Dynamic thermal modelling and characterisation of power lines

Abstract

The aim of the present thesis was the dynamic thermal modelling and characterisation of power lines. For this reason, the new Transfer Function Estimation (TFE) methodology for dynamic thermal analysis was established. This new method and the existing Network Identification by Deconvolution (NID) methodology were applied in order to further process the temperature step responses of theoretical cases and downscaled models of power lines. We also proposed a new modelling method for an insulated power line. Furthermore, an improved thermal modelling of a power line cooled by natural convection was also proposed. Another aim of this study was to develop a mathematical relationship between power and electric current step input.

Σκοπός της διατριβής ήταν η δυναμική θερμική μοντελοποίηση και χαρακτηρισμός γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Για αυτόν τον σκοπό, αναπτύχθηκε η νέα μέθοδος Εκτίμησης Συνάρτησης Μεταφοράς (Transfer Function Estimation – TFE) για δυναμική θερμική ανάλυση. Η νέα μέθοδος καθώς και η υπάρχουσα μέθοδος Αναγνώρισης Δικτύων μέσω Αποσυνέλιξης (Network Identification by Deconvolution – NID) εφαρμόστηκαν για την επεξεργασία θερμοκρασιακών βηματικών αποκρίσεων θεωρητικών και πειραματικών διατάξεων γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Επίσης προτάθηκε μία νέα μέθοδος για τη μοντελοποίηση μονωμένων γραμμών μεταφοράς. Προτάθηκε επιπλέον ένα βελτιωμένο θερμικό μοντέλο για γραμμές μεταφοράς σε περίπτωση φυσικής συναγωγής. Τέλος, αναπτύχθηκε μία μαθηματική συσχέτιση μεταξύ αποκρίσεων λόγω επιβολής βηματικής ισχύος και βηματικού ηλεκτρικού ρεύματος.