Zero-sequence representation of overhead lines

Contents The zero sequence components of electrical quantities of overhead lines appearing at unsymmetrical ground faults are analysed, taking into account the mutual coupling among line phase circuits and earth wires as well as the conducting effects of line towers. The line model, developed using the Z-Transform, enables an accurate analysis of ground fault current distribution and magnitudes. As an illustration, the line model is applied for evaluation of various earthing system parameters of an EHV line connecting two substations. Analytical expressions for some of these parameters are also given.

---

Nullsystem-Darstellung von Freileitungen

Übersicht Die Nullkomponente der elektrischen Größen, die etwa bei unsymmetrischen Erdkurzschlüssen auf Freileitungen vorkommen, werden unter Berücksichtigung der elektromagnetischen Kopplungen zwischen den Hauptleitern und den Erdseilen sowie der Mastströme analyisert. Das unter Verwendung der Z-Transformation entwickelte Leitungsmodell ermöglicht eine genaue Bestimmung der Verteilung und der Größe der Erdkurzschlußströme. Als Beispiel wird es zur Berechnung verschiedener Erdungsparameter einer Höchstspannungsfreileitung angewandt, die zwei Umspannwerke verbindet. Analytische Formeln für einige dieser Parameter werden angegeben.

---

List of Principal Symbols i vector of triple zero-sequence currents of line circuits - i _ek total earth wire current at spank - i _ek vector of earth wire currents at spank - u _k vector of zero-sequence potentials of line circuits at towerk - u _ek potential of towerk - u _p voltage of the faulted phase, prior to fault occurence - z_p matrix of self- and mutual-impedances of line circuits, per line span - z _m matrix of mutual impedances among line circuits and earth wires, per line span - z matrix of self- and mutual-impedances of earth wires, per line span - Z ⁺,Z ^–,Z ⁰ positive-, negative- and zero-sequence impedances - Z _A (Z _B ) resistance to ground of substationA(B) carthing grid - Z _l carth wire ground resistance - R tower resistance to ground - earth wire coupling factor - r earth wire total screening factor - M(N) number of line circuits (earth wires) - M(N) M(N)-dimensional vector of units