omnaОмский научный вестникOmsk Scientific Bulletin1813-82252541-7541Омский государственный технический университет10.25206/1813-8225-2023-188-93-99WIGOVEomna-236Research ArticleЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКАENERGY AND ELECTRICAL ENGINEERINGАнализ температуры и сравнение потерь активной мощности в нестационарном и стационарном тепловом режиме воздушных линий электропередачиTemperature analysis and comparison of active power losses in non-stationary and stationary thermal conditions of overhead power lineshttps://orcid.org/0000-0002-4250-371XТроценкоВ. М.TrotsenkoV. M.

Троценко Владислав Михайлович - старший преподаватель кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» ОмГТУ.

Омск

AuthorID (РИНЦ) 889516

AuthorID (SCOPUS) 57210208434

Vladislav M. Trotsenko - Senior Lecturer of Power Supply for Industrial Enterprises Department, Omsk State Technical University.

Omsk

AuthorID (RSCI) 889516

AuthorID (SCOPUS) 57210208434

troch_93@mail.ruОмский государственный технический университетРоссияOmsk State Technical UniversityRussian Federation202330122023049399Copyright © Троценко В.М., 20232023Троценко В.М.Trotsenko V.M.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/236

В статье рассмотрено распределение температуры с повышенными токами в нестационарном тепловом режиме воздушных линий электропередачи. Построено распределение температуры по длине линии для проводов марок АС-240/32 и G(Z)TACSR 240. Построены зависимости температуры от времени. Практическая ценность рассматриваемой в статье математической модели заключается в определении максимальных температур воздушных линий разных сечений в нормальном или послеаварийном режиме провода. Проведен сравнительный анализ потерь активной мощности в стационарном тепловом режиме с учетом и без учета осевой передачи тепла. Сравнение показало, что учет осевой передачи тепла уточняет потери активной мощности, что позволяет с большей точностью ввести мероприятия по уменьшению этих потерь.

The article considers the temperature distribution with increased currents in the non-stationary thermal regime of overhead power lines. The temperature distribution along the length of the line for wires of AC-240/32 and G(Z)TACSR 240 grades is constructed. Temperature dependences on time are plotted. The practical value of the mathematical model considered in the article lies in determining the maximum temperatures of overhead lines of different sections in normal or post-emergency wire mode. A comparative analysis of active power losses in a stationary thermal regime is carried out with and without taking into account axial heat transfer. The comparison showed that taking into account the axial heat transfer refines the active power losses, which allows introducing measures to reduce these losses with greater accuracy.

