Computer simulation of long line with loss in steady harmonic mode at active load

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background: The implementation of projects to create long-range power systems requires the greatest possible study of not only the technical feasibility of long lines, but also the features of energy transmission along these lines. Such studies can be carried out in the field, using a physical experiment or using computer simulation. The first is limited by the complexity of the experiment, the lack of access to real measurements. Unlike a physical experiment, computer simulation is devoid of these problems: it makes it quite easy not only to model a long line, but also to study it under various operating modes. The practical significance of this work is the applicability of the proposed method in the educational process when students of energy specialties of transport universities perform research on lines with distributed parameters to solve subsequent problems in the development or development of new energy systems of great extent.

Aim: Building a computer model of a long line and developing a method for studying various modes of its operation under various loads, including idling and short circuit.

Methods: Computer modelling.

Results: A computer model of a line with distributed parameters has been constructed, which allows one to study it under various modes.

Conclusion: As part of the development of energy systems, the relevance of developing and modeling new methods for studying various modes in such circuits increases many times over. At the same time, newly developed methods should be applicable in the educational process. The article describes computer simulation and study of a long line under various active loads of the distribution of the effective value of the voltage along the line during its transmission, equal to half the wavelength (half-wave line). Research in this direction has not only scientific significance, but also practical, since it is possible to reasonably develop new models of long lines, as well as solve problems in the field of studying non-stationary (transient) operating modes of long lines.

About the authors

Victoria V. Krivorotova

Irkutsk State University of Railways

Author for correspondence.
Email: vvk_xapga@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0801-9112
SPIN-code: 6566-5620

Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor

Russian Federation, Irkutsk

References

  1. Волощенко П.Ю., Волошенко Ю.П., Мальков С.Б. Моделирование композиции сигналов в одномерной электронной цепи // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2015. – №11 (172). – С. 10–18. [Voloshchenko PYu, Voloshenko YuP, Malkov SB. Modeling of Signal Composition in a One-Dimensional Electronic Circuit. Izvestiya SFedU. Engineering Sciences. 2015;11(172):10-18. (In Russ.)]. Ссылка активна на 16.06.2022. Доступна по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25607279
  2. Баламетов А.Б., Халилов Э.Д. Моделирование режимов электрических сетей на основе уравнений установившегося режима и теплового баланса // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. – 2020. – №1. – С.66–80. [Balametov AB, Khalilov ED. Modeling of Electric Grid Modes Based on Steady-state Equations and Thermal Balance. Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations. 2020;1:66-80. (In Russ.)]. doi: 10.21122/1029-7448-2020-63-1-66-80
  3. Рахимов О.С., Мирзоев Д.Н. Определение потерь электроэнергии моделированием низковольтных сельских электрических сетей // Известия ТулГУ. Технические науки. – 2020. – №4. – С. 440–449. [Rakhimov OS, Mirzoev DN. Determination of Electricity Loss by Modeling Low Voltage Rural Electric Networks. Izvestiya TulGU. Tekhnicheskiye nauki. 2020;4:440-449. (In Russ.)]. Ссылка активна на 19.06.2022. Доступна по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42926618
  4. Варганова А.В., Ирихов А.С. Оценка надежности внешнего электроснабжения сетей 6-10 кВ с источниками распределенной генерации // Электротехнические системы и комплексы. – 2021. – №3 (52) . – С.22–27. [Varganova AV, Irikhov AS. Assessment of Reliability of External Power Supply of 6-10 kV Networks with Distributed Generation Sources. Electrotechnical systems and complexes. 2021;3(52):22-27. (In Russ.)]. doi: 10.
  5. Илюшин П.В. Комплексное моделирование электрических режимов в сетях внешнего и внутреннего электроснабжения предприятий с собственной генерацией // Вестник ИрГТУ. – 2018. – №4 (135) . – С.122–135. [Ilyushin PV. Complex Modeling of Electrical Modes in External and Internal Power Supply Networks of Enterprises with Their Own Generation. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2018;4(135):122-135. (In Russ.)]. doi: 10.21285/1814-3520-2018-4-122-13518503/2311-8318-2021-3(52)-22-28
  6. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. Линейные электрические цепи: учебное пособие для вузов. Изд. 10-е, стер. – СПб.; Лань, 2021. – 592 с. [Atabekov GI. Teoreticheskiye osnovy elektrotekhniki. Lineynyye elektricheskiye tsepi: uchebnoe posobiye dlay vuzov. 10th ed., erase. St. Petersburg: Lan, 2021. 592 p. (In Russ.)]. Ссылка активна на 19.06.2022. Доступна по: https://e.lanbook.com/book/155669
  7. Атабеков Г.И. Основы теории цепей: учебник. Изд. 6-е, стер. – СПб: Лань, 2021. – 424 с. [Atabekov GI. Osnovy teorii tsepey: uchebnik. Ed. 6rd, erase. St. Petersburg: Lan, 2021; 424 p. (In Russ.)]. Ссылка активна на 19.06.2022. Доступна по: https://e.lanbook.com/book/155668
  8. Ласый П.Г., Мелешко И.Н. Приближенное решение смешанной задачи для телеграфного уравнения с однородными краевыми условиями первого рода с помощью специальных функций // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. – 2021. – №2. – С.152–163. [Lasy PG, Meleshko IN. Approximate Solution of a Mixed Problem for a telegraphic equation with homogeneous boundary conditions of the first kind using Special Functions. Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations. 2021;2:152-163. (In Russ.)]. doi: 10.21122/1029-7448-2021-64-2-152-163
  9. Шебес М.Р., Каблукова М.В. Задачник по теории линейных электрических цепей: учеб. пособ. для электротехн., радиотехн. специальностей вузов. 4-е изд., переб. и доп. – М.: Высш. шк., 1990. – 544 с. [Shebes MR, Kablukova MV. Zadachnik po teorii lineynykh elektricheskikh tsepey: ucheb. posob. dlya elektrotekhn.. radiotekhn. spetsialnostey vuzov. 4th ed., Pereb. and additional. Moscow: Vysh. shk., 1990. 544 p. (In Russ.)]. Ссылка активна на 19.06.2022. Доступна по: http://library.tuit.uz/knigiPDF/tex/1-743.pdf
  10. Белецкий А.Ф. Теория линейных электрических цепей: учебник. – 3-е изд., стер. СПб.: Лань, 2022. 544 с. [Beleczkij A.F.. Teoriya lineynykh elektricheskikh tsepey: uchebnik. 3th ed., St. Petersburg: Lan, 2022. 544 p. (In Russ.)]. Ссылка активна на 19.06.2022. Доступна по: https://e.lanbook.com/book/209825
  11. Козлова Е.А. Задача граничного управления для телеграфного уравнения // Вестник Самарского государственного технического университета. Сер: Физ.-мат. науки. – 2012. – №2 (27) . – С.174–177. [Kozlova EA. Boudary Control Problem for the Telegraph Equation. Journal of Samara State Technical University, Ser. Physical and Mathematical Sciences. 2012;2(27):174-177. (In Russ.)]. Ссылка активна на 19.06.2022. Доступна по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17829832
  12. Кожанов А.И. Сафиуллова Р.Р. Определение параметров в телеграфном уравнении // Уфимский математический журнал. – 2017. – №1. – С.63–74. [Kozhanov AI, Safiullova RR. Determination of Parameters in Telegraph Equation. Ufa Mathematical Journal. 2017;1:63-74. (In Russ.)]. Ссылка активна на 19.06.2022. Доступна по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29009896
  13. Профессиональная и образовательная среда схемотехнического проектирования [Professionalnaya i obrazovatelnaya sreda skhemotekhnicheskogo proyektirovaniya [Internet] (In Russ.)]. Ссылка активна на: 30.01.2022. Доступно по: http://russia.ni.com/multisim
  14. Криворотова В.В. Теория линейных электрических цепей: учеб. пособ. – Иркутск: ИрГУПС, 2017. – 180 с. [Krivorotova VV. Teoriya lineynykh elektricheskikh tsepey: ucheb.posob. Irkutsk: IrGUPS, 2017. 180 p. (In Russ.)]. Ссылка активна на 19.06.2022. Доступна по: https://e.lanbook.com/book/134693
  15. Воронина Е.В., Хлебникова М.В., Хлебникова Н.В. Особенности расчета потерь электроэнергии в кабельных электрических сетях // Молодой исследователь Дона. – 2018. – № 4 (13). – С. 40–45. [Voronina EV, Khlebnikova MV, Khlebnikova NV. Features of calculating electricity losses in cable electric networks. Young Don Researcher. 2018;4(13):40-45. (In Russ.)]. Ссылка активна на 19.06.2022. Доступна по: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35412234

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1. L-shaped equivalent circuit for a uniform long line

Download (72KB)
Indexing metadata
3. Figure 2. Computer model of a long line of 1 m

Download (98KB)
Indexing metadata
4. Figure 3. Oscillogram of input and output voltages at 

Download (167KB)
Indexing metadata
5. Figure 4. Dependence of voltage U2 on the distance to the end of the line

Download (64KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 Krivorotova V.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

link to the archive of the previous title

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».