Erarbeitung eines Leitungsmodells zur Berechnung der Leitungsparameter unter Berücksichtigung der endlichen Leitungslänge und Mastausbreitungswiderständen an den Erdungspunkten

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Abstract

Bei Freileitungen wird der Einfluss von Erdseilen häufig unter der Annahme einer ideal leitenden Verbindung zur Modellerde im Leitungsmodell berücksichtigt. Darüber hinaus werden zur Berechnung der induktiven Verkopplung konventionell unendlich lange Leiter-Erde-Schleifen betrachtet. Der Ansatz geht dabei von einem in Leitungsrichtung homogenen Feldbild aus. Abweichungen von diesem Ansatz treten zum Beispiel am Leitungsanfang und -ende sowie in der Nähe von Verdrillungsmasten auf, da in diesen Bereichen kein homogenes Feld zu erwarten ist. Ebenfalls können Erd- und LWL-Seile nicht als unendlich lang angenommen werden, da durch die spannfeldweise Erdung Ausgleichsströme in jedem Spannfeld auftreten, sodass auch hier der Ansatz eines homogenen Feldbildes nicht erfüllt ist. Mit dem Hertz'schen Dipolansatz wird ein komplexer Integralausdruck zur Berechnung der Impedanz von Leitern beliebiger Länge erarbeitet. Dieser lässt sich bei endlicher Leiterlänge nicht in einer geschlossenen Form darstellen, weshalb numerische Methoden zum Einsatz kommen. Um den nummerischen Rechenaufwand zu reduzieren, wird der Integralausdruck mithilfe der Image-Theorie approximiert, was die Berechnung für praxisnahe Anordnungen ermöglicht. Mit den Ergebnissen wird ein Leitungsmodell aufgebaut und in MATLAB implementiert, welches es möglich macht, die Leitungsparameter und speziell die Nullimpedanz unter Berücksichtigung verschiedener Einflussparameter zu berechnen. Das Modell wurde sowohl mit einer fiktiven als auch mit einer realen Leitung validiert. Anhand des entwickelten Modells werden Parameterstudien durchgeführt, um signifikante Einflussfaktoren auf die Nullimpedanz zu identifizieren.

Details

Original languageGerman
Number of pages10
Publication statusPublished - 15 Feb 2024
Peer-reviewedNo

Conference

Title18. Symposium Energieinnovation
SubtitleEUROPAS ENERGIEZUKUNFT Sicher, leistbar, sauber!?
Abbreviated titleEnInnov 2024
Conference number18
Duration14 - 16 February 2024
Website
LocationTU Graz
CityGraz
CountryAustria

External IDs

ORCID /0000-0001-8439-7786/work/153654618
ORCID /0009-0002-2649-8903/work/165877592

Keywords

Subject groups, research areas, subject areas according to Destatis

Keywords

  • Freileitung, Leitungsmodell, Leitungsparameter, Erdung, Erdseil, LWL, Hertz’scher Dipol, Seilstrom, Maststrom, Nullimpedanz