Μελέτη, επεξεργασία και ανάλυση σφαλμάτων στο δίκτυο 400ΚV της Δυτικής Ελλάδας

• Κύριος συγγραφέας: Ιωαννίδης, Αλέξανδρος
• Άλλοι συγγραφείς: Πυργιώτη, Ελευθερία
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2009
• Θέματα: Ανάλυση σφαλμάτων; Δίκτυo μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας; Fault analysis; Electric power transfer network; 621.319 2

Στα κεφάλαια που ακολουθούν παρατίθενται στοιχεία για το δίκτυο υψηλής και υπερυψηλής τάσης της Δυτικής Ελλάδας. Τα στοιχειά αυτά καλύπτουν ένα διάστημα 14 ετών. Γίνεται επεξεργασία των στοιχείων αυτών με στόχο να αξιολογηθεί η λειτουργία της γραμμής σε σύγκριση με τις προδιαγραφές κατασκευής.Επίσης εξάγονται και αλλά χρήσιμα συμπεράσματα ακόμα και για τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση της λειτουργίας του δικτύου γενικότερα. Στο 1ο κεφάλαιο αναφέρονται τα είδη σφαλμάτων(χωρίζονται σε κατηγορίες με βάση τη χρονική τους διάρκεια και τις επιπτώσεις αυτών στο δίκτυο) που παρουσιάζονται στις γραμμές και γίνεται επεξεργασία αυτών. Οι κατηγορίες των σφαλμάτων είναι • Παροδικά • Παραμένοντα • Μόνιμα Τα κριτήρια κατηγοριοποίησης είναι η διάρκεια των σφαλμάτων και το ύψος της ζημιάς που προκαλούν. Βέβαια οι δυο αυτές ποσότητες είναι αλληλένδετες και ανάλογες. Μια ζημιά που θα καταστρέψει παραδείγματος χάρη έναν πυλώνα θα διαρκέσει ως βλάβη, στην καλύτερη περίπτωση, μερικές μέρες. Έτσι τα παροδικά σφάλματα διαρκούν το πολύ μερικά δευτερόλεπτα και το δίκτυο στο οποίο εμφανίζεται το σφάλμα επανέρχεται σε λειτουργία από μόνο του, δίχως την ανάγκη παρέμβασης. Τα μόνιμα σφάλματα είναι τα σοβαρότερα και τα πλέον απευκταία. Απαιτούν την παρέμβαση συνεργείου της Δ.Ε.Η. στη συντριπτική πλειονότητα των περιπτώσεων τους. Τα παροδικά είναι τα σφάλματα με χαρακτηριστικά κάπου ενδιάμεσα των δυο προηγούμενων κατηγοριών. Στο 2ο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αιτία που προκαλούν τα σφάλματα στις γραμμές και γίνεται εκτενέστερη αναφορά στις ατμοσφαιρικές υπερτάσεις. Όσον αφορά τις τελευταίες ακολουθεί μέσα στο κεφάλαιο ποιοτικη και ποσοτική ανάλυση των δεδομένων. Η πλειονότητα των σφαλμάτων προκαλείται εξαιτίας κακών ατμοσφαιρικών συνθηκών. Με τον όρο αυτό στη συγκεκριμένη περίπτωση εννοούμε κυρίως τα κεραυνικά πλήγματα πάνω σε μια γραμμη ή πολύ κοντά σε αυτή. Αρκετά πιο σπάνια μπορεί να προκαλέσει σοβαρό σφάλμα σε μια γραμμη ο δυνατός αέρας. Όχι πως και αυτό το ενδεχόμενο είναι απίθανο. Είναι δυνατό ο αέρας με την άσκηση δύναμης πάνω σε μια γραμμη είτε με άμεσο είτε με έμμεσο τρόπο (να ξεριζώσει ένα δέντρο και αυτό να πέσει πάνω στη γραμμη ) να προκαλέσει σοβαρή ζημιά στη γραμμη. Παρατηρείται πως ο αριθμός των σφαλμάτων εμφανίζει ομαλές αυξομειώσεις εκτός εξαιρετικών περιπτώσεων , όπως αποτελεί στην περίπτωση μας το έτος 1993 κατά το οποίο αυξάνονται ραγδαία τα σφάλματα ενώ το αμέσως επόμενο έτος επανέρχονται στα προ δυο ετών επίπεδά τους. Στο 3ο κεφάλαιο γίνεται σύντομη αναφορά στο κλίμα της Ελλάδας , στην κεραυνική συχνότητα και σε βασικά χαρακτηριστικά των γραμμών και των πυλώνων στο υπό εξέταση δίκτυο. Το κλίμα της Ελλάδος βέβαια δεν είναι ανεξάρτητο του κλίματος σε παγκόσμια κλίμακα. Επομένως , συνυπολογίζοντας τα δεδομένα που έχουν διαμορφωθεί τα τελευταία χρόνια με τις απότομες διακυμάνσεις του καιρού, είναι φυσιολογικό κάποιες παραδοχές που έχουμε κάνει στα πλαίσια της εργασίας αυτής να μην επιβεβαιώνονται πάντα. Ο χάρτης ισοκεραυνικών καμπύλων που παρατίθεται είναι μέρος του παγκοσμίου χάρτη ισοκεραυνικών καμπύλων. Και σε αυτήν την περίπτωση έχουν γίνει κάποιες παραδοχές και γενικεύσεις από τους επιστήμονες που έχουν σχεδιάσει αυτούς τους χάρτες και είναι λογικό να παρουσιάζονται αποκλίσεις στην πραγματικότητα. Τέλος τα χαρακτηριστικά του δικτύου είναι μια ευγενική παραχώρηση της Δ.Ε.Η. όπως βέβαια και όλα τα στοιχειά που εξετάζουμε. Στο 4ο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μέθοδος ANACOM η οποία θα χρησιμοποιηθεί για την εξαγωγή θεωρητικών δεδομένων , τα οποία θα αντιπαρατεθούν στη συνέχεια με τα πραγματικα. Η μέθοδος αυτή είναι μια εξέλιξη παλαιοτέρων μεθόδων και χρησιμοποιείται ευρύτατα σε θέματα σφαλμάτων γραμμών μεταφοράς ρεύματος. Επίσης υπολογίζει τα σφάλματα θωράκισης καθώς και τα ανάστροφα σφάλματα. Κατά τον υπολογισμό των σφαλμάτων πρέπει να λάβουμε υπόψη μας πολλούς παράγοντες όπως αριθμό μονωτήρων ,αντίσταση γείωσης πυλώνων ,τάση δικτύου ,αριθμό αγωγών προστασίας ,ημέρες καταιγίδας ,μήκος της γραμμής αλλά ταυτόχρονα κάνουμε και ορισμένες παραδοχές όπως το ποσοστό των κεραυνών που παρακάμπτουν τον αγωγό προστασίας και πλήττουν τη γραμμη. Στο 5ο κεφάλαιο παρατίθεται αναλυτικά ο υπολογισμός σφαλμάτων σε όλα τα τμήματα του δικτύου. Το υπό εξέταση δίκτυο χωρίζεται σε μεγάλο αριθμό μικρότερων τμημάτων. Ακόμα και στην περίπτωση που το δίκτυο έχει ακριβώς τα ίδια χαρακτηριστικά εκατέρωθεν , ας πούμε , ενός υποσταθμού ,πάλι υπολογίζουμε ξεχωριστά τα αναμενομενα σφάλματα. Η τμηματοποίηση αυτή είναι απαραίτητη κυρίως γιατί έτσι είναι καταγεγραμμένα τα στοιχειά που έχουμε λάβει από τη Δ.Ε.