Ανάλυση και έλεγχος σε σφάλματα σε δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας

• Κύριος συγγραφέας: Βασιλά, Γεωργία
• Άλλοι συγγραφείς: Αλεξανδρίδης, Αντώνιος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2016
• Θέματα: Συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας; Ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις; Electrical energy systems (EES); Electromagnetic oscillations; 621.31

Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με την ανάλυση διαταραχών και των ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων που έπονται και εμφανίζονται στα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας ενώ εξετάζεται η βελτίωση απόσβεσης των ταλαντώσεων μέσω ελεγκτών και σταθεροποιητών. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται εισαγωγή στα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας (ΣΗΕ) και αναφορά στις βασικές έννοιες αυτών. Ακολουθεί αναφορά στην δομή των ΣΗΕ και ανάλυση των επιμέρους αυτών συστημάτων, όπως το σύστημα παραγωγής, το σύστημα μεταφοράς, το σύστημα διανομής και το φορτίο. Σύντομη περιγραφή των μέτρων προστασίας που μπορούν να χρησιμοποιηθούν καθώς και της σπουδαιότητας του μέτρου επιλογικότητας δίνεται στο τέλος του κεφαλαίου, ενώ δεν παραλείπεται και ο σχολιασμός της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας από χτες έως σήμερα. Στο δεύτερο κεφάλαιο έχουμε εισαγωγή στα σφάλματα/διαταραχές που εμφανίζονται στα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας και την επίδραση αυτών στην ποιότητα ισχύος. Γενική θεώρηση επί των βραχυκυκλωμάτων βάση του διεθνούς προτύπου IEC 60909 καταγράφεται, ενώ γίνεται επίσης σύντομη ανασκόπηση επί των διαταραχών βάση των συνεπειών στις κυματομορφές τάσεως. Τα βραχυκυκλώματα αναλύονται βάση της θέσης που υφίστανται, του χρόνου απόσβεσης τους αλλά και της φύσης τους. Στην ανάλυση συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας είναι αναγκαία η ύπαρξη μοντέλων, γεγονός που καλύπτεται από το τρίτο κεφάλαιο, οπού δίνεται το μοντέλο γραμμών μεταφοράς ανάλογα με το μήκος των γραμμών, το μοντέλο του μετασχηματιστή και το μοντέλο φορτίου. Καθώς οι σύγχρονες γεννήτριες αποτελούν το σημαντικότερο από τα στοιχεία που δομούν τα ΣΗΕ το τέταρτο κεφάλαιο αφιερώνεται αποκλειστικά σε αυτές. Το κεφάλαιο αυτό αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα κεφάλαια της εργασίας αυτής όπου καταγράφεται η θεωρία των σύγχρονων γεννητριών ως προς την δομή και την αρχή λειτουργίας τους ενώ δίνονται και βασικές έννοιες αυτών, όπως η ταχύτητα περιστροφής και η παραγόμενη τάση. Όπως στο προηγούμενος έτσι και σε αυτό το κεφάλαιο εξάγεται το ισοδύναμο μοντέλο του εν λόγω εξοπλισμού με επιπλέον ανάλυση των εξισώσεων που το περιγράφουν. Η αναγκαιότητα απλοποίησης των μελετών οδηγεί στην ανάλυση των εξισώσεων μέσω του μετασχηματισμού Park και εν συνεχεία μοντελοποίηση σύγχρονης γεννήτριας 4ης τάξης, μοντέλο που θα χρησιμοποιηθεί και στην προσομοίωση που θα υλοποιηθεί. Στο πέμπτο κεφάλαιο αναλύεται η μεταβατική ευστάθεια με σαφή διαχωρισμό των κατηγοριών που την δομούν. Βασικές έννοιες της μεταβατικής ευστάθειας καταγράφονται, ενώ μελετώνται οι ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις που προκαλούνται μετά την εμφάνιση διαταραχής στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας. Δίνεται η εξίσωση ταλάντωσης μέσω των αναγκαίων παραδοχών, ενώ στο τέλος του κεφαλαίου σχολιάζεται η ηλεκτρομαγνητική ροπή με ιδιαίτερη μνεία στην ροπή απόσβεσης. Στο έκτο κεφάλαιο περιγράφονται τα βασικά συστήματα ελέγχου που χρησιμοποιούνται για την ρύθμιση και έλεγχο μιας σύγχρονης γεννήτριας, με σκοπό τον έλεγχο των μεταβατικών καταστάσεων στα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας και εν προκειμένω της διατήρησης της ευστάθειας αυτών, μέσω βελτίωσης της απόσβεσης των ηλεκτρομηχανικών ταλαντώσεων. Στο τελευταίο κεφάλαιο, γίνεται η προσομοίωση συστήματος σύγχρονης γεννήτριας σε άπειρο ζυγό υπό συνθήκες διαταραχής και η εξαγωγή των αποκρίσεων βασικών παραμέτρων του συστήματος με την ύπαρξη ή μη αυτόματου ρυθμιστή τάσης (AVR) καθώς και ύπαρξη ή μη σταθεροποιητή ισχύος συστήματος.