Моделювання перехідних електромагнітних процесів у лінії електропередачі в режимах короткого замикання та неробочого ходу

Abstract

У статті здійснено аналіз наукових публікацій, які стосуються математичного моделювання перехідних електромагнітних процесів у довгих лініях електропередачі. Аналіз показав, що сьогодні не існує єдино прийнятих підходів до дослідження згаданих процесів, натомість існує велика кількість методів і засобів для їх відтворення, які ґрунтуються на спрощених підходах. Зокрема, дослідники використовують заступні електричні схеми, при цьому втрачаючи саму суть фізичних процесів, а також використовують рівняння довгої лінії без урахування активних опорів та провідностей лінії, що може призвести до неточних результатів. На основі теорії електромагнітного поля та варіаційних підходів, з використанням модифікованого принципу Гамільтона – Остроградського, побудовано математичну модель електротехнічної системи пересилання енергії, яка складається зі силового трансформатора та довгої лінії електропередачі надвисокої напруги, що розглядаються у симетричних режимах. Запропоновано для розв’язання диференціального рівняння довгої лінії з частинними похідними використовувати крайові умови другого роду (умови Неймана). Здійснено пошук напруг у фіктивних вузлах на початку та в кінці лінії електропередачі для режиму короткого замикання і неробочого ходу лінії. На підґрунті розробленої математичної моделі написано програмний код алгоритмічною мовою програмування Visual Fortran, за допомогою якого проаналізовано перехідні електромагнітні процеси під час вмикання лінії в режимі неробочого ходу та віддаленого короткого замикання в кінці лінії електропередачі. Представлено результати комп’ютерної симуляції перехідних електромагнітних процесів у вигляді рисунків, які аналізуються.