Аналіз перехідних процесів у лінії електропередачі з грозозахисними тросами під час керованої комутації
DOI:
https://doi.org/10.31734/agroengineering2023.27.051Ключові слова:
перехідні електромагнітні процеси, керована комутація, довга лінія, грозозахисні троси, математична модель, крайові умовиАнотація
У статті здійснено аналіз наукових публікацій, які стосуються дослідження перехідних процесів в елементах електротехнічних систем пересилання енергії під час керованих комутацій елегазовими вимикачами. Аналіз показав, що питання дослідження перехідних процесів під час керованих комутацій є актуальним, однак недостатньо розкритим щодо перехідних процесів у грозозахисних тросах.
Розроблено математичну модель фрагмента електротехнічної системи пересилання енергії, ключовим елементом якого є довга лінія електропередачі з грозозахисними тросами надвисокої напруги з урахуванням розподіленості параметрів. Розроблена математична модель ґрунтується на рівнянні довгої лінії з частинними похідними другого порядку. Для розв’язку згаданого рівняння запропоновано використати крайові умови Неймана та Пуанкаре. Рівняння довгої лінії з частинними погідними другого порядку розв’язуються методом прямих з використанням поняття центральної похідної. Здійснено пошук напруг у фіктивних вузлах лінії електропередачі та представлено їх вигляд для фазних проводів у кінці лінії електропередачі та грозозахисних тросів на початку та кінці лінії електропередачі. На основі розробленої математичної моделі написано програмний код алгоритмічною мовою програмування Visual Fortran, з допомогою якого здійснено два числових експерименти. У першому експерименті досліджувалися перехідні процеси у лінії електропередачі без урахування керованої комутації, а в другому – з урахуванням. Представлено результати комп’ютерної симуляції перехідних електромагнітних процесів у фазних проводах лінії та грозозахисних тросах у вигляді рисунків, які аналізуються. Функціональні залежності, які на осцилограмах позначено жлвтим кольором стосуються фази А, зеленим – фази В та червоним – фази С.
Посилання
Bhatt, K., Bhalja, B., & Parikh, U. (2018). Controlled switching technique for minimization of switching surge during energization of uncompensated and shunt compensated transmission lines for circuit breakers having pre-insertion resistors. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 103, 347 – 359.
Chaban, A. V. (2015). Pryntsyp Hamiltona-Ostrohradskoho v elektromekhanichnykh systemakh. Lviv: Vyd-vo Tarasa Soroky.
Chaban, A., Lis, M., Szafraniec, A., & Levoniuk, V. (2022). Mathematical modelling of transient processes in a three phase electric power system for a single phase short-circuit. Energies, Vol. 15, Iss. 3, 1126 – 1143.
Chaban, A., Lis, M., Szafraniec, A., Levoniuk, V., & Chaban, V. (2022). An analysis of transient processes in a three-phase long power supply line including an asymmetric RLC load. Przeglad elektrotechniczny, 12, 209 – 212.
Chaban, A., Szafraniec, A., Lysiak, H., Levoniuk, V., & Lysiak, V. (2022). A mathematical model of an ultrahigh voltage transmission line taking into account overhead ground wires. Przeglad elektrotechniczny, 6, 27 – 31.
Ciulica, D. (2020). Research on the transient regime of SF6 circuit breakers in MATLAB. Journal of Physics: Conference Series, 1426(2020), 012054.
Goldsworthy, D., Roseburg, T., Tziouvaras, D., & Pope, J. (2008). Controlled switching of HVAC circuit breakers: application, examples and benefits, The materials Annual Conference for Protective Relay Engineers. College Station.
Kuchanskyi, V. V. (2017). Kerovana komutatsiia elehazovymy vymykachamy v mahistralnykh elektrychnykh merezhakh. Pratsi Instytutu elektrodynamiky Natsionalnoi akademii nauk Ukrainy, 48, 38 – 42.
Kumar, A., Perveen, R., & Parikh, U. (2021). Controlled switching of power transformer and shunt reactors for minimization of switching transients: a review. Journal of The Institution of Engineers, 103(2), 1013 – 1024.
Kumar, U., Tale, S., Panda, S., & Verma, A. (2018). Modeling of circuit breaker for controlled switching applications using EMTDC/PSCAD, The materials National Power Systems Conference. Tiruchirappalli.
Levoniuk, V. (2022). Analiz perekhidnykh protsesiv u dovhii linii elektroperedachi z hrozozakhysnymy trosamy. Tekhnichni visti, 55, 30 – 33.
Panda, S., Bahirat, H., & Stanek, М. (2016). Controlled switching of power circuit breakers, The materials International Conference on Power System Technology. Wollongong.
Panoiu, C., Ciulica, D., Panoiu, M., & Mezinescu, S. (2021). Research based on modeling and simulation of the transient regime in controlled switching with high power switches. Machines, 9, 99.
Perzynski, T., Levoniuk, V., & Figura R. (2023). Transient electromagnetic processes analysis in high voltage transmission lines during two-phase short circuits. Sensors, 1, 298.
Smolarczyk, A., Lapczynski, S., Szulborski, M., Kolimas, L., & Kozarek L. (2021). The real-time simulator using MATLAB/Simulink software for closed-loop coordination protection devices testing. Bulletin of the Polish Academy of Sciences Technical Sciences, 69(4), Paper No. e137413.
Stanek, M. (2015). Analysis of circuit breaker controlled switching operations – from manual to automatic, The materials 50th International Universities Power Engineering Conference. Stoke-on-Trent.
Uglesic, I., Filipovic-Grcic, B., & Bojic, S. (2013). Transients caused by uncontrolled and controlled switching of circuit breakers, The materials of International Symposium on High-Voltage Technique «Höfler's Days». Portoroz.
