27.7 : Admitancja bocznikowa

Admitancja bocznikowa odgrywa kluczową rolę w analizie linii przesyłowych, szczególnie w przypadku układów trójfazowych z przewodami neutralnymi. Gdy równomiernie naładowany przewodnik jest umieszczony nad Ziemią, indukuje on równy, ale przeciwny ładunek na swojej powierzchni. Ta interakcja tworzy linie pola elektrycznego między przewodnikiem a Ziemią.

Aby przedstawić ten efekt, stosuje się metodę obrazów. Metoda ta polega na zastąpieniu Ziemi obrazem przewodnika, który odzwierciedla właściwości oryginalnego przewodnika, ale jest symetrycznie pod nim. Obraz przewodnika zachowuje ten sam promień i wielkość ładunku co oryginał, zapewniając, że pole elektryczne i rozkład napięcia nad Ziemią pozostają zgodne z rzeczywistym scenariuszem.

W liniach trójfazowych z przewodami neutralnymi dla każdej fazy stosuje się oddzielne przewody obrazu. Napięcie między przewodem a odpowiadającym mu przewodem obrazu jest określane przez ich odległość. Ze względu na symetrię napięcie między każdym przewodem a ziemią wynosi połowę tej wartości. Przewody neutralne, które są uziemione, nie przenoszą ładunku i upraszczają proces obliczeniowy.

Równania macierzowe wyrażają relacje między napięciami fazowymi a neutralnymi i ładunkami przewodników. Równania te są dalej dzielone i przepisywane, aby ustalić relacje między ładunkami fazowymi a napięciami fazowymi. Równania ujawniają, że dodatnie napięcie fazowe do neutralnego na jednej fazie indukuje ładunki dodatnie i ujemne na różnych fazach.

W przypadku linii transponowanych elementy macierzy pojemności są uśredniane, co pozwala na wyprowadzenie macierzy admitancji fazy bocznikowej. Podobne metody dają równoważną macierz admitancji bocznikowej trzy na trzy w przypadku linii dwuobwodowych o równoległych, nietransponowanych konfiguracjach. Zasady te można rozszerzyć na wiele obwodów równoległych, ułatwiając kompleksową analizę i zapewniając wydajną pracę złożonych systemów przesyłu mocy.