Μεταβατική συμπεριφορά γείωσης ανεμογεννήτριας
Γείωση καλείται η αγώγιμη σύνδεση ενός σημείου του κυκλώματος με το έδαφος. Το συγκεκριμένο σημείο αποκτά τότε ίδιο δυναμικό με τη γη, το δυναμικό της οποίας θεωρείται μηδέν. Ο στόχος ενός συστήματος γείωσης είναι η απαγωγή και διάχυση του κεραυνικού ρεύματος και γενικά οποιουδήποτε ρεύματος βραχυκ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2020
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/13320 |
| id |
nemertes-10889-13320 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Γείωση Ανεμογεννήτριες Grounding Wind power turbines |
| spellingShingle |
Γείωση Ανεμογεννήτριες Grounding Wind power turbines Αγορίτσας, Χρήστος Μεταβατική συμπεριφορά γείωσης ανεμογεννήτριας |
| description |
Γείωση καλείται η αγώγιμη σύνδεση ενός σημείου του κυκλώματος με το έδαφος. Το συγκεκριμένο σημείο αποκτά τότε ίδιο δυναμικό με τη γη, το δυναμικό της οποίας θεωρείται μηδέν.
Ο στόχος ενός συστήματος γείωσης είναι η απαγωγή και διάχυση του κεραυνικού ρεύματος και γενικά οποιουδήποτε ρεύματος βραχυκύκλωσης μέσα στη γη. Προτεραιότητα του είναι η αποφυγή επικίνδυνων υπερτάσεων στον περιβάλλοντα χώρο, που μπορούν όχι μόνο να προκαλέσουν βλάβες στον εξοπλισμό, αλλά και να πλήξουν τον άνθρωπο.
Η καλή απόδοση των συστημάτων γείωσης, όταν αυτά πλήττονται από κρουστικά ρεύματα, είναι μεγάλης σημασίας για ένα σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας. Προκειμένου να σχεδιαστεί σωστά ένα ηλεκτρικό σύστημα, είναι απολύτως αναγκαίο να μελετηθεί η μεταβατική συμπεριφορά του συστήματος γείωσης των επιμέρους τμημάτων του, υπό την επίδραση κρουστικών κεραυνικών ρευμάτων ή ρευμάτων σφάλματος.
Όσον αφορά τις ανεμογεννήτριες, η προστασία τους από κεραυνούς είναι ένα ιδιαίτερο πρόβλημα. Το μεγάλο ύψος της κατασκευής τους αλλά και οι τοποθεσίες με μεγάλο υψόμετρο όπου συνήθως εγκαθίστανται, τις καθιστούν ευάλωτες σε κεραυνικά πλήγματα. Είναι λοιπόν πολύ σημαντικό να ελεγχθεί η αξιοπιστία του συστήματος γείωσής των, ώστε να μπορούμε να προβλέψουμε την απόδοσή τους σε περιπτώσεις κρουστικών ρευμάτων κεραυνού.
Η παρούσα εργασία αναφέρεται στη μελέτη της μεταβατικής συμπεριφοράς της γείωσης μιας ανεμογεννήτριας, μέσω εξομοίωσής της με τη βοήθεια του λογισμικού EMTP-ATP. Οι εξομοιώσεις γίνονται βασισμένες στο μοντέλο της κυκλωματικής προσέγγισης για διάφορες τιμές των ειδικών αντιστάσεων εδάφους.
Ακολουθεί μια σύντομη περιγραφή των κεφαλαίων:
Στο κεφάλαιο 1, γίνεται αναφορά στην έννοια της γείωσης, σε βασικούς ορισμούς, καθώς επίσης στα διάφορα είδη και συστήματα γείωσης και τα είδη των ηλεκτροδίων γείωσης. Τέλος παρουσιάζονται οι διατάξεις γείωσης των ανεμογεννητριών.
Στο κεφάλαιο 2, παρουσιάζονται τα κύρια στοιχεία που επηρεάζουν την απόκριση των συστημάτων γείωσης. Αυτά είναι η αντίσταση γείωσης, η ειδική αντίσταση του εδάφους, η κρουστική σύνθετη αντίσταση και η κρίσιμη ένταση του ηλεκτρικού πεδίου.
Στο κεφάλαιο 3, γίνεται αναφορά στους μηχανισμούς διάσπασης του εδάφους και αναλύεται το φαινόμενο του ιονισμού του εδάφους. Τέλος, παρουσιάζονται τα μοντέλα τα οποία χρησιμοποιούνται για τη μοντελοποίηση του.
Στο κεφάλαιο 4, παρουσιάζονται τα διάφορα μοντέλα, βάσει των οποίων γίνεται η προσομοίωση των συστημάτων γείωσης. Γίνεται μια ανασκόπηση αρχίζοντας από τα πρωτοεμφανιζόμενα μοντέλα προσομοίωσης των ηλεκτροδίων γείωσης κι έπειτα αναλύονται τα μεταγενέστερα μοντέλα τα οποία και επικράτησαν.
