Determination methods of electric parameters considering the electric energy wave transmission theory
https://doi.org/10.21285/1814-3520-2019-1-90-100
Abstract
Abstraсt: The article proposes methods predicting the distribution of harmonic components of voltages and currents in three-wire power transmission lines operating in the mode of electric energy transmission to consumers. It is shown that the transmission of electric energy to consumers is provided by three pairs of waves of an electromagnetic field, while this energy transmission rate is determined by the primary parameters of the corresponding power transmission line. The electrical energy transmission rate through linear wires of the power transmission line is determined by the propagation velocity of electromagnetic field waves in a material medium. It is shown that the wavelength of the electromagnetic field and its propagation velocity along the linear wires of the power transmission line are much less than the wavelength and the propagation velocity of this field in vacuum. An example of calculation and visual determination of the electromagnetic field wavelength in linear wires of a three-wire power transmission line is given. A propagation diagram of electromagnetic field wave amplitude values along a linear wire of a three-wire transmission line is presented. Electrical energy transmission through the three-wire power transmission line is a complex oscillation process. This is confirmed by a graphical interpretation of phase voltage distribution along the three-wire power transmission line. It is noted that electrical energy transmission through a linear wire of a homogeneous section of the three-wire power transmission line can be represented as a propagation of the resultant wave obtained due to the superposition of three incident and three reflected waves of the electromagnetic field. Illustrations of amplitude-frequency characteristics for voltage and current are presented.
References
1. Якушев А.Я., Середа А.Г., Василенко М.Н., Булавский П.Е., Белозеров В.Л. Анализ электромагнитных процессов в однородной длинной линии // Электротехника. 2017. № 10. С. 23-28.
2. Большанин Г.А. Передача электрической энергии по ЛЭП одно-, двух- и трехпроводного исполнения. Братск: Изд-во Братского гос. ун-та, 2016. 313 с.
3. Ведерников А.С., Гольдштейн В.Г., Шишков Е.М. Математическая модель электромагнитного поля провода многоцепной воздушной линии электропередачи в установившемся режиме // Вестник Самарского гос. техн. ун-та. Серия: Технические науки. 2013. № 4 (36). С. 150-154.
4. Костенко М.В., Перельман А.С., Шкарин Ю.П. Волновые процессы и электрические помехи в многопроводных линиях высокого напряжения. М.: Энергия, 1973. 272с.
5. Панова Е.А., Альбрехт А.Я. Уточненные удельные электрические параметры двухцепных ЛЭП 110 кВ для дистанционного определения места повреждения // Электротехнические системы и комплексы. 2016. № 4 (33). С. 35-40.
6. Панова Е.А., Савельева К.С. Определение удельных электрических параметров воздушных линий электропередачи // Электрооборудование, эксплуатация и ремонт. 2014. № 10. С. 16-22.
7. Мельников Н.А., Рокотян С.С., Шеренцис А.Н. Проектирование электрической части воздушной линии электропередачи 330-500кВ; 2-е изд. перераб. и доп. М.: Энергия, 1974. 472 с.
8. Костенко М.В. Взаимные сопротивления между воздушными линиями с учетом поверхностного эффекта в земле // Электричество. 1955. № 10. С. 29-44.
9. Большанин Г.А., Большанина Л.Ю., Марьясова Е.Г. Косвенное измерение укрупненных первичных параметров двухпроводной линии электропередачи // Измерительная техника. 2016. № 5. С. 50-52.
10. Fereira V.H., Zanghi R., Fortez M.Z., Sotelo G.G., Silva R.B.M., Souza J.C.S., Guimarâes C.H.C., Gomes S.Jr. A survey on intelligent system transmission lines // Electric Power System Research. 2016. No. 136. P. 135-153.
11. Bol’shanin G.A., Bol’shanina L.Yu., Mar’yasova E.G. Indirect Measurement of Aggregate Primary Parameters Of a Two-Wire Transmission Line // Measurement Techniques. August 2016. Vol. 59. Issue 5. P. 521-525.
12. Пат. № 2210154, Российская Федерация, МКИ Н 02 J 3/01. Способ прогнозирования гармонических составляющих электрической энергии по неразветвленным участкам электроэнергетической системы / Большанин Г.А. № 2001106402; заявл. 06.03.01; опубл. 10.08.03.
13. Большанин Г.А. Математическое моделирование распределения электрической энергии низкого качества в трехфазной четырехпроводной электроэнергетической системе // Математика в вузе: труды Междунар. науч.-метод. конф. (г. Санкт-Петербург, сентябрь 2004 г.). Санкт-Петербург, 2004. С. 117-119.
14. Большанин Г.А., Большанина Л.Ю., Марьясова Е.Г., Харин С.И. Применение теоремы о многополюсниках для анализа распределения электрической энергии пониженного качества по ЛЭП. Естественные и инженерные науки - развитию регионов Сибири // Материалы Межрегиональной научно-технической конференции (Братск, 2007 г.). Братск, 2007. С. 24-25.
Review
For citations:
Bolshanin G.A. Determination methods of electric parameters considering the electric energy wave transmission theory. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2019;23(1):90-100. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/1814-3520-2019-1-90-100
Views:
198
Email this article 