Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η συμβολή στην διαδικασία εκτίμησης του αριθμού των αναