Assessment of climatic factors influence on the time to reach maximum wire temperature of overhead power lines

• Autorzy: Bigun Aleksandr AY. , Girshin Stanislav S. , Goryunov Vladimir N. , Shepelev Aleksandr O. , Pruss Svetlana Yu. , Tkachenko Vsevolod A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2020.08.08

Warianty tytułu

PL

Analiza wpływu czynników klimatycznych na czas osiągania maksymalnej temperatury przewodów linii napowietrznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

With the growth of electricity consumption, there is an increase in electrical energy losses and a decrease in the capacity of the lines. Also, the limited capacity affects the efficiency of energy use from renewable energy sources. Traditional and innovative methods are used to solve the existing problem. One of the methods is to increase the capacity taking into account climatic factors. This method is based on the heat balance equation. At present, dynamic thermal assessment of lines is widely used, as it allows determining more accurately the ampacities as compared with steady currents. In studies to determine continuous ampacities, it is necessary to take into account the inertia of the thermal process, which allows transmitting currents greater than the continuous ampacities. The studies to determine the time to reach maximum permissible temperature of the wire is performed in this work, and the influence of the ambient temperature, wind speed and its direction relative to the axis of the line on this time is revealed. The method of dynamic thermal assessment of lines based on the analytical solution of the heat balance equation in the transient mode of air lines operation on the basis of the least squares method is used in the research.

PL

Wraz ze wzrostem zużycia energii elektrycznej następuje wzrost strat energii elektrycznej i spadek przepustowości linii. Ograniczona wydajność wpływa również na efektywność wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych. W celu rozwiązania istniejącego problemu stosuje się tradycyjne i innowacyjne metody. Jedną z metod jest zwiększenie wydajności z uwzględnieniem czynników klimatycznych. Ta metoda oparta jest na równaniu bilansu cieplnego. Obecnie szeroko stosowana jest dynamiczna ocena termiczna linii, ponieważ pozwala ona na dokładniejsze wyznaczanie wartości prądu w porównaniu ze stałymi prądami. W badaniach mających na celu określenie ciągłych prądów należy wziąć pod uwagę bezwładność procesu termicznego, która umożliwia przekazywanie prądów większych niż prądy ciągłe. W pracy tej prowadzone są badania mające na celu określenie czasu do osiągnięcia maksymalnej dopuszczalnej temperatury drutu oraz ujawnienie wpływu temperatury otoczenia, prędkości wiatru i jego kierunku względem osi linii. W badaniach wykorzystano metodę dynamicznej oceny termicznej linii opartą na rozwiązaniu analitycznym równania bilansu cieplnego w trybie przejściowym działania linii powietrznych na podstawie metody najmniejszych kwadratów.

Słowa kluczowe

EN

transient thermal modes; heat balance equation; overhead power line; wire temperature

PL

przejściowy tryb termiczny; równanie bilansu cieplnego; linia elektroenergetyczna napowietrzna; temperatura drutu

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 96, nr 8
• Strony: 39--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bigun Aleksandr AY.

• Omsk State Technical University, Mira, h. 11, 644050 Omsk, Russian Federation

autor

Girshin Stanislav S.

• Omsk State Technical University, Mira, h. 11, 644050 Omsk, Russian Federation

autor

Goryunov Vladimir N.

• Omsk State Technical University, Mira, h. 11, 644050 Omsk, Russian Federation

autor

Shepelev Aleksandr O.

• Omsk State Technical University, Mira, h. 11, 644050 Omsk, Russian Federation

autor

Pruss Svetlana Yu.

• Omsk State Technical University, Mira, h. 11, 644050 Omsk, Russian Federation

autor

Tkachenko Vsevolod A.

• Omsk State Technical University, Mira, h. 11, 644050 Omsk, Russian Federation

Bibliografia

• [1] Yan Y., Bao W., Xin J., Lin H., Li Z., Zhong H. A thermal model based dynamic rating system for overhead transmission lines, 5th International Conference on Electric Utility Deregulation and Restructuring and Power Technologies (DRPT), Changsha, 2015, 2758-2763. 42 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 96 NR 8/2020
• [2] Oleinikova I., Mutule A., Grebesh E., Lvovs, A. 2015 Line parameter estimation based on PMU application in the power grid, IEEE 5th International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives (POWERENG), Riga, 2015, 453 – 457.
• [3] Heckenbergerová J.; Hošek J., 2012 Dynamic thermal rating of power transmission lines related to wind energy integration, 11th International Conference on Environment and Electrical Engineering, Venice, 2012, 798 - 801.
• [4] Goryunov V. N., Girshin S. S., Kuznetsov E. A., Petrova E. V., Bigun A. Y. 2016 A mathematical model of steady-state thermal regime of insulated overhead line conductors. EEEIC 2016 - International Conference on Environment and Electrical Engineering 16, 2016, ?. 7555481
• [5] Cigr´e Working Group 22.12, Thermal behaviour of overhead conductors, Cigr´e Brochure 207, August 2002.
• [6] IEEE Standard for Calculating the Current-Temperature of Bare Overhead Conductors, IEEE Std 738-2006 (Revision of IEEE Std 738-1993)
• [7] Girshin, S.S., Kropotin, O., Trotsenko, V.M., Shepelev, A.O., Petrova, E.V., Goryunov, V.N., Simplified formula for the load losses of active power in power lines taking into account temperature, Przeglad Elektrotechniczny. 2019. No. 7, 42-46
• [8] Girshin S. S., Bubenchikov A. A., Bubenchikova T. V., Goryunov V. N., Osipov D. S. Mathematical model of electric energy losses calculating in crosslinked four-wire polyethylene insulated (XLPE) aerial bundled cables, ELEKTRO, Strbske Pleso, 2016, 294–298.
• [9] Roberts D., Taylor P., Michiorri A.. Dynamic thermal rating for increasing network capacity and delaying network reinforcements, SmartGrids for Distribution,. IET-CIRED. CIRED Seminar , 2008,.1–4.
• [10] Harrouz A, Abbes M, Colak I and Kayisli K Smart grid and renewable energy in Algeria, IEEE 6th International Conference on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA), San Diego, 2017, 1166-1171.
• [11] Teh J et al. Prospects of Using the Dynamic Thermal Rating System for Reliable Electrical Networks: A Review IEEE Access, 2018, vol. 6, . 26765-26778.
• [12] Roberts D, Taylor P and Michiorri A Dynamic thermal rating for increasing network capacity and delaying network reinforcements, SmartGrids for Distribution, IET-CIRED. CIRED Seminar, 2008, 1 -4.
• [13] Girshin S S, Bigun A Y and Petrova E V Analysis of dynamic thermal rating of overhead power lines in the conditions of forced convection considering non-linearity of heat transfer processes, 2nd Int. Conf. on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), Chelyabinsk, 2016, 1-6
• [14] Girshin S S, Gorjunov V N, Bigun A Y, Petrova E V and Kuznetsov E. A. Overhead power line heating dynamic processes calculation based on the heat transfer quadratic model, Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics), Omsk, 2016, 1-5.
• [15] Self-supporting insulated and sheathed wires for overhead power lines [Electronic resource] // STP. – Mode of access: https://stp.ru.bakucity.az/products/3945953 – Date of access: 20.05.2020

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).