Η.. Το κεφάλαιο αυτό είναι καθαρά υπολογιστικό αλλά είναι απολύτως απαραίτητο για να γίνει η περαιτέρω επεξεργασία των στοιχείων. Στο 6ο κεφάλαιο αναλύεται και εξηγείται η απόκλιση μεταξύ αναμενόμενων και πραγματικών σφαλμάτων. Στο τελικό αποτέλεσμα παρατηρούμε μια πολύ σημαντική απόκλιση μεταξύ των αναμενόμενων και των πραγματικών σφαλμάτων. Η απόκλιση αυτή έχει διάφορες αιτίες που την προκαλούν : • Όπως προαναφέραμε έχουν γίνει κάποιες παραδοχές και στρογγυλοποιήσεις οι τιμές των οποίων είναι πάντα μεγαλύτερες της μέσης εκτιμημένης. • Αρκετά τμήματα της γραμμής τέμνουν περισσότερες από μια ισοκεραυνικές καμπύλες. Αφενός είναι εξαιρετικά δύσκολο να βρούμε το ακριβές νούμερο ‘ήμερων καταιγίδας ‘ αφετέρου είναι προτιμότερο οποιαδήποτε στρογγυλοποίηση να μη γίνει χαμηλότερα του επιπέδου μέσης τιμής αλλά υψηλοτέρα αυτής αφού ασχολούμαστε με την προστασία πολύ ακριβών συσκευών και ενός κοινωνικού αγαθού όπως είναι το ηλεκτρικό ρεύμα. • Η τιμή της αντίστασης των πυλώνων θεωρείται σταθερή για όλο το μήκος κάθε τμήματος. Αυτό είναι ιδιαίτερα απίθανο. Η τιμή της αντίστασης του εδάφους μεταβάλλεται σε απόσταση μερικών μέτρων πόσο δε μάλλον σε αποστάσεις εκατοντάδων μέτρων όπως είναι το άνοιγμα μεταξύ των πυλώνων. Επίσης η ειδική τιμή της αντίστασης εδάφους μεταβάλλεται και κατά τη διάρκεια ενός έτους κυρίως λόγω της μεταβολής της υγρασίας του εδάφους. • Τέλος δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι αναφερόμαστε σε ανθρώπινες κατασκευές οπότε δεν είναι εφικτό να πετύχουμε ακριβώς τα ίδια χαρακτηριστικά. Στο 7ο κεφάλαιο τέλος αναπτύσσεται διεξοδικότερα και με τη χρήση παραδείγματος ,ο ρόλος που παίζει η διαδρομή της γραμμής ( routing ) στην αντικεραυνική συμπεριφορά των γραμμών υψηλής τάσης. Το παράδειγμα σύγκρισης που παρατίθεται (Αχελώος- Δίστομο και Αχελώος – Πουρνάρι )είναι χαρακτηριστικό γιατί αφορά δυο τμήματα του δικτύου με πολλά κοινά χαρακτηριστικά. Ίδια τιμή αντίστασης γείωσης , ίδιο αριθμό πυλώνων , ίδια τάση μεταφοράς ,ίδιο τύπο και αριθμό αγωγών. Συν τοις άλλοις τα δυο αυτά τμήματα έχουν κοινό σημείο ‘ εκκίνησης’ τον Αχελώο απλά έχουν αντίθετες κατευθύνσεις. Οι μοναδικές διαφορές είναι τα μήκη των τμημάτων και ο αριθμός των ήμερων καταιγίδας,παράγοντες οι οποίοι βέβαια συνυπολογίζονται στη θεωρητική εκτίμηση των σφαλμάτων. Στην πράξη όμως αποδεικνύεται μια απόκλιση 15% υπέρ της γραμμής που είναι κατασκευασμένη σε πιο προστατευμένο περιβάλλον(Αχελώος – Δίστομο). Βρίσκεται σε πλαγιές ορεινών όγκων και όχι σε πεδιάδες. Επίσης κανένα κομμάτι δεν διέρχεται από κορυφή βουνού όπως συμβαίνει αναγκαστικά στη δεύτερη περίπτωση.