Αντικεραυνική προστασία ανεμογεννητριών
Στη σύγχρονη εποχή των ολοένα και περισσότερο αυξανόμενων ενεργειακών αναγκών και της σταδιακής εξάντλησης των αποθεμάτων των ορυκτών καυσίμων, κρίνεται απαραίτητη η στροφή στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η πιο διαδεδομένη μορφή εκμετάλλευσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι οι ανεμογεννήτριες, ο...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2021
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/15368 |
| id |
nemertes-10889-15368 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Αντικεραυνική προστασία Ανεμογεννήτριες Μεταβατική συμπεριφορά γείωσης Βηματική τάση Τάση επαφής Ιονισμός του εδάφους Lightning protection Wind turbines Transient grounding system behavior Step voltage Touch voltage Soil ionization |
| spellingShingle |
Αντικεραυνική προστασία Ανεμογεννήτριες Μεταβατική συμπεριφορά γείωσης Βηματική τάση Τάση επαφής Ιονισμός του εδάφους Lightning protection Wind turbines Transient grounding system behavior Step voltage Touch voltage Soil ionization Κακούρης, Δημήτριος Αντικεραυνική προστασία ανεμογεννητριών |
| description |
Στη σύγχρονη εποχή των ολοένα και περισσότερο αυξανόμενων ενεργειακών αναγκών και της σταδιακής εξάντλησης των αποθεμάτων των ορυκτών καυσίμων, κρίνεται απαραίτητη η στροφή στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η πιο διαδεδομένη μορφή εκμετάλλευσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι οι ανεμογεννήτριες, οι οποίες μετατρέπουν την αιολική ενέργεια του ανέμου σε ηλεκτρική. Η ανεμογεννήτρια αποτελεί μια ιδιαίτερη κατασκευή λόγω του μεγάλου ύψους της και της τοποθέτησής της σε απομακρυσμένες περιοχές με δυσμενείς συνθήκες γείωσης και άμεσα εκτεθειμένες στους κεραυνούς. Ένα κεραυνικό πλήγμα είναι ικανό να προκαλέσει σημαντικές βλάβες τόσο στα μηχανικά, όσο και στα ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά μέρη της ανεμογεννήτριας. Επίσης, μπορεί να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα ή ακόμα και θάνατο σε κάποιον άνθρωπο που βρίσκεται στον περιβάλλοντα χώρο. Για τους παραπάνω λόγους κρίνεται απαραίτητη η σχεδίαση ενός αποτελεσματικού συστήματος αντικεραυνικής προστασίας, σκοπός του οποίου είναι η διοχέτευση των κεραυνικών ρευμάτων στη γη χωρίς κίνδυνο. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η συμπεριφορά και η αποτελεσματικότητα του συστήματος γείωσης μιας ανεμογεννήτριας, για δύο διαφορετικά κεραυνικά πλήγματα με μέγιστη ένταση ρεύματος τα 150 kA και χρόνους μετώπου και ουράς, 1.2/50 μs και 19/485 μs. Για την μοντελοποίηση του συστήματος χρησιμοποιήθηκε η κυκλωματική προσέγγιση, σύμφωνα με την οποία τα ηλεκτρόδια γείωσης παριστάνονται από κατανεμημένα κυκλώματα, αποτελούμενα από εν σειρά επαγωγές και αντιστάσεις, καθώς και εγκάρσιες αγωγιμότητες και χωρητικότητες. Για τις προσομοιώσεις χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα EMTP-ATP και η εξαγωγή των γραφικών παραστάσεων έγινε μέσω του PlotXY. Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων μας δίνουν πληροφορίες για τις μεταβατικές τάσεις και τα ρεύματα που αναπτύσσονται στο σύστημα της γείωσης κατά τη διάρκεια ενός κεραυνικού πλήγματος στην κορυφή της ανεμογεννήτριας, όπως επίσης και για τις βηματικές τάσεις και τις τάσεις επαφής που αναπτύσσονται σε έναν άνθρωπο που βρίσκεται κοντά εκείνη τη στιγμή. Εξετάζονται διαφορετικές συνθήκες, που αφορούν μεταβολές στην ειδική αντίσταση του εδάφους, με χρήση προστατευτικού υλικού και έλεγχο της επίδρασης του φαινομένου του ιονισμού του εδάφους. |
| author2 |
Kakouris, Dimitrios |
| author_facet |
Kakouris, Dimitrios Κακούρης, Δημήτριος |
| author |
Κακούρης, Δημήτριος |
| author_sort |
Κακούρης, Δημήτριος |
| title |
Αντικεραυνική προστασία ανεμογεννητριών |
| title_short |
Αντικεραυνική προστασία ανεμογεννητριών |
| title_full |
Αντικεραυνική προστασία ανεμογεννητριών |
| title_fullStr |
Αντικεραυνική προστασία ανεμογεννητριών |
| title_full_unstemmed |
Αντικεραυνική προστασία ανεμογεννητριών |
| title_sort |
αντικεραυνική προστασία ανεμογεννητριών |
| publishDate |
2021 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/15368 |
| work_keys_str_mv |
AT kakourēsdēmētrios antikeraunikēprostasiaanemogennētriōn AT kakourēsdēmētrios lightningprotectionofwindturbines |
| _version_ |
1771297257873735680 |
| spelling |
nemertes-10889-153682022-09-05T14:07:57Z Αντικεραυνική προστασία ανεμογεννητριών Lightning protection of wind turbines Κακούρης, Δημήτριος Kakouris, Dimitrios Αντικεραυνική προστασία Ανεμογεννήτριες Μεταβατική συμπεριφορά γείωσης Βηματική τάση Τάση επαφής Ιονισμός του εδάφους Lightning protection Wind turbines Transient grounding system behavior Step voltage Touch voltage Soil ionization Στη σύγχρονη εποχή των ολοένα και περισσότερο αυξανόμενων ενεργειακών αναγκών και της σταδιακής εξάντλησης των αποθεμάτων των ορυκτών καυσίμων, κρίνεται απαραίτητη η στροφή στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η πιο διαδεδομένη μορφή εκμετάλλευσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι οι ανεμογεννήτριες, οι οποίες μετατρέπουν την αιολική ενέργεια του ανέμου σε ηλεκτρική. Η ανεμογεννήτρια αποτελεί μια ιδιαίτερη κατασκευή λόγω του μεγάλου ύψους της και της τοποθέτησής της σε απομακρυσμένες περιοχές με δυσμενείς συνθήκες γείωσης και άμεσα εκτεθειμένες στους κεραυνούς. Ένα κεραυνικό πλήγμα είναι ικανό να προκαλέσει σημαντικές βλάβες τόσο στα μηχανικά, όσο και στα ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά μέρη της ανεμογεννήτριας. Επίσης, μπορεί να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα ή ακόμα και θάνατο σε κάποιον άνθρωπο που βρίσκεται στον περιβάλλοντα χώρο. Για τους παραπάνω λόγους κρίνεται απαραίτητη η σχεδίαση ενός αποτελεσματικού συστήματος αντικεραυνικής προστασίας, σκοπός του οποίου είναι η διοχέτευση των κεραυνικών ρευμάτων στη γη χωρίς κίνδυνο. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η συμπεριφορά και η αποτελεσματικότητα του συστήματος γείωσης μιας ανεμογεννήτριας, για δύο διαφορετικά κεραυνικά πλήγματα με μέγιστη ένταση ρεύματος τα 150 kA και χρόνους μετώπου και ουράς, 1.2/50 μs και 19/485 μs. Για την μοντελοποίηση του συστήματος χρησιμοποιήθηκε η κυκλωματική προσέγγιση, σύμφωνα με την οποία τα ηλεκτρόδια γείωσης παριστάνονται από κατανεμημένα κυκλώματα, αποτελούμενα από εν σειρά επαγωγές και αντιστάσεις, καθώς και εγκάρσιες αγωγιμότητες και χωρητικότητες. Για τις προσομοιώσεις χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα EMTP-ATP και η εξαγωγή των γραφικών παραστάσεων έγινε μέσω του PlotXY. Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων μας δίνουν πληροφορίες για τις μεταβατικές τάσεις και τα ρεύματα που αναπτύσσονται στο σύστημα της γείωσης κατά τη διάρκεια ενός κεραυνικού πλήγματος στην κορυφή της ανεμογεννήτριας, όπως επίσης και για τις βηματικές τάσεις και τις τάσεις επαφής που αναπτύσσονται σε έναν άνθρωπο που βρίσκεται κοντά εκείνη τη στιγμή. Εξετάζονται διαφορετικές συνθήκες, που αφορούν μεταβολές στην ειδική αντίσταση του εδάφους, με χρήση προστατευτικού υλικού και έλεγχο της επίδρασης του φαινομένου του ιονισμού του εδάφους. In the modern age of ever-increasing needs for energy and the gradual depletion of fossil fuel reserves, it is necessary to turn to the use of the renewable energy sources. The most common form of exploitation of renewable energy sources is the wind turbines, which convert wind energy into electricity. The wind turbine is a special construction due to its high height and its placement in remote areas with unfavorable grounding conditions and directly exposed to lightning. A lightning strike is capable of causing significant damage to both the mechanical and electrical and electronic parts of the wind turbine. Furthermore, it can cause serious problems or even death to a human in the surrounding area. For the above reasons, it is very important to design an effective system of lightning protection, the purpose of which is to drive the currents of the lightning to the ground without any danger. In the present dissertation, they are studied the behavior and the efficiency of the grounding system of a wind turbine for two different lightning strikes with a maximum current of 150 kA and front and queue times of 1.2/50 μs and 19/485 μs. For the modeling of the system, the circuit approach was used, according to which the ground electrodes are represented by distributed circuits, consisting of a series of inductions and resistors, as well as transverse conductors and capacities. The EMTP-ATP program was used for the simulations and the graphs were exported via PlotXY. The results of the simulations give us information about the transient voltages and currents that develop in the grounding system during a lightning strike at the top of the wind turbine, and also about the step and the touch voltages that develop in a person who is nearby at that moment. Different conditions are examined, concerning changes in the specific resistance of the soil by using protective material and estimation of the effect of the phenomenon of soil ionization. 2021-10-18T10:11:43Z 2021-10-18T10:11:43Z 2021-10-13 http://hdl.handle.net/10889/15368 gr application/pdf |
