Математическая модель нагрева токопроводящей жилы силового кабеля для учета электротепловых процессов в цифровых двойниках кабельных линий
Gespeichert in:
| Titel: | Математическая модель нагрева токопроводящей жилы силового кабеля для учета электротепловых процессов в цифровых двойниках кабельных линий |
|---|---|
| Autoren: | Kolesnikov, I.E., Gorshkov, K.E., Korzhov, A.V. |
| Verlagsinformationen: | Издательский центр ЮУрГУ, 2022. |
| Publikationsjahr: | 2022 |
| Schlagwörter: | heating temperature, кабельная линия, cable lines, температура нагрева, digital twin, цифровой двойник, mathematical electrothermal model, динамическое тепловое сопротивление, математическая электротепловая модель, УДК 66.011, dynamic thermal resistance |
| Beschreibung: | Колесников Иван Евгеньевич, аспирант кафедры электрических станций, сетей и систем электроснабжения, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия; sp19kie877@susu.ru. Горшков Константин Евгеньевич, канд. техн. наук, доц. кафедры электрических станций, сетей и систем электроснабжения, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия; gorshkovke@susu.ru. Коржов Антон Вениаминович, д-р техн. наук, доц., проф. кафедры электрических станций, сетей и систем электроснабжения, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия; korzhovav@susu.ru. Ivan E. Kolesnikov, Postgraduate Student of the Department of Power Plants, Networks and Power Supply Systems, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; sp19kie877@susu.ru. Konstantin E. Gorshkov, Cand. Sci. (Eng.), Ass. Prof. of the Department of Power Plants, Networks and Power Supply Systems, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; gorshkovke@susu.ru. Anton V. Korzhov, Dr. Sci. (Eng.), Ass. Prof., Prof. of the Department of Power Plants, Networks and Power Supply Systems, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; korzhovav@susu.ru. В статье рассматриваются вопросы реализации диагностики и мониторинга состояния силовой части и изоляции высоковольтных кабельных линий в реальном времени с помощью цифровых двойников. Определены проблемы теплового учета и особенности моделирования электротепловых процессов нагрева в силовых кабелях. Предложена математическая электротепловая модель силового кабеля для цифрового двойника кабельной линии, основанная на разложении его динамического теплового сопротивления на сумму экспоненциальных составляющих, позволяющая реализовать расчет мгновенных значений температуры нагрева токопроводящей жилы кабеля в реальном времени при незначительных объемах вычислений на интервале дискретизации расчета. Приведены результаты расчета с помощью модели температуры нагрева одножильного силового кабеля при трехфазном коротком замыкании в сети. This article deals with the implementation of diagnostics and monitoring of the current-conducting part and insulation state of high-voltage cable lines in real time using digital twins. The problems of thermal accounting and the features of modeling electrothermal heating processes in power cables are determined. A mathematical electrothermal model of a power cable for a cable line digital twin is proposed, based on the decomposition of its dynamic thermal resistance into the sum of exponential components, which makes it possible to calculate the instantaneous values of the heating temperature of a current-conducting cable core in real time with insignificant amounts of calculations on the discretization interval of the calculation. The results of calculation using the heating temperature model for a single-core power cable with a three-phase short circuit in the network are presented. Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, проект № FENU-2022-0010. The study was supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, project no. FENU-2022-0010. |
| Publikationsart: | Article |
| Dateibeschreibung: | application/pdf |
| DOI: | 10.14529/power220401 |
| Zugangs-URL: | http://dspace.susu.ru/xmlui/handle/00001.74/51483 |
| Dokumentencode: | edsair.od......2425..c6d22238cd6696d8dfa12f8f804b39f9 |
| Datenbank: | OpenAIRE |
Nájsť tento článok vo Web of Science | Abstract: | Колесников Иван Евгеньевич, аспирант кафедры электрических станций, сетей и систем электроснабжения, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия; sp19kie877@susu.ru. Горшков Константин Евгеньевич, канд. техн. наук, доц. кафедры электрических станций, сетей и систем электроснабжения, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия; gorshkovke@susu.ru. Коржов Антон Вениаминович, д-р техн. наук, доц., проф. кафедры электрических станций, сетей и систем электроснабжения, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия; korzhovav@susu.ru. Ivan E. Kolesnikov, Postgraduate Student of the Department of Power Plants, Networks and Power Supply Systems, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; sp19kie877@susu.ru. Konstantin E. Gorshkov, Cand. Sci. (Eng.), Ass. Prof. of the Department of Power Plants, Networks and Power Supply Systems, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; gorshkovke@susu.ru. Anton V. Korzhov, Dr. Sci. (Eng.), Ass. Prof., Prof. of the Department of Power Plants, Networks and Power Supply Systems, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; korzhovav@susu.ru. В статье рассматриваются вопросы реализации диагностики и мониторинга состояния силовой части и изоляции высоковольтных кабельных линий в реальном времени с помощью цифровых двойников. Определены проблемы теплового учета и особенности моделирования электротепловых процессов нагрева в силовых кабелях. Предложена математическая электротепловая модель силового кабеля для цифрового двойника кабельной линии, основанная на разложении его динамического теплового сопротивления на сумму экспоненциальных составляющих, позволяющая реализовать расчет мгновенных значений температуры нагрева токопроводящей жилы кабеля в реальном времени при незначительных объемах вычислений на интервале дискретизации расчета. Приведены результаты расчета с помощью модели температуры нагрева одножильного силового кабеля при трехфазном коротком замыкании в сети. This article deals with the implementation of diagnostics and monitoring of the current-conducting part and insulation state of high-voltage cable lines in real time using digital twins. The problems of thermal accounting and the features of modeling electrothermal heating processes in power cables are determined. A mathematical electrothermal model of a power cable for a cable line digital twin is proposed, based on the decomposition of its dynamic thermal resistance into the sum of exponential components, which makes it possible to calculate the instantaneous values of the heating temperature of a current-conducting cable core in real time with insignificant amounts of calculations on the discretization interval of the calculation. The results of calculation using the heating temperature model for a single-core power cable with a three-phase short circuit in the network are presented. Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, проект № FENU-2022-0010. The study was supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, project no. FENU-2022-0010. |
|---|---|
| DOI: | 10.14529/power220401 |