Στο κεφάλαιο 5, γίνεται μια σύντομη παρουσίαση του προγράμματος
εξομοίωσης ATP-EMTP, το οποίο θα χρησιμοποιηθεί.
Στο κεφάλαιο 6, γίνεται αναφορά στο μοντέλο προσομοίωσης που επιλέξαμε, παρατίθενται τα στοιχεία της γείωσης της προς μελέτη ανεμογεννήτριας καθώς και οι παραδοχές που γίνονται για την προσομοίωση της μεταβατικής συμπεριφοράς του συγκεκριμένου συστήματος γείωσης.
Στο κεφάλαιο 7, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της εξομοίωσης υπό μορφή διαγραμμάτων τα οποία συνοψίζονται σε πίνακες. Τέλος, παρατίθενται οι παρατηρήσεις και τα συμπεράσματα. |
| author2 |
Πυργιώτη, Ελευθερία |
| author_facet |
Πυργιώτη, Ελευθερία Αγορίτσας, Χρήστος |
| format |
Thesis |
| author |
Αγορίτσας, Χρήστος |
| author_sort |
Αγορίτσας, Χρήστος |
| title |
Μεταβατική συμπεριφορά γείωσης ανεμογεννήτριας |
| title_short |
Μεταβατική συμπεριφορά γείωσης ανεμογεννήτριας |
| title_full |
Μεταβατική συμπεριφορά γείωσης ανεμογεννήτριας |
| title_fullStr |
Μεταβατική συμπεριφορά γείωσης ανεμογεννήτριας |
| title_full_unstemmed |
Μεταβατική συμπεριφορά γείωσης ανεμογεννήτριας |
| title_sort |
μεταβατική συμπεριφορά γείωσης ανεμογεννήτριας |
| publishDate |
2020 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/13320 |
| work_keys_str_mv |
AT agoritsaschrēstos metabatikēsymperiphorageiōsēsanemogennētrias |
| _version_ |
1771297262721302528 |
| spelling |
nemertes-10889-133202022-09-05T13:56:06Z Μεταβατική συμπεριφορά γείωσης ανεμογεννήτριας Αγορίτσας, Χρήστος Πυργιώτη, Ελευθερία Αλεξανδρίδης, Αντώνης Agoritsas, Christos Γείωση Ανεμογεννήτριες Grounding Wind power turbines Γείωση καλείται η αγώγιμη σύνδεση ενός σημείου του κυκλώματος με το έδαφος. Το συγκεκριμένο σημείο αποκτά τότε ίδιο δυναμικό με τη γη, το δυναμικό της οποίας θεωρείται μηδέν. Ο στόχος ενός συστήματος γείωσης είναι η απαγωγή και διάχυση του κεραυνικού ρεύματος και γενικά οποιουδήποτε ρεύματος βραχυκύκλωσης μέσα στη γη. Προτεραιότητα του είναι η αποφυγή επικίνδυνων υπερτάσεων στον περιβάλλοντα χώρο, που μπορούν όχι μόνο να προκαλέσουν βλάβες στον εξοπλισμό, αλλά και να πλήξουν τον άνθρωπο. Η καλή απόδοση των συστημάτων γείωσης, όταν αυτά πλήττονται από κρουστικά ρεύματα, είναι μεγάλης σημασίας για ένα σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας. Προκειμένου να σχεδιαστεί σωστά ένα ηλεκτρικό σύστημα, είναι απολύτως αναγκαίο να μελετηθεί η μεταβατική συμπεριφορά του συστήματος γείωσης των επιμέρους τμημάτων του, υπό την επίδραση κρουστικών κεραυνικών ρευμάτων ή ρευμάτων σφάλματος. Όσον αφορά τις ανεμογεννήτριες, η προστασία τους από κεραυνούς είναι ένα ιδιαίτερο πρόβλημα. Το μεγάλο ύψος της κατασκευής τους αλλά και οι τοποθεσίες με μεγάλο υψόμετρο όπου συνήθως εγκαθίστανται, τις καθιστούν ευάλωτες σε κεραυνικά πλήγματα. Είναι λοιπόν πολύ σημαντικό να ελεγχθεί η αξιοπιστία του συστήματος γείωσής των, ώστε να μπορούμε να προβλέψουμε την απόδοσή τους σε περιπτώσεις κρουστικών ρευμάτων κεραυνού. Η παρούσα εργασία αναφέρεται στη μελέτη της μεταβατικής συμπεριφοράς της γείωσης μιας ανεμογεννήτριας, μέσω εξομοίωσής της με τη βοήθεια του λογισμικού EMTP-ATP. Οι εξομοιώσεις γίνονται βασισμένες στο μοντέλο της κυκλωματικής προσέγγισης για διάφορες τιμές των ειδικών αντιστάσεων εδάφους. Ακολουθεί μια σύντομη περιγραφή των κεφαλαίων: Στο κεφάλαιο 1, γίνεται αναφορά στην έννοια της γείωσης, σε βασικούς ορισμούς, καθώς επίσης στα διάφορα είδη και συστήματα γείωσης και τα είδη των ηλεκτροδίων γείωσης. Τέλος παρουσιάζονται οι διατάξεις γείωσης των ανεμογεννητριών. Στο κεφάλαιο 2, παρουσιάζονται τα κύρια στοιχεία που επηρεάζουν την απόκριση των συστημάτων γείωσης. Αυτά είναι η αντίσταση γείωσης, η ειδική αντίσταση του εδάφους, η κρουστική σύνθετη αντίσταση και η κρίσιμη ένταση του ηλεκτρικού πεδίου. Στο κεφάλαιο 3, γίνεται αναφορά στους μηχανισμούς διάσπασης του εδάφους και αναλύεται το φαινόμενο του ιονισμού του εδάφους. Τέλος, παρουσιάζονται τα μοντέλα τα οποία χρησιμοποιούνται για τη μοντελοποίηση του. Στο κεφάλαιο 4, παρουσιάζονται τα διάφορα μοντέλα, βάσει των οποίων γίνεται η προσομοίωση των συστημάτων γείωσης. Γίνεται μια ανασκόπηση αρχίζοντας από τα πρωτοεμφανιζόμενα μοντέλα προσομοίωσης των ηλεκτροδίων γείωσης κι έπειτα αναλύονται τα μεταγενέστερα μοντέλα τα οποία και επικράτησαν. Στο κεφάλαιο 5, γίνεται μια σύντομη παρουσίαση του προγράμματος εξομοίωσης ATP-EMTP, το οποίο θα χρησιμοποιηθεί. Στο κεφάλαιο 6, γίνεται αναφορά στο μοντέλο προσομοίωσης που επιλέξαμε, παρατίθενται τα στοιχεία της γείωσης της προς μελέτη ανεμογεννήτριας καθώς και οι παραδοχές που γίνονται για την προσομοίωση της μεταβατικής συμπεριφοράς του συγκεκριμένου συστήματος γείωσης. Στο κεφάλαιο 7, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της εξομοίωσης υπό μορφή διαγραμμάτων τα οποία συνοψίζονται σε πίνακες. Τέλος, παρατίθενται οι παρατηρήσεις και τα συμπεράσματα. Grounding is the conductive connection of a point of the circuit to the ground. This point then acquires the same potential as the earth, whose potential is considered zero. The purpose of a grounding system is to abduct and diffuse lightning current and any short-circuited current in the earth. Its priority is to avoid dangerous surges in the environment, which can not only cause damage to equipment but also harm humans. The performance of grounding systems, when they are affected by shock currents, is of great importance for an electricity system. In order to properly design an electrical system, it is absolutely necessary to study the transient behavior of the grounding system of its individual parts under the influence of lightning strike or fault currents. As for wind turbines, their protection against lightning is a special problem. The height of their construction and the high altitude of the locations where they are usually installed make them vulnerable to lightning strikes. It is therefore very important to check the reliability of their grounding system so that we can predict their performance in the event of lightning bolts. The present work deals with the study of the transient behavior of a wind turbine's grounding system by simulating it with the help of EMTP-ATP software. The simulations are based on the circuit modeling approach for different values of specific ground resistors. Here is a brief description of the chapters: In Chapter 1,a reference is made to the concept of grounding, to basic definitions, as well as to the different types and types of grounding systems and to the types of grounding electrodes. Finally, the grounding arrangements of the wind turbines are presented. In Chapter 2, the main elements that influence the response of grounding systems are presented. These are ground resistance, ground specific resistance, impact impedance and critical electric field strength. In Chapter 3, we discuss the mechanisms of soil degradation and analyze the phenomenon of soil ionization. Finally, the models used to model it are presented. In Chapter 4, the various models based on the simulation of grounding systems are presented. A review is started by the first simulating ground electrode models and then analyzing the subsequent models that prevailed. In Chapter 5, a brief presentation of the simulation program ATP-EMTP is made. In Chapter 6, a reference is made to the simulation model we have selected, the details of the wind turbine to be studied, as well as the assumptions made to simulate the transient behavior of the particular grounding system. In Chapter 7, the results of the simulation in the form of diagrams are summarized in tables. Finally, observations and conclusions are set out. 2020-03-13T20:53:34Z 2020-03-13T20:53:34Z 2020-02-26 Thesis http://hdl.handle.net/10889/13320 gr 0 application/pdf |
