A mathematical model of an ultrahigh voltage transmission line taking into account overhead ground wires

• Autorzy: Czaban Andriy , Szafraniec Andrzej , Lysiak Heorhii , Levoniyk Vitaliy , Lysiak Vladyslav

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.06.05

Warianty tytułu

PL

Model matematyczny linii przesyłowej wysokiego napięcia z uwzględnieniem napowietrznych przewodów uziemiających

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The development of a mathematical model of a three-phase ultrahigh voltage transmission line with two overhead ground wires is presented in the paper. The mathematical model is based on differential equations of state of a long line with partial derivatives in the matrix-vector form. The boundary conditions of the second kind (Neumann's conditions) are used, which enables obtaining functions of unknown coordinates of the overhead ground wires mode at the beginning and at the end of the voltage transmission line to solve the transmission line equation. Some results of computer simulations of transients during switching on and a single-phase short circuit of the line are presented in the form of corresponding graphic functions of its mode coordinates.

PL

W artykule przedstawiono model matematyczny trójfazowej linii elektroenergetycznej ultra wysokiego napięcia z dwoma przewodami odgromowymi. Model matematyczny wykorzystuje równania różniczkowe o pochodnych cząstkowych elektromagnetycznej długiej linii w postaci macierzowo-wektorowej. Jako warunki brzegowe wykorzystano warunki drugiego rodzaju (warunki Neumanna), co z kolei pozwoliło obliczyć przebiegi napięcia i prądu na początku i na końcu linii elektroenergetycznej. Wyniki symulacji komputerowej stanów nieustalonych podczas załączania linii oraz zwarcia jednofazowego w jej końcu przedstawiono w postaci rysunków.

Słowa kluczowe

EN

mathematical model; power line; overhead ground wires; high voltage; distributed parameter; long line equation

PL

model matematyczny; linia energetyczna; przewód odgromowy; wysokie napięcia; parametry rozłożone; równanie linii długiej

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 6
• Strony: 27--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Czaban Andriy

• University of Technology and Humanities in Radom, Faculty of Transport and Electrical Engineering, ul. Malczewskiego 29, 26-600 Radom
• Lviv Polytechnic National University, Department of Power Engineering and Control Systems, S. Bandera str., 12, Lviv, 79013, Ukraine
• Lviv National Agrarian University, Department of Electrical Systems, 1, V. Velykogo str., 80381 Dubliany, Lviv region, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-4620-301X

autor

Szafraniec Andrzej

• University of Technology and Humanities in Radom, Faculty of Transport and Electrical Engineering, ul. Malczewskiego 29, 26-600 Radom

• https://orcid.org/0000-0002-0143-2409

autor

Lysiak Heorhii

• Lviv Polytechnic National University, Department of Power Engineering and Control Systems, S. Bandera str., 12, Lviv, 79013, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0001-9580-2935

autor

Levoniyk Vitaliy

• Lviv National Agrarian University, Department of Electrical Systems, 1, V. Velykogo str., 80381 Dubliany, Lviv region, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0003-2113-107X

autor

Lysiak Vladyslav

• Lviv Polytechnic National University, Department of Power Engineering and Control Systems, S. Bandera str., 12, Lviv, 79013, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-8371-6455

Bibliografia

• [1] Lis M., Chaban A., Szafraniec A., Figura R., Levoniuk V., Mathematical model of a part of an opened extra-high voltage electrical grid, In E3S Web of Conferences, Podlesice, Poland, (2019), Volume 84, No. 02055
• [2] Chaban A., Szafraniec A., Levoniuk V., Electromechanical oscillatory processes analysis in high voltage switch in power grid, IEEE Xplore, (2018), Applications of Electromagnetics in Modern Techniques and Medicine (PTZE), 21-24
• [3] Paranchuk, Y.S., Lysiak, V., Energy efficient power supply system and automatic control of modes of the power supply - Pumping station complex, Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (2018), No. 3, 115-124
• [4] Czaban A., Szafraniec A., Lis M., Levoniuk V., Lysiak H., Figura R., Transient Processes Analysis in a Part of an Power Grid during a Automatic Reclosing Cycle, 13th International Scientific Conference Control of Power Systems, Tatranské Matliare, Slovakia, (2018), 43-48
• [5] Matsuura S., Noda T., Asakawa A., Yokoyama S., EMTP Modeling of a Distribution Line for Lightning Overvoltage Studies, Presented at the International Conference on Power Systems Transients, Lyon, France, (2007)
• [6] Li J., Yang Q., Sima W., Sun C., Yuan T., Zahn M., A New Estimation Model of the Lightning Shielding Performance of Transmission Lines Using a Fractal Approach, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, (2011), No. 5, 1712-1723
• [7] Chaban A., Lis M., Szafraniec A., Chrzan M., Levoniuk V., Interdisciplinary modelling of transient processes in local electric power systems including long supplylines of distributed parameters, IEEE Xplore, (2018), Applications of Electromagnetics in Modern Techniques and Medicine (PTZE), 17-20
• [8] Shariatinasab R., Gholinezhad J., The effect of grounding system modeling on lightning-related studies of transmission lines, Journal of Applied Research and Technology, (2017), 545-554
• [9] Kessel J., Atlason V., Leth Bak C., Lund J., Lightning simulation of a combined overhead line/cable connected gis, Presented at 29th International Conference on Lightning Protection, Uppsala, Sweden, June 23-26, (2008)
• [10] Qian Yi-fan, Ye Zhi-feng, Zhang Hai-bo, Impact of Modeling Simplifications on Lightning Strike Simulation for Aeroengine, Mathematical Problems in Engineering, (2019), 1-11
• [11] Chaban A., Hamіlton-Ostrogradski Principle in Electromechanical Systems, Soroki: Lviv, Ukraine, (2015), 488
• [12] Boglaev Y., P., Computational mathematics and programming, University publishing, Moskwa, (1990)
• [13] Chaban A., Szafraniec A., Levoniuk V., Mathematical modelling of transient processes in power systems considering effect of high-voltage circuit breakers, Przegląd Elektrotechniczny, 95 (2019), nr 1, 49-52

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).