Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ

К вопросу о необходимости учёта скин-эффекта для сталеалюминиевых проводов

М. И. Сухичев, Е. М. Скочко

Аннотация


Анализируется необходимость учёта скин-эффекта для сталеалюминиевых проводов по ГОСТ 839-2019. Составлены и сравнены между собой, а также с известным аналитическим решением и режимом постоянного тока следующие численные модели: модель цилиндра, соосная модель и модель повивов. В результате выявлено, что учёт скин-эффекта путём простейшего аналитического решения не годится, а ошибка при расчётах без учёта скин-эффекта может составлять 75 % по полному току для сталеалюминиевых проводов марки АС, достигая существенных значений уже для проводов средних сечений типа АС 240/39. Сделан вывод, что учёт скин-эффекта необходим для всех сечений сталеалюминиевых проводов. Предложена поправка на заполнение сечения. Указаны два перспективных направления дальнейших исследований: создание более точных моделей скин-эффекта в проводе и разработка поправок для аналитических методов учёта скин-эффекта.

Ключевые слова


воздушная линия; провод; ток; распределение тока; скин-эффект; моделирование; ГОСТ 839-2019; метод конечных элементов (МКЭ); freefem

Полный текст:

PDF

Литература


Демирчян, К. С. Теоретические основы электротехники: В 3-х т. Учебник для вузов. Т. 3. 4-е изд. / К. С. Демирчян, Л. Р. Нейман, Н. В. Коровкин, В. Л. Чечурин. - СПб.: Питер, 2004. - 377 с.

Матвеев, А. Н. Электричество и магнетизм: Учеб. пособие / А. Н. Матвеев. - М.: Высшая школа, 1983. - 463 с.

Измайлов, С. В. Курс электродинамики. Учебник для физико-математических факультетов педагогических институтов / С. В. Измайлов. - М.: Государственное учебно-педагогическое издательство Министерства просвещения РСФСР, 1962. - 439 с.

Vincent, T. Morgan. The Current Distribution, Resistance and Internal Inductance of Linear Power System Conductors - A Review of Explicit Equations / T. Vincent // IEEE Transactions on Power Delivery. -2013. - № 3. - pp. 1252 - 1262.

Мищенко, Е. Н. Скин-эффект в обмотках индукторов силовых устройств / Е. Н. Мищенко, В. Ф. Лопатин // Инновационные технологии в машиностроении, образовании и экономике. - 2018. - № 4 - 1(10). - С. 5 - 13.

Евдокимов, Ю. К. Импеданс длинной линии с микрорельефной неоднородной поверхностью с учетом скин-эффекта / Ю. К. Евдокимов, Л. Ю. Фадеева // Проблемы получения, обработки и передачи измерительной информации. - 2019. - С. 10 - 14.

Сухичев, М. И. Физические обоснования при выборе сечения проводов воздушных линий электропередачи для нормального режима работы / М. И. Сухичев // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. - 2016. - № 4 (254). - С. 77 - 88.

Goryunov, V. N. A mathematical model of steady-state thermal regime of insulated overhead line conductors / V. N. Goryunov, S. S. Girshin, E. A. Kuznetsov, E. V. Petrova, A. Ya. Bigun // 2016 IEEE 16th International Conference on Environment and Electrical Engineering (EEEIC). - 2016. - pp. 1 - 5.

Liu, Z. An equivalent heat transfer model instead of wind speed measuring for dynamic thermal rating of transmission lines / Z. Liu, H. Deng, R. Peng, X. Peng, R. Wang, W. Zheng, P. Wang, D. Guo, G. Liu // Energies. - 2020. - № 13 - 18. - pp. 1 - 18.

Патент № 2631421 C1 Российская Федерация, МПК H01B 5/08. Провод для воздушных линий электропередачи: № 2016114397 : заявл. 13.04.2016 : опубл. 22.09.2017 / И. М. Богачков, И. С. Латыпов; заявитель Общество с ограниченной ответственностью "Газпромпроектирование".

Kuznetsov, E. A. Influence of insulation on thermal behavior of overhead line conductors / E. A. Kuznetsov, V. N. Goryunov, S. S. Girshin, A. O. Shepelev, E. V. Petrova // International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research. - 2019. - № 1. - pp. 109 - 113.

Liu, G. Sag calculation difference caused by temperature difference between the steel core and outer surface of overhead transmission lines / G. Liu, Y. Li, K. Qi, J. Yu, Y. Cai // Proceedings of the 2016 Australasian Universities Power Engineering Conference, AUPEC 2016. - 2016. - pp. 1 - 5.

Chбvez, O. Prediction of temperature profiles and ampacity for a monometallic conductor considering the skin effect and temperature-dependent resistivity / O. Chбvez, F. Godнnez, F. Mйndez, A. Aguilar // Applied Thermal Engineering. - 2016. - № 109. - pp. 401 - 412.

Girshin, S. S.Comparison approximate analytical solution of the nonlinear differential equation of heating with numerical / S. S. Girshin, A. Ya. Bigun, O. V. Kropotin, A. O. Shepelev, V. A. Tkachenko, E. V. Petrova, V. N. Goryunov // Journal of Physics: Conference Series. - 2019. - № 1260. - pp. 1 - 7.

Bigun, A. Ya. Mode and climatic factors effect on energy losses in transient heat modes of transmission lines / A. Ya. Bigun, O. A. Sidorov, D. S. Osipov, S. S. Girshin, V. N. Goryunov, E. V. Petrova // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - № 944. - pp. 1 - 5.

Ying, Z. Radial thermal circuit model and parameter calculation method for high voltage overhead transmission line / Z. Ying, Z. Du, K. Feng, Y. Liu, J. Wu // Diangong Jishu Xuebao / Transactions of China Electrotechnical Society. - 2016. - № 4. - pp. 13 - 21.

Liu, G. Calculation of Current Distribution and Analysis of Current Carrying Capacity for Overhead Transmission Line / G. Liu, D. Guo, Y. Li, Y. Wang, Y. Chen // Huanan Ligong Daxue Xuebao / Journal of South China University of Technology (Natural Science). - 2018. - № 4. - pp. 91 - 97.

Liu, G. Calculation and experiment verification on temperature distribution and radial temperature of overhead transmission line based on electromagnetic-thermal coupling fields / G. Liu, Y. Li, Y. Chen, X. Dong // DianliXitongBaohuyuKongzhi / Power System Protection and Control. - 2018. - № 7. - pp. 7 - 13.

ГОСТ 839-2019. Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2019. - 45 с.

Сухичев, М. И. Коронный разряд и электростатический коэффициент гладкости провода / М. И. Сухичев // Электричество. - 2019. - № 3. - С. 31 - 35.




DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2022.95.45.001

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


                                                

© 1998 — 2024 НТФ "Энергопрогресс"

Адрес редакции: 129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон редакции   234-7449.

E-mail: prom_energy@rambler.ru; prom_energy1@mail.ru