب الجهد عند الإرسال ومعامل التنظيم.

الدائرة المكافئة لخط نقل قصير أو قريب من المتوسط ذات مفاعلة سعوية

إذ ا توفرة قيمة المضاعلة السعوية لبعض الخطوط القصيرة نسبيا والتربية من المتوسطة (أقل من100 km ) فيمكننا زيادة تفعيل القيمة التقديرية بوضع مجموع هذه المفاعلات في آخر الخط عند الاستقبال كما يتبين من الشكل (8). في هذه الحالة يكون التيار عند الإرسال) هو مجموع المتجهات للتيار عند الاستقبال (وتيار الشحن لسعة الخلا Ic كما يتضح من المعادلات التالية.

التيار عند الإرسال: Is = IR + IC

حيث يعطي تيار الشحن من العلاقة التالية

IC = j ῶCVR

ويمكن حساب هبوط الجهد كالتالي:

∆V = ZLIS = (R + jXL) is

ويصبح الجهد عند الإرسال كما يلي:

VS = V R + ∆ V = V R + ( R + jXL) Is

وتوضح العلاقات المتجهة للجهود والتيارات في الشكل (9).

الدائرة الكافئة لخط نقل متويط علي طريقة (T – T – Method)

تتمثل هذه الطريقة في اعتبار المفاعلة السعوية مركزة في وسط الخط بين نصفين المقاومة والمفاعلة الحثية للخط مما يعطي الدائرة المكافئة شكل T كما يتبين من الشكل (10)

 

 

 

 

خطوط النقل الهوائية إذا اعتبرنا الحمل متوازنا على الخط الثلاثي الطور فإنه يمكننا اختصار منظومة الثلاثة أوجه المبنية في الشكل (10) بالدائرة الكهربائية في الشكل (11) والتي تمثل وجها واحدا من تلك المنظومة.

رسم المخطط ألاتجاهي للدائرة المكافئة للحمل

يبين الشكل (12) رسم المتجهات لخط نقل متوسطا ممثلا بطريقة T.

يتبين من الشكل 5,12 أن الزوايا تقاس انطلاقا من الجهد عند الاستقبال حيث يعتبر VR مرجع المتجهات.

خطوط النقل الهوائية ومن الواضح أن كل القيم المبنية في هذا الشكل هي للطور الواحد مع المحايد.

الجهد عند الإرسال

يكون تيار الخط مساويا لمجموع تياري الاستقبال IR والشحن IC كما يلي:

I S = I R + I C

حيث إن تيار الشحن يساوي

I C = YV1 = J CV1

أما هبوط الجهد على النصف الأول من الخط فيمكن أن يحسب من العلاقة التالية:

خطوط النقل الهوائية وكذلك فإن هبوط الجهد على النصف الثاني من الخط يمكن أن يمثل في العلاقة التالية:

وبالتالي فإن يمكن حسب الجهد عند المكثف بجمع جهد الإرسال وهبوط الجهد كما يلي:

V1 + V R + ∆ VR = V R + ZL / 2 IR

خطوط النقل الهوائية وبتعويض المعادلة في المعادلة ثم المعادلة فإن التيار عند الإرسال يصبح كالتالي:

كما أن الجهد عند الإرسال هو مجموع الجهد عبر المكثف وهبوط الجهد في نصف جهة الإرسال (أو مجموع الجهد في جهة الاستقبال والهبوط في الجهد على امتداد خط النقل (في نصفي الخط):

بعد تعويض IC من المعادلة بقيمتها في هذه المعادلة يكون الجهد عند الإرسال:

معامل التنظيم لجهد الخط: Voltage Regulation of line

ويعرف معامل التنظيم لجهد الخط بأنه النسبة المئوية بين فرق الجهد عند الإرسال والاستقبال، وجهد الاستقبال:

القدرة المفقودة على الخط Power losses of the line

تتسبب كل من مقاومة مفاعلة الخط في فقدان كمية كبيرة من القدرة الفعالة خاصة عندمنا يكون جهد النقل منخفضا. وذلك للعلاقة الطردية بين القدرة المفقودة ومربع التيار. كلما يتم تبادل كمية كبيرة من القدرة المفاعلة السعوية أو الحثية وذلك حسب خصائص الخط.

تنقسم هذه القدرة المفاعلة إلى سعرية وحثية، حيث تكون المفاعلة الحثية X1 مصدر القدرة المفاعلة الحثية على الخط وتكون المفاعلة السعوية.

فالمعادلة التالية توضح كيفية حساب القدرة الفعالة على الخط Ploss (W)

Ploss = PS – PR

كذلك فإن القدرة الفعالة المتبادلة على الخط (VAR) Qloss هي: Qloss = Qs – QR

وللتقليل من القدرة المفقودة على الخط يتم رفع الجهد على خطوط النقل كلما زاد طول الخط وذلك لخفض التيار في الإمكانات الاقتصادية لتكلفة النقل.