This paper describes the concepts of Static Line Rating (SLR) and Dynamic Line Rating (DLR) and the computational methods to demonstrate them. Calculation of the line capacity needs the heat balance equation which is also used for computing the reduced tension in terms of line aging. SLR is calculated with the data from the worst condition of weather throughout the year. Even now, the utilization ratio is obtained from this SLR data in Korea. DLR is the improved method compared to SLR. A process for DLR reveals not only improved line ratings but also more accurate allowed line ratings based on line aging and real time conditions of weather. In order to reflect overhead transmission line aging in DLR, this paper proposes the method that considers the amount of decreased tension since the lines have been installed. Therefore, the continuous allowed temperature for remaining life time is newly acquired. In order to forecast DLR, this paper uses weather forecast models, and applies the concept of Thermal Overload Risk Probability (TORP). Then, the new concept of Dynamic Utilization Ratio (DUR) is defined, replacing Static Utilization Ratio (SUR). For the case study, the two main transmission lines which are responsible for the north bound power flow in the Seoul metropolitan area are chosen for computing line rating and utilization ratio. And then line rating and utilization ratio are analyzed for each transmission line, so that comparison of the present and estimated utilization ratios becomes available. Finally, this paper proves the validity of predictive DUR as the objective index, with simulations of emergency state caused by system outages, overload and so on.
본 연구의 목적은 가공송전선 인접 258개 시설과 120개의 고압 가공송전선, 17개의 지중화 송전선에서 자기장 방출량을 조사하였다. 또한 시뮬레이션을 이용하여 이격거리에 따른 ELF-MF 저감률을 파악하였다. 120개 고압 가공송전선의 전압 형태에 따라 자기장 방출량 조사한 결과, 154kV 고압송전선은 최소 60m, 345kV는 최소 80m, 765kV는 최소 100m 이격거리를 설정해야 고압송전선에서 발생하는 자기장 노출의 위해요인을 사전에 예방할 수 있을 것으로 나타났다. 극저주파 자기장의 방출량 시뮬레이션을 실시한 결과, 154kV의 경우 최대 부하가 걸린 시점에서 40m 이상, 345kV의 경우 60m 이격된 거리에서 4mG 이하로 나타났다. 환경영향평가학적 측면을 감안한 최악의 조건과 앞으로 증가될 전력 부하량을 감안하여 본 연구에서는 고압송전선로 최소 적정 이격거리는 70m 이상이 타당할 것이라 판단된다. 70m 내에 녹지대나 완충구역을 설정하여 수용체가 노출되지 않는 환경을 조성해야 차후 발생할 수 있는 극저주파 자기장 인체 위해성 관련 불안 요인을 제거할 수 있을 것으로 사료된다.
기중종단 접속함은 지중케이블과 가공송전선을 연결하기 위한 접속함으로써 옥외 변전소 등의 대기 중에 설치된다. 이는 21세기 핵심기술로 여겨지고 있는 대륙 간, 국가 간, 육지-섬을 잇는 HVDC 송전선로의 DC 그리드 송전망 형성을 위해 반드시 개발되어야 하는 전력기기이다. 그러나 AC용 접속함의 개발 사례는 다수 존재하는 반면, DC용 접속함의 개발 사례 및 기술은 일본과 중국 등에 일부 존재할 뿐 국내 기술은 부족한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 기존 AC용 슬립 온형 기중 종단접속함을 초기모델로 선정하여 HVDC 전력기기로의 적용 가능성을 평가하였다. 먼저 실제 운전 시 기중종단 접속함 내 도체에서 발생하는 열에 의한 내 외부의 온도편차를 고려한 DC 전계해석을 수행하였으며, AC 전계분포 및 열 해석이 반영되지 않은 DC 전계분포와 비교하였다. 또한 DC 전계는 정상상태 뿐만 아니라 과도 구간도 포함하기 때문에 이를 고려한 전계해석을 수행할 필요가 있기 때문에 정상상태와 더불어 극성반전 후 전계분포 역시 비교, 분석하였다. 마지막으로, 기존 AC용 슬립 온형 기중 종단접속함 초기모델을 DC에 적용하기 위해 다양한 형상 변환을 통한 요소 설계를 수행하였다. 기중종단 접속함 구조 내 전계가 가장 집중될 것으로 사료되는 부분을 선정하여 그 지점들의 최대 전계강도 $E_{n.max}$와 $E_{t.max}$를 측정하였다. 해석 결과, 정상상태시 개선모델의 삼중점 최대 전계강도는 기준모델 대비 2.01% 개선되었으며, 연면 최대 전계강도는 기준모델 대비 36.68% 개선되었다. AC 전계해석 결과인 연면 전계강도 1.11 kV/mm보다는 33.3% 감소하였지만 삼중점 최대 전계강도 8.23 kV/mm보다는 아직 43.6% 크다는 점에서 부분적인 형상 변환이 아닌 DC 환경에 적합한 전혀 다른 근본적인 설계 개념의 변화가 반드시 필요할 것으로 사료된다.
