The purpose of the work is to develop a mathematical model of a cable transmission line, which allows modeling and choosing the optimal conditions for controlled switching to limit overvoltage at the development and design stage. The goal is achieved by solving the problem of determining the initial angle of each phase, so that each phase has an initial switching angle equal to zero with a time delay. A high-voltage cable line for a voltage of 330 kV, implemented using Matlab, has been chosen as the object of study. The most significant result is the method of numerical simulation of the cable line that allows you to analyze transients when each phase of a three-phase cable line is connected to a three-phase source with a time delay, the switching angle of all phases is zero. This, in turn, makes it possible to limit switching overvoltages. The significance of the results obtained lies in the possibility of the proposed technique to choose the optimal conditions for controlled switching, which makes it possible to use it in the design of switching nodes, as well as the use of controlled switching to eliminate unwanted electrical transients during planned switching. The simulation results showed that the greatest effect of using numerical simulation is when each phase of a three-phase cable line is connected to a three-phase source with a time delay of 1/150 second, then the switching angle of all phases is zero, which makes it possible to limit switching overvoltages. Keywords: three-phase cable line, switching overvoltage, transient processes, controlled switching, theory of multipoles, modeling of electrical engineering objects.

Scopul lucrării este elaborarea unui model matematic al unei linii de transmisie prin cablu, care să permită modelarea și alegerea condițiilor optime de comutare controlată pentru limitarea supratensiunii în stadiul de elaborare și proiectare. Scopul a fost atins prin rezolvarea următoarelor probleme: determinarea unghiului inițial al fiecărei faze, astfel încât fiecare fază să aibă un unghi inițial de comutare egal cu zero cu o întârziere de timp. Ca obiect de studiu a fost aleasă o linie de cablu de înaltă tensiune pentru o tensiune de 330 kV, implementată cu ajutorul Matlab. Cele mai semnificative rezultate sunt metoda de simulare numerică a liniei de cablu care permite analiza proceselor tranzitorii la modificarea unghiului inițial de comutare al fiecărei faze, pentru a lua măsuri de limitare a supratensiunilor de comutare. Semnificația rezultatelor obținute constă în posibilitatea utilizării metodologiei propuse pentru alegerea condițiilor optime de comutare controlată, ceea ce face permite utilizarea acesteia în proiectarea nodurilor de comutare, precum și utilizarea comutației controlate pentru a elimin tranzitorii electrici nedoriți în timpul comutării planificate. Rezultatele simulării au arătat că cel mai mare efect al utilizării simulării numerice este atunci când fiecare fază a unei linii de cablu trifazate este conectată la o sursă trifazată cu o întârziere de 1/150 secunde, atunci unghiul de comutare al tuturor fazelor este de 1/150 secunde, atunci unghiul de comutare al tuturor fazelor este zero, ceea ce face posibilă limitarea supratensiunilor de comutare.

Целью работы является разработка математической модели кабельной линии электропередачи, позволяющая моделировать и выбирать оптимальные условия управляемой коммутации для ограничения перенапряжения на стадии разработки и проектирования. Поставленная цель достигается решением задачи определения начального угла каждой фазы, так чтобы каждая фаза имела начальный угол включения равный нулю с задержкой по времени. В качестве объекта исследования была выбрана высоковольтная кабельная линия на напряжение 330 кВ. Для решения практических задач при моделировании кабельной линии электропередачи в работе для исследования коммутационных переходных процессов используется схема замещения линии, состоящая из симметричного многополюсника, реализуемая с использованием Matlab. Наиболее существенным результатом является методика численного моделирования кабельной линии, что позволяет анализировать переходные процессы при изменении начального угла включения каждой фазы, для принятия мер ограничения коммутационных перенапряжений. Результаты моделирования показали, что при включении каждой фазы трехфазной кабельной линии в трехфазный источник с задержкой во времени, угол включения всех фаз равен нулю, это дает возможность ограничивать коммутационные перенапряжения. Синхронизация процессов коммутации осуществляется с напряжения фазы А и производится в последовательности A→B→C при коммутации трехфазной кабельной линии к генератору. Такие последовательности обусловлены стремлением к минимизации полного времени коммутации. Значимость полученных результатов состоит в возможностях с помощью предложенной методики выбирать оптимальные условия управляемой коммутации, что позволяет использовать её при проектировании коммутационных узлов, управляемых коммутаций для устранения нежелательных электрических переходных процессов при запланированных переключениях. Результаты моделирования показали, что наибольший эффект применения численного моделирования при включении каждой фазы трехфазной кабельной линии в трехфазный источник с задержкой во времени равном 1/150 секунды, то угол включения всех фаз равен нулю, что дает возможность ограничивать коммутационные перенапряжения.