потери мощностинеизолированный проводнестационарный тепловой режимстационарный тепловой режимтемпература проводауравнение теплопроводностиосевая передача тепламетод конечных разностейpower lossbare wirenon-stationary thermal regimestationary thermal regimewire temperatureheat equationaxial heat transferfinite difference methodReferencesГорюнов В. Н., Кропотин О. В., Шепелев А. О., Ткаченко В. А., Гиршин С. С., Троценко В. М. Упрощенная формула для нагрузочных потерь активной мощности в линиях электропередачи с учетом температуры // Омский научный вестник. 2018. № 6 (162). С. 41–49. DOI: 10.25206/1813-8225-2018-162-41-49. EDN: YSWODB.Goryunov V. N., Kropotin O. V., Shepelev A. O., Tkachenko V. A., Girshin S. S., Trotsenko V. M. Uproshchennaya formula dlya nagruzochnykh poter’ aktivnoy moshchnosti v liniyakh elektroperedachi s uchetom temperatury [Simplified formula for active power load losses in transmission lines taking into account temperature dependence] // Omskiy Nauchnyy Vestnik. Omsk Scientific Bulletin. 2018. No. 6 (162). P. 41–49. DOI: 10.25206/1813-8225-2018-162-41-49. EDN: YSWODB. (In Russ.).Гиршин С. С., Шепелев А. О. Разработка усовершенствованных методов расчёта установившихся режимов электроэнергетических систем с учётом температурной зависимости активных сопротивлений ВЛ // Электрические станции. 2019. № 11 (1060). С. 44–54. EDN: LWEVHS.Girshin S. S., Shepelev A. O. Razrabotka usovershenstvovannykh metodov raschлta ustanovivshikhsya rezhimov elektroenergeticheskikh sistem s uchлtom temperaturnoy zavisimosti aktivnykh soprotivleniy VL [Development of improved methods for calculating steady-state modes of power systems taking into account the temperature dependence of the active resistances of overhead transmission lines] // Elektricheskiye Stantsii. Electric Stations. 2019. No. 11 (1060). P. 44–54. EDN: LWEVHS. (In Russ.).Гиршин С. С., Горюнов В. Н., Бигун А. Я. [и др.]. Расчет динамических процессов нагрева воздушных линий электропередачи на основе квадратичной модели теплообмена // Динамика систем, механизмов и машин. 2016. № 2. С. 60–67. EDN: XBFJKL.Girshin S. S., Goryunov V. N., Bigun A. Y. [et al.]. Raschet dinamicheskikh protsessov nagreva vozdushnykh liniy elektroperedachi na osnove kvadratichnoy modeli teploobmena [Calculation of dynamic processes of heating overhead transmission lines based on a quadratic heat transfer model] // Dinamika Sistem, Mekhanizmov i Mashin. Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines. 2016. No. 2. P. 60–67. EDN: XBFJKL. (In Russ.).Петрова Е. В., Гиршин С. С., Ляшков А. А. [и др.]. Аналитическое решение уравнения теплового баланса провода воздушной линии в условиях вынужденной конвекции // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1–1. С. 218.Petrova E. V., Girshin S. S., Lyashkov A. A. [et al.].Analiticheskoye resheniye uravneniya teplovogo balansa provoda vozdushnoy linii v usloviyakh vynuzhdennoy konvektsii [Analytical solution of the heat balance equation for an overhead line wire under conditions of forced convection] // Sovremennyye Problemy Nauki i Obrazovaniya. Modern Problems of Science and Education. 2015. № 1–1. P. 218. (In Russ.).Girshin S. S., Goryunov V. N., Kuznetsov Е. А. [et al.]. Comparative analysis of insulation-covered and bare conductors of overhead lines with variation of load currents considering weather conditions // Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics). 2016. Р. 1–6. DOI: 10.1109/Dynamics.2016.7819012.Girshin S. S., Goryunov V. N., Kuznetsov Е. А. [et al.]. Comparative analysis of insulation-covered and bare conductors of overhead lines with variation of load currents considering weather conditions // Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics). 2016. Р. 1–6. DOI: 10.1109/Dynamics.2016.7819012. (In Engl.).Гиршин С. С., Горюнов В. Н., Бигун А. Я. Расчет нестационарных температурных режимов воздушных линий электропередачи с учетом нелинейности процессов теплообмена // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 5. С. 287. EDN: SZVMIP.Girshin S. S., Goryunov V. N., Bigun A. Ya. Raschet nestatsionarnykh temperaturnykh rezhimov vozdushnykh liniy elektroperedachi s uchetom nelineynosti protsessov teploobmena [Calculation of non-stationary temperature regimes of overhead power lines, taking into account the nonlinearity of heat transfer processes] // Sovremennyye Problemy Nauki i Obrazovaniya. Modern Problems of Science and Education. 2014. No. 5. P. 287. EDN: SZVMIP. (In Russ.).Bigun A. Y., Girshin S. S., Goryunov V. N. [et al.]. Assessment of climatic factors influence on the time to reach maximum wire temperature of overhead power lines // Przeglad Elektrotechniczny. 2020. № 96 (8). P. 39–42. DOI: 10.15199/48.2020.08.08.Bigun A. Y., Girshin S. S., Goryunov V. N. [et al.]. Assessment of climatic factors influence on the time to reach maximum wire temperature of overhead power lines // Przeglad Elektrotechniczny. Electrotechnical Review. 2020. No. 96 (8). P. 39–42. DOI: 10.15199/48.2020.08.08. (In Engl.).Bhattarai B. P., Gentle J. P., McJunkin T. [et al.]. Improvement of transmission line ampacity utilization by weather-based dynamic line rating // IEEE Transactions on Power Delivery. 2018. № 33 (4). P. 1853–1863. DOI:10.1109/TPWRD.2018.2798411.Bhattarai B. P., Gentle J. P., McJunkin T. [et al.]. Improvement of transmission line ampacity utilization by weather-based dynamic line rating // IEEE Transactions on Power Delivery. 2018. No. 33 (4). P. 1853–1863. DOI: 10.1109/ TPWRD.2018.2798411. (In Engl.).Троценко В. М., Гиршин С. С., Петрова Е. В. [и др.]. Математическая модель теплового режима воздушной линии электропередачи с учетом изменения температуры по длине // iPolytech Journal. 2022. № 26 (3). С. 519–531. DOI: 10.21285/1814-3520-2022-3-519-531.Trotsenko V. M., Girshin S. S., Petrova E. V. [et al.]. Matematicheskaya model’ teplovogo rezhima vozdushnoy linii elektroperedachi s uchetom izmeneniya temperatury po dline [Mathematical model of the thermal regime of an overhead power line, taking into account temperature changes along the length] // iPolytech Journal. iPolytech Journal. 2022. No. 26 (3). P. 519–531. DOI: 10.21285/1814-3520-2022-3-519-531. (In Russ.).Самарский А. А. Теория разностных схем. Москва: Наука, 1977. 656 с. ISBN 5-02-014576-9.Samarskiy A. A. Teoriya raznostnykh skhem [Theory of difference schemes]. Moscow, 1977. 656 p. ISBN 5-02-014576-9. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.