According to the records, approximately 50 percent of power failure were caused by lightning. Conventional fault preventive measures against lightning include reduction of the footing resistance of the tower, multiplication of overhead ground wires and unbalanced insulation of the double circuit transmission tower. In addition to these, transmission line arresters have been recently appeared as an alternatives. In this paper an unbalanced insulation method with transmission line arrester was assumed as another countermeasure against simultaneous double circuit trip of 154 kV transmission line by lightning strike. The lightning performance of line arrester was compared with conventional insulation concept using different numbers of porcelain and glass insulator. Larger numbers of insulator simply increase flashover current level by lightning but the lightning performance doesn't proportional to it. EMTP simulation and predictive calculation of lightning failure rate were carried out to evaluate the performance.
Generally, the deterioration characteristics of a conductor affected by a forest fire can be analyzed through simulation of a forest fire and results of the simulation. However, there are little accomplishments of that kind of simulation applied to the power transmission, and there aren't actual analysis for a sample exposed in a forest fire. This paper deals with the experimental results that apply to a new wire by an artificial flame equipment because it's difficult to directly analyze the characteristic by a forest fire. Also, after an artificial flame is applied to a normal ACSR for various experimental conditions, changes of mechanical and material characteristics of the ACSR were analyzed by the surface inspection and load-tests of tensile of the ACSR. Then, the database will be made to made to predict the state of deteriorated wires by a forest fire using those two data, and data necessary to diagnose the life state of an ACSR wire affected by a forest fire will be given.
Masood, Bilal;Ellahi, Manzoor;Khan, Waheed Aftab;Akram, Waqar;Usman, Muhamad;Gul, Muhammad Talha
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제13권1호
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pp.521-531
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2018
This paper presents a procedure for field measurements which provides a generalized Narrowband Power Line Communications (NB-PLC) channel model for low voltage (LV) access network in order to deploy advanced metering infrastructure (AMI) within Lahore, Pakistan. The measurements of allocated sites were performed in the residential (urban and rural), industrial and commercial electricity consumers for the NB-PLC channel modeling of overhead transmission lines (TLs). On the basis of extensive field measurement results, the average attenuation profile and transfer functions are presented. The results obtained from field measurements are validated by comparing them with a proposed Simulink model. A close agreement in the measured and simulated transfer function (TF) results is observed. The proposed Simulink model is an effort to model the NB-PLC channels in an effective way, especially in South Asian countries.
