Μεταβατική συμπεριφορά γειώσεων ανεμογεννητριών

• Κύριος συγγραφέας: Χαλιαμάνη, Ηλιάνα
• Άλλοι συγγραφείς: Πυργιώτη, Ελευθερία
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2017
• Θέματα: Γείωση; Ανεμογεννήτριες; Grounding system; Wind turbines; 621.317

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μεταβατική συμπεριφορά του συστήματος γείωσης μιας ανεμογεννήτριας κατά την πτώση κεραυνών διαφορετικής τάξεως. Η αντικεραυνική προστασία των ανεμογεννητριών, αποτελεί ένα πρόβλημα με αρκετές ιδιαιτερότητες, εξαιτίας της μορφής και της τοποθέτησης των κατασκευών αυτών σε μέρη που είναι ευάλωτα σε κεραυνικά πλήγματα και πολλές φορές σε εδάφη που παρουσιάζουν δυσμενείς συνθήκες γείωσης. Για αυτούς τους λόγους, η γείωση των ανεμογεννητριών χρήζει ιδιαίτερης προσοχής. Για την προσομοίωση του συστήματος γείωσης χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο της κυκλωματικής προσέγγισης, σύμφωνα με το οποίο τα ηλεκτρόδια γείωσης παριστάνονται από κατανεμημένα κυκλώματα, αποτελούμενα από εν σειρά επαγωγές και αντιστάσεις, καθώς και εγκάρσιες αγωγιμότητες και χωρητικότητες. Η μοντελοποίηση του συστήματος, έγινε στον υπολογιστή χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα προσομοίωσης ATP-EMTP, ενώ οι τιμές των διαφόρων μεγεθών του, υπολογίστηκαν με τη βοήθεια του Microsoft Excel. Αναλυτικότερα: Στο κεφάλαιο 1 έχουμε μια σύντομη ανάλυση του κεραυνού ως φυσικό φαινόμενο καθώς επίσης και των θερμικών, μηχανικών και ηλεκτρικών συνεπειών, καθώς και των συνεπειών στις τηλεπικοινωνίες αλλά και στον άνθρωπο. Στο κεφάλαιο 2, γίνεται μια εισαγωγή στην έννοια της γείωσης, η εξοικείωση του αναγνώστη με βασικούς όρους, καθώς επίσης αναφέρονται τα διάφορα είδη και συστήματα γείωσης και τα είδη των ηλεκτροδίων γείωσης. Επίσης γίνεται μια αναφορά στις ιδιαιτερότητες προστασίας των ανεμογεννητριών και τις διατάξεις γείωσης αυτών. Στο κεφάλαιο 3, παρουσιάζονται τα κύρια χαρακτηριστικά μεγέθη που σχετίζονται με την απόκριση ενός συστήματος γείωσης, τα οποία είναι η αντίσταση γείωσης και η ειδική αντίσταση του εδάφους και επίσης παρουσιάζονται οι παράγοντες που επηρεάζουν την ειδική αντίσταση του εδάφους και οι τιμές που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία. Στο κεφάλαιο 4, γίνεται μια εκτενής αναφορά στο φαινόμενο ιονισμού του εδάφους, αναλύοντας τους μηχανισμούς διάσπασης του εδάφους καθώς και τα μοντέλα βάσει των οποίων μοντελοποιείται το φαινόμενο. Στο κεφάλαιο 5, παρουσιάζονται τα μοντέλα στα οποία βασιζόταν αρχικά η προσομοίωση των ηλεκτροδίων γείωσης και γίνεται ανασκόπηση στη βιβλιογραφία και σε δημοσιεύσεις διάφορων ερευνητών. Επιπλέον, αναφέρονται τα επικρατέστερα μοντέλα και οι αναλυτικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται σήμερα για την προσομοίωση των συστημάτων γείωσης. Επίσης, για καθένα από τα μοντέλα προβάλλονται τα μειονεκτήματα και τα πλεονεκτήματα. Στο κεφάλαιο 6, γίνεται μια σύντομη παρουσίαση του προγράμματος εξομοίωσης ΑΤΡ – ΕΜΤΡ, επιλέγεται το μοντέλο προσομοίωσης, παρατίθενται τα στοιχεία του συστήματος γείωσης της ανεμογεννήτριας και επεξηγείται η προσομοίωση του. Στο κεφάλαιο 7, λαμβάνονται τα αποτελέσματα της εξομοίωσης υπό μορφή γραφημάτων, σε περίπτωση κεραυνικού πλήματος στη βάση αλλά και στην κορυφή του πύργου στήριξης για τρεις διαφορετικές περιπτώσεις κεραυνών. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα που προκύπτουν, εξάγεται το συμπέρασμα ότι η θεμελιακή γείωση και το συμπεριλαμβανόμενο πλέγμα γείωσης της ανεμογεννήτριας είναι αξιόπιστα σχεδιασμένα.