Διηλεκτρικά και θερμικά φαινόμενα σε γραμμές μεταφοράς και διανομής
Authors: Χαλεβίδης Κωνσταντίνος 
Published: January 2014

Η διατριβή αυτή αφορά διηλεκτρικά και θερμικά φαινόμενα εμφανιζόμενα σε γραμμές μεταφοράς και διανομής, τόσο κατά την κανονική λειτουργία τους όσο και κατά την εμφάνιση σφαλμάτων. Στο κεφάλαιο 1 γίνεται μια εισαγωγή στα συστήματα μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. Συγκεκριμένα, γίνεται μια σύντομη παρουσίαση των θερμικών φαινομένων σε εναέριες και υπόγειες γραμμές μεταφοράς και διανομής. Εξετάζεται το θέμα της αποκοπής αγωγού, και γίνεται μια προσπάθεια ανάπτυξης ενός μαθηματικού μοντέλου υπολογισμού των συνεπειών της αποκοπής αγωγών του δικτύου διανομής (φάσεων και ουδετέρου) και ακολούθως επιδιώκεται η δημιουργία μιας μεθόδου προστασίας. Επίσης, αναπτύσσεται ένα μαθηματικό μοντέλο για τον υπολογισμό της θερμικής καταπόνησης αγωγών διανομής και μεταφοράς λόγω των κύκλων λειτουργίας των αυτόματων διακοπτών. Ακόμα, γίνεται μια διερεύνηση της διηλεκτρικής συμπεριφοράς ξύλινων στύλων. Επιπροσθέτως αναπτύσσεται ένας αλγόριθμος ροής φορτίου για συστήματα διανομής με κομμένο πολλαπλά γειωμένο ουδέτερο, και γίνεται μια πειραματική διερεύνηση της διηλεκτρικής συμπεριφοράς ελαίου μετασχηματιστών μεταφοράς και διανομής έπειτα από την μεταφορά των μετασχηματιστών στο σημείο εγκαταστάσεώς τους. Ειδικότερα:Στο κεφάλαιο 2 γίνεται μια διερεύνηση των συνεπειών από αποκοπή αγωγών του δικτύου διανομής (τόσο αγωγών φάσεως, όσο και ουδετέρου). Επιπροσθέτως, παρουσιάζονται μέθοδοι προστασίας για την αντιμετώπιση των συνεπειών αυτών. Στην συνέχεια, στο κεφάλαιο 3 αναπτύσσεται ένα νέο μοντέλο υπολογισμού της θερμικής καταπόνησης αγωγών λόγω των κύκλων λειτουργίας των αυτόματων διακοπτών και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της μεθόδου. Ακολούθως, στο κεφάλαιο 4 αναπτύσσεται ένα νέο κλιμακωτό δίκτυο αντιστάσεων για ξύλινους στύλους και επαληθεύεται μέσω ανάλυσης πεπερασμένων στοιχείων. Στο κεφάλαιο 5 αναπτύσσεται αλγόριθμος για ροή φορτίου δικτύου διανομής με κομμένο ουδέτερο. Τελικώς, στο κεφάλαιο 6 πραγματοποιείται πειραματική διερεύνηση της διηλεκτρικής συμπεριφοράς ελαίου μετασχηματιστών διανομής και μεταφοράς από την μεταφορά στο σημείο της εγκαταστάσεως τους. Στα πλαίσια της εργασίας αυτής, έγιναν 3 προγράμματα στον ηλεκτρονικό υπολογιστή για την διευκόλυνση των υπολογισμών και την εξαγωγή συμπερασμάτων. Τα προγράμματα αυτά είναι: πρόγραμμα υπολογισμού της θερμικής καταπόνησης αγωγών του δικτύου μεταφοράς, πρόγραμμα υπολογισμού της θερμικής καταπόνησης αγωγών του δικτύου διανομής λόγω των κύκλων λειτουργίας των αυτόματων διακοπτών, και πρόγραμμα υπολογισμού του βέλους κάμψεως αγωγών του δικτύου διανομής και μεταφοράς. Τα σχόλια επί των πειραματικών και των θεωρητικών αποτελεσμάτων που προαναφέρθηκαν δίνονται στο κεφάλαιο 7. Συγκεκριμένα, η αποκοπή και πτώση στο έδαφος αγωγού φάσεως (δικτύου διανομής) μπορεί να οδηγήσει σε πυρκαγιά, ενώ η αποκοπή αγωγού ουδετέρου μπορεί να οδηγήσει σε μεταβολή της τάσεως του ουδετέρου κατάντη του σημείου αποκοπής και σε διακυμάνσεις της τάσεως των εγκατεστημένων φορτίων. Η μηχανική καταπόνηση του ελαίου των μετασχηματιστών οδηγεί σε μειωμένη διηλεκτρική αντοχή, και πιθανή διάσπασή του. Τέλος, το αναπτυχθέν μαθηματικό μοντέλο υπολογισμού της θερμικής καταπόνησης αγωγών λόγω των κύκλων λειτουργίας των αυτόματων διακοπτών μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της αντοχής των αγωγών σε διάφορα σφάλματα. Στο όγδοο κεφάλαιο δίνεται περιληπτικά η προαναφερθείσα συνεισφορά της εργασίας (του 7ου κεφαλαίου) στην έρευνα και τις πρακτικές εφαρμογές.