In this paper, we analyzed the optimal configuration of protection wire that have been installed in the electric railway power supply system. Protection wires are to suppress the ground potential rise when the short circuit fault between contact wire-rail(C-F), and protect the electronics equipments(signalling and communication) that are facility the wayside. The role of protection wires must be feed back quickly the fault current to the substation when a short circuit fault occurs. In this paper, we proposed that only one line to install the protection wire. Comparing how to newly proposed and existing system, most of the performance is similar. The reason is that most of the current flowing in the protection wire near the location where the fault occurred. There is no problem even if in one line for human safe and the low impedance of the return circuit in dimension to ensure the safety of the facility during the fault. To ensure safety during an fault occurs, it is sufficient even by one line. But, In the protection wire of facilities planning it is necessary to design taking into account the potential utility.
Insulators used in overhead transmission lines are continuously exposed to a number of mechanical and electrical stresses owing to external environmental factors, resulting in corrosion, reduction in durability, and deterioration. Widely used porcelain insulators are fabricated with cement and porcelain and are especially common in Korea. Changes in the hardness and chemical reactivity of the cement increase the leakage and fault currents and increase the possibility of flashover due to insulation breakdown. Therefore, it is important to evaluate the durability and defects of porcelain insulators. Studies on the reliability of various evaluation methods are needed to prevent accidents by accurately determining the replacement timing and potential defects in porcelain insulators. In this study, the hardness of the cement part of the porcelain insulator was measured using the Vickers hardness test and its composition was analyzed by energy dispersive spectroscopy and X-ray diffraction analysis. The performance of the insulators was compared in two different regions with varying climatic conditions. This study presents an evaluation method of the defects in porcelain insulators by measuring humidity, which can also be used to assess the reliability of the insulators.
In the paper the analysis of natural vibrations of the transmission line with use of spectral elements and the laboratory experiments is performed. The purpose of the investigation is to analyze the natural vibrations of the transmission line and compare with the results obtained in the numerical simulations. Particular attention is paid to the hysteretic and aerodynamic damping analysis. Sensitivity of the wave number is performed for changing of the tension force, as well as for the different damping parameters. The numerical model is made using the Spectral Element Method. In the spectral model, for various parameters of stiffness, damping and tension force, the system response is checked and compared with the results of the accelerations obtained in the measurements. A frequency response functions (FRF) are calculated. The credibility of the model is assessed through a validation process carried out by comparing graphical plots of FRF and time history analysis and numerical values expressing differences in acceleration amplitude (MSG), phase angle differences (PSG) and differences in acceleration and phase angle total (CSG) values. The next aspect constituting the purpose of this paper is to present the wide possibilities of modelling and simulation of slender conductors using the Spectral Element Method. The obtained results show good accuracy in the range of both experimental measurements as well as simulation analysis. The paper emphasizes the ease with which the sensitivity of the conductor and its response to changes in density of spectral mesh division, tensile strength or material damping can be studied.
본 논문은 송전선로 갤러핑 현상 분석을 위해 요구되는 비대칭 송전선의 공기력 계수 측정에 관한 것으로, 세 종류의 비대칭 단면으로 구성된 단도체, 2도체 및 4도체 모형에 대해서 난류 조건에서의 풍동실험을 수행하였다. 송전선로 갤러핑은 비대칭의 착빙된 송전선에 안정된 바람이 작용하는 경우 발생하는 유체유발진동의 한 종류로, 상간 이격거리와 송전탑 하중의 계산 등 송전선의 설계시 고려해야하는 주요 인자 중 하나이다. 갤러핑에 의해 발생하는 반복적인 변동 하중은 송전선을 포함한 체결 부품 등에 큰 동응력을 발생시키는 것을 고려하여, 송전선을 비롯한 각종 부품은 마모와 피로손상에 견딜 수 있는 충분한 내구성을 가져야 한다. 국내에서도 빙설해에 의한 송전선로의 고장은 급격한 전압 강하로 인한 전기 품질에 큰 영향을 끼치는 주요 원인이 되고 있으며, 매년 약 20건 이상씩 발생하고 있는 점을 고려해, 안정적인 전력 공급과 유지, 보수 비용을 절감하기 위해서 갤러핑 현상에 대해서 기초부터 체계적인 접근이 요구되고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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