27.7 : Шунтирующие адмиттансы

Шунтирующие адмиттансы играют решающую роль в анализе линий электропередачи, особенно для трёхфазных систем с нейтральными проводниками. Когда равномерно заряженный проводник расположен над землёй, он индуцирует равный, но противоположный заряд на её поверхности. Это взаимодействие создает линии электрического поля между проводником и землёй.

Для моделирования этого эффекта используется метод изображений. Этот метод подразумевает замену Земли на изображение-проводник, который отражает свойства исходного проводника, но находится симметрично под ним. Изображение-проводник сохраняет тот же радиус и величину заряда, что и исходный, гарантируя, что электрическое поле и распределение напряжения над Землёй остаются в соответствии с реальным сценарием.

В трехфазных линиях с нейтральными проводниками для каждой фазы используются отдельные зеркальные проводники. Напряжение между проводником и соответствующим ему зеркальным проводником определяется их расстоянием. Из-за симметрии напряжение между каждым проводником и землёй составляет половину этого значения. Нейтральные проводники, которые заземлены, не несут заряда и упрощают процесс расчёта.

Матричные уравнения выражают взаимосвязи между фазными напряжениями и зарядами проводников. Эти уравнения далее разбиваются и переписываются для установления взаимосвязей между зарядами фазных проводников и фазными напряжениями. Уравнения показывают, что положительное напряжение фаза-нейтраль на одной фазе индуцирует положительные и отрицательные заряды на разных фазах.

Для транспонированных линий элементы матрицы ёмкости усредняются, что позволяет вывести матрицу проводимости шунтирующей фазы. Аналогичные методы дают эквивалентную матрицу проводимости шунтирующей фазы размером три на три в случае двухцепных линий с параллельными, нетранспонированными конфигурациями. Эти принципы могут быть распространены на несколько параллельных цепей, что облегчает комплексный анализ и обеспечивает эффективную работу сложных систем передачи электроэнергии.