Μεταβατική συμπεριφορά γείωσης ανεμογεννητριών

• Κύριος συγγραφέας: Μαϊμάρης, Κυριάκος
• Άλλοι συγγραφείς: Πυργιώτη, Ελευθερία
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2018
• Θέματα: Μεταβατική συμπεριφορά γείωσης; Ανεμογεννήτριες; Ιονισμός; Grounding transitional behavior; Wind turbines; Ionization; 621.45

Η αντικεραυνική προστασία των αιολικών πάρκων αποτελεί ένα πρόβλημα με αρκετές ιδιαιτερότητες λόγω της μορφής και της τοποθέτησης των ανεμογεννητριών σε σημεία που είναι ευάλωτα σε κεραυνικά πλήγματα. Τα κεραυνικά πλήγματα αποτελούν σημαντικό κίνδυνο ζημιάς στις ανεμογεννήτριες. Το πρόβλημα γίνεται μεγαλύτερο καθώς ο αριθμός και το ύψος αυτών, συνεχώς αυξάνεται. Για αυτό τον λόγο , έχουν αναπτυχθεί διάφορες μέθοδοι για την προστασία των ανεμογεννητριών και διεξάγονται συνεχώς έρευνες για την αποτελεσματικότητα τους. Τα συστήματα γείωσης σχεδιάζονται με σκοπό να παρέχουν την απαραίτητη ασφάλεια τόσο σε συνθήκες κανονικής λειτουργίας όσο και σφάλματος. Όσον αφορά κεραυνικά ρεύματα ή ρεύματα βραχυκύκλωσης , το σύστημα γείωσης θα πρέπει να επιτυγχάνει την απαγωγή και διάχυση αυτών μέσα στη γη , με ταχύτητα και ασφάλεια χωρίς να δημιουργούν επικίνδυνες για τον άνθρωπο, υπερτάσεις στον περιβάλλοντα χώρο. Για αυτό μελετάται η συμπεριφορά τους από πολλούς μελετητές και έχουν προταθεί διάφορα μοντέλα εξομοίωσής τους. Το σημαντικότερο κομμάτι στην μελέτη αυτή είναι η μεταβατική κατάσταση. Αυτό διότι κατά την μεταβατική κατάσταση εμφανίζονται τα πιο επικίνδυνα φαινόμενα , τάσεις και ρεύματα μπορούν να πάρουν πολύ μεγάλες τιμές καθώς και πιο γρήγοροι χρόνοι εκδήλωσης των φαινομένων. Αντικείμενο λοιπόν , της παρούσας εργασίας είναι η εξομοίωση της μεταβατικής συμπεριφοράς ενός συστήματος γείωσης μιας Ανεμογεννήτρια (Α/Γ).Επίσης προστίθεται στο κύκλωμα, το ισοδύναμο κύκλωμα του ανθρώπου για την μέτρηση και καταγραφή των βηματικών τάσεων, τάσεων επαφών και ρευμάτων σε αυτόν. Το ισοδύναμο κύκλωμα της γείωσης υλοποιήθηκε και μελετήθηκε με το λογισμικό EMTP-ATP. Οι εξομοιώσεις γίνονται βάσει του μοντέλου κυκλωματικής προσέγγισης για διάφορες τιμές ειδικών αντιστάσεων εδάφους. Σκοπός της εξομοίωσης είναι η σύγκριση των κυματομορφών των τάσεων στα διάφορα σημεία καθώς και σύγκριση για διαφορετικές διεγέρσεις και τιμές της ειδικής αντίστασης του εδάφους, όπου είναι εγκατεστημένη η ανεμογεννήτρια. Τέλος γίνεται σύγκριση των υπολογισμένων τιμών ρευμάτων και τάσεων στον άνθρωπο από τις προσομοιώσεις με τις θεωρητικές τιμές αυτών για την ασφάλεια του ανθρώπου. Αναλυτικότερα : Στο Πρώτο Κεφάλαιο γίνεται αναφορά στο φαινόμενο του κεραυνού, στις παραμέτρους των ανερχόμενων και κατερχόμενων κεραυνών και τέλος στις επιπτώσεις των κεραυνικών πληγμάτων. Στο Δεύτερο Κεφάλαιο γίνεται αναφορά σε γενικές έννοιες που θα χρησιμοποιηθούν έπειτα στο κείμενο. Μεταξύ άλλων είναι οι ορισμοί των εννοιών της γείωσης , της βηματικής τάσης, της τάσης επαφής. Έπειτα γίνεται αναφορά στα είδη των γειώσεων , οι μέθοδοι γείωσης , τα κριτήρια αποτελεσματικότητας και τα είδη των ηλεκτροδίων γείωσης. Στο Τρίτο Κεφάλαιο παρουσιάζονται χαρακτηριστικά μεγέθη που αφορούν την απόκριση των συστημάτων γείωσης όπως είναι η αντίσταση γείωσης, όπως η ειδική αντίσταση εδάφους και η κρουστική σύνθετη αντίσταση. Στο Τέταρτο Κεφάλαιο παρουσιάζεται η θεωρία μελέτης του φαινομένου του ιονισμού και διάφορα μοντέλα ιονισμού που έχουν κατά καιρούς προταθεί. Στο Πέμπτο Κεφάλαιο δίνονται τα μοντέλα που χρησιμοποιούνται από διάφορους ερευνητές για την εξομοίωση των συστημάτων γείωσης. Παρουσιάζονται τόσο αυτά που χρησιμοποιούνταν κατά το παρελθόν όσο και τα επικρατέστερα σύγχρονα. Στο Έκτο Κεφάλαιο περιγράφεται ο ρόλος και ο τρόπος χρήσης του λογισμικού EMTP-ATP που θα χρησιμοποιηθεί για την εξομοίωση του πλέγματος γείωσης. Στο Έβδομο Κεφάλαιο υπολογίζονται τα επιτρεπτά όρια για την τάση επαφής και την βηματική τάση με βάση την αντοχή του ανθρώπινου σώματος στο ηλεκτρικό ρεύμα και με τη χρήση ισοδύναμων κυκλωμάτων Thevenin. Στο Όγδοο Κεφάλαιο δίνονται τα στοιχεία του πλέγματος γείωσης , υπολογίζονται οι παράμετροι του. Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της εξομοίωσης για κάθε περίπτωση ξεχωριστά και παρατίθενται τα συγκριτικά διαγράμματα των κυματομορφών. Τέλος γίνεται σύγκριση των αποτελεσμάτων με τις θεωρητικές τιμές για την εξαγωγή συμπερασμάτων.