Steady state and transient analysis of multi-phase power transmission lines by using state-space techniques

Abstract

ÖZET ÇOK FAZLI ENERJİ İLETİM HATLARININ DURUM UZAYI TEKNİĞİ İLE SÜREKLİ VE GEÇİCİ HAL ANALİZİ MAMİŞ, M. Salih Doktora Tezi, Elektrik ve Elektronik Müh. Böl. Tez Yöneticileri: Prof. Dr. Muhammet KOKSAL Doç. Dr. Arif NACAROĞLU Mart 1997, 158 sayfa Bu tezde, durum uzayı tekniği kullanılarak çok fazlı iletim hatlarının kalıcı ve geçici rejimleri incelenmiştir. Enerji hatları çok sayıda toplu parametreli devrelerin birbirine bağlantısı şeklinde düşünülmüştür. Bu yaklaşımla kapasite gerilimleri ve endüktans akımları durum değişkeni seçilerek sistemin durum uzayı denklemleri formüle edilmiştir. Bu denklemler iletim hatlarının çeşitli yük ve kaynak sonlandırmaları altında kalıcı ve geçici çözümlerini bulmak için durum uzayı teknikleri kullanılarak çözülmüştür. Exp(At) nin hesaplanması ve bununla ilgili özdeğer problemi üzerinde durulmuştur. İşlemlerin gerek formülasyon, gerekse çözüm kısımları için durum uzayı tekniği temel alınarak LPTLAP bilgisayar programı geliştirilmiştir. Hazırlanan programı tanıtmak ve toplu-parametreler yaklaşımının farklı yönlerini göstermek için çeşitli örnekler üzerinde çalışılmış ve elde edilen sonuçların bir bölümü EMTP (Electromagnetic Transients Program) ve FILT (Fast Inverse Laplace Transform) ile elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır.Kullanılan metodun iletim hatlarının geçici rejim analizinde bazı üstün özelliklerinin olduğu gösterilmiştir. Anahtar kelimeler: durum denklemleri, iletim hatları, kalıcı çözüm, geçici çözüm. vı

ABSTRACT STEADY-STATE AND TRANSIENT ANALYSIS OF MULTI-PHASE POWER TRANSMISSION LINES BY USING STATE-SPACE TECHNIQUES MAMİŞ, M. Salih Ph.D. in Electrical and Electronics Eng. Supervisors: Prof. Dr. Muhammet Koksal Assoc. Prof. Dr. Arif Nacaroğlu March 1997, 158 Pages In this thesis, computation of steady-state and transient voltages and currents of multi-phase transmission lines by state-space techniques is presented. Transmission lines are considered as the interconnection of many lumped parameter identical sections. By this approach, state-space equations are formulated for the system. These equations are solved in closed form to compute steady-state and transient voltages and currents in transmission lines with different source and load terminations. A considerable attention is paid on computation of exp(At) and eigenproblems associated with it. The computer program LPTLAP based on state-space technique is prepared for both the formulation and solution steps. To illustrate the prepared program and to sight different aspects of the lumped parameter approach, several examples are carried out and some of the obtained results are compared with those obtained by EMTP (Electromagnetic Transients Program) and FILT (Fast Inverse Laplace Transform). It is shown inthat the suggested method is efficient for determination of transients in power systems containing transmission lines and lumped parameters. Keywords: state equations, transmission lines, steady-state response, transient response. IV