Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 5

Stationary thermal field in the direct current gas-insulated line

Stacjonarne pole termiczne w izolowanej gazem linii prądu stałego (DC GIL)

10.15199/48.2024.05.36

nr katalogowy: 148621
10.15199/48.2024.05.36

Streszczenie

The paper has analyzed a stationary thermal field in a direct current gas-insulated line (DC GIL ). After assuming some simplifications, a mathematical model for the system is the boundary problem of the Poisson equation. The conditions of continuity of temperature and heat flux increments were assumed at the boundaries of material layers. The cooling of the system was modelled using Hankel’s condition (of the 3rd kind) with the total heat transfer coefficient (i.e. with the sum of the convective and the radiation coefficients ). The problem was solved analytically. After tabulating the formulas, the respective distributions were shown graphically. Additionally, the steady-state current rating was determined. The obtained results have a very good physical interpretation.

Abstract

W artykule analizowano stacjonarne pole termiczne w izolowanej gazem linii prądu stałego (DC GIL). Po przyjęciu odpowiednich uproszczeń, matematycznym modelem układu jest brzegowe zagadnienie równania Poissona. Na granicach stref materiałowych założono warunki ciągłości przyrostów temperatury i strumieni cieplnych. Chłodzenie układu modelowano za pomocą warunku Hankela (III rodzaju) z całkowitym współczynnikiem przejmowania ciepła (tzn. z sumą współczynników konwekcyjnego i radiacyjnego). Zagadnienie rozwiązano na drodze analitycznej. Po stablicowaniu wzorów, odpowiednie rozkłady przedstawiono w postaci graficznej. Dodatkowo wyznaczono dopuszczalny prąd długotrwały. Otrzymane wyniki posiadają bardzo dobrą interpretację fizyczną.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Magier T., Tenzer M., Koch H., Direct current gas-insulated transmission lines, IEEE Trans. Power. Deliv., 33 (2018), No. 1, 440-446.
[2] Ma J., Zhang Q., Wu Z., Guo C., Wen T., Liu L., Influence of operating voltage on breakdown characteristics of HVDC GIL under impulse voltage, 12th International Conference on the Properties and Applications of Dielectric Materials (ICPADM), Xi'an, China, 1006-1009, (2018).
[3] Szczegielniak T., Kusiak D., Jabłoński P., Determination of the operating temperature of the gas-insulated transmission line, Appl. Sci., 10 (2022), No. 24, 8877.
[4] Kim J.K., Hahn S.C., Park K.Y., Kim H.K., Oh Y.H, Temperature rise prediction of EHV GIS bus bar by coupled magnothermal finite element method, IEEE Trans. Magn., 41 (2005), No. 5, 1636-1639.
[5] Kim S.W., Kim H.H., Hahn S.C., Lee B.Y., Park K.Y., Shin Y.J., Song W.P., Kim J.B., Shin I.H., Coupled finite-element-analytic technique for prediction on temperature rise in power apparatus, IEEE Trans. Magn., 38 (2002), No. 2, 921-924.
[6] Kim H.K., Oh Y.H., Lee S.H., Calculation of temperature rise in gas insulated busbar by coupled magneto-thermal-fluid analysis, J. Electr. Eng. Technol., 4 (2009), No. 4, 510-514.
[7] Nawrowski R., Tory wielkoprądowe izolowane powietrzem lub SF6 (Air-insulated or SF6 high current busbars), Oficyna Wydawnicza Politechniki Poznańskiej, Poznań (1998).
[8] Incropera F., Witt D. De., Bergman T., Lavine A., Introduction to heat transfer, John Wiley and Sons, USA (2007).
[9] Pieńkowski C.A., Przepływ ciepła i wymienniki (Heat flow and exchangers), Wydawnictwo Politechniki Białostockiej, Białystok (2007).
[10] Wiśniewski S., Wymiana ciepła (Heat exchange), Wydawnictwo Naukowo Techniczne,Warszawa (2017).
[11] Li B., Gu T., Li B., Zhang Y., Study on the gas-insulated line equivalent model and simplified model, Energies, 10(2017), No. 7, 901.
[12] Latif M.J., Heat conduction, Springer-Verlag, Berlin, Haidelberg (2009).
[13] Baehr M. D., Stephan K., Heat and mass transfer, SpringerVerlag, Berlin, Heidelberg (2006).
[14] Hering M., Termokinetyka dla elektryków (Thermokinetics for electricians), Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Warszawa (1980).
[15] Wolfram Research Inc., Mathematica, Champaign, Ilinois (2022).

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-5 , nr katalogowy 148621 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-5 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2024-5

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma