Μελέτη δικτύων μέσης τάσης

• Κύριος συγγραφέας: Βασιλείου, Ιωάννης
• Άλλοι συγγραφείς: Vasileiou, Ioannis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Δίκτυα μέσης τάσης; Κεραυνικά πλήγματα; Σφάλματα; Medium voltage distribution; Lightning strikes; Faults

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της μεταβατικής συμπεριφοράς εναέριας γραμμής διανομής μέσης τάσης, η οποία αποτελεί τμήμα ενός ευρύτερου δικτύου μέσης τάσης, μετά από κεραυνικό πλήγμα που συμβαίνει σε έναν αγωγό φάσης της. Για την πραγματοποίηση αυτής της μελέτης, κατασκευάζονται δύο διαφορετικά μοντέλα στο πρόγραμμα ATP - EMTP που εξομοιώνουν μια γραμμή μέσης τάσης των 20 kV, όπου στο πρώτο περιέχονται ξύλινοι στύλοι με μεταλλική τραβέρσα και στο δεύτερο στύλοι από οπλισμένο σκυρόδεμα γειωμένοι στη θεμελίωσή τους. Το συνολικό μήκος της γραμμής είναι 1 km και ο αριθμός των στύλων που την απαρτίζουν είναι 10 και στις δύο αυτές περιπτώσεις. Τα ζητήματα που εξετάζονται είναι οι τιμές των τάσεων σε διάφορα σημεία του συστήματος, η συμπεριφορά των μονωτήρων μετά το κεραυνικό πλήγμα, καθώς και οι αλλαγές που προκύπτουν στην απόκριση της γραμμής με τη μεταβολή ορισμένων στοιχείων της. Στο πρώτο κεφάλαιο εξηγείται το φαινόμενο του κεραυνού και συγκεκριμένα η διαδικασία με την οποία επέρχεται μια ηλεκτρική εκκένωση. Επιπλέον, παρουσιάζονται τα είδη των κεραυνών, τα χαρακτηριστικά τους μεγέθη αλλά και οι συνέπειες που ενδέχεται να επιφέρει ένα κεραυνικό πλήγμα στο δίκτυο μεταφοράς ή διανομής. Το δεύτερο κεφάλαιο αφορά τις γραμμές μεταφοράς και διανομής. Παρουσιάζονται τα ηλεκτρικά και μηχανικά χαρακτηριστικά τους, ενώ γίνεται αναφορά και στις κατηγορίες τους. Έπειτα, αναλύονται τα σφάλματα και οι καταπονήσεις που μπορεί να υποστούν οι γραμμές από τυχόν υπερτάσεις. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα δομικά στοιχεία μιας γραμμής, δηλαδή οι αγωγοί, οι μονωτήρες και οι πυλώνες. Αρχικά, αναφέρονται τα διάφορα είδη των αγωγών που χρησιμοποιούνται στα δίκτυα μέσης και χαμηλής τάσης, καθώς και τα βασικά χαρακτηριστικά τους. Στη συνέχεια, αναλύονται τα λειτουργικά και τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά των μονωτήρων, οι κατηγορίες στις οποίες διακρίνονται και οι διάφορες καταπονήσεις που δέχονται, εξαιτίας της εμφάνισης υπερτάσεων. Τέλος, παρατίθενται στοιχεία για τα στηρίγματα των εναέριων γραμμών μεταφοράς και διανομής. Ειδικότερα, γίνεται αναλυτική περιγραφή των χαρακτηριστικών των ξύλινων στύλων με μεταλλική τραβέρσα και των στύλων από οπλισμένο σκυρόδεμα. Το τέταρτο κεφάλαιο περιλαμβάνει βασικές πληροφορίες για το πρόγραμμα ATP – EMTP, το οποίο χρησιμοποιείται για την κατασκευή και την προσομοίωση των απαραίτητων κυκλωμάτων στην παρούσα διπλωματική εργασία. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μοντελοποίηση της γραμμής μέσης τάσης μέσω του προγράμματος ATP – EMTP. Πιο συγκεκριμένα, γίνεται αναλυτικά ο υπολογισμός όλων των παραμέτρων των στοιχείων που αποτελούν τη γραμμή και παράλληλα παρατίθεται το μοντέλο με το οποίο το κάθε στοιχείο από αυτά ενσωματώνεται στο κύκλωμα που κατασκευάζεται. Το έκτο κεφάλαιο περιέχει τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων που πραγματοποιήθηκαν σε μορφή γραφικών παραστάσεων, καθώς και ορισμένα συμπεράσματα που προκύπτουν από την ανάλυσή τους. Στο τέλος παρατίθενται στο παράρτημα χρήσιμες πληροφορίες και κανονισμοί από τη ΔΕΗ.