Согласованная нагрузка линии

Если в конце линии включено сопротивление нагрузки, равное волновому сопротивлению: , то отраженной волны не возникает. Такую нагрузку называют согласованной нагрузкой. При этом коэффициент отражения

Для согласованной нагрузки

Откуда следует

.

Это соотношение сохраняется для любой точки линии. Поэтому режим работы генератора, питающего такую линию, не изменится, если в любом сечении линии ее разрезать и вместо отрезанной части линии включить волновое сопротивление.

Из (1.22) следует, что для согласованной линии () входное сопротивление .

Пусть начальная фаза напряжения в конце согласованной линии равна нулю. На основании (1.23) и (1.24) запишем мгновенные значения напряжения и тока в любой точке линии:

Таким образом, напряжение и ток в различных точках линии различаются не только по амплитуде, но и по фазе (рис. 1.9).

Мгновенные значения тока и напряжения в любой момент времени в любой точке представляют собой бегущие волны, движущиеся от начала линии к концу линии.

Для воздушных линий передач , т.е. является чисто активным сопротивлением, . Поэтому напряжение и ток будут совпадать между собой по фазе, а при малых потерях в линии () амплитуды их будут неизменными.

Режим бегущей волны является идеальным с точки зрения экономичности и технического удобства передачи энергии по линии.

Мощность в любом сечении линии

зависит от , т.е. чем больше напряжение, тем больше передаваемая мощность.

Эта мощность уменьшается по мере удаления от начала, так как на каждом элементе длины линии имеют место потери мощности

.

Таким образом, мощность потерь равна сумме потерь в сопротивлении и в проводимости изоляции на элементе длины линии dx.

Мощность, передаваемая по согласованной линии, называется естественной или натуральной. Режим передачи естественной мощности может иметь место в линиях, если сопротивление нагрузки равно волновому сопротивлению. Средние значения естественной мощности для линий 500, 400, 220, 110 и 35 кВ соответственно равны 600, 360, 120, 30 и 3 МВт.

Мощность на входе линии

,

мощность в конце линии

.

На основании (1.23) и (1.24) можно связать мощность на входе и выходе линии длиной l

,

и КПД линии

.

Согласование параметров линии и нагрузки широко применяется в устройствах связи, т.к. это условие позволяет передавать максимально возможную мощность.

Дата добавления: 2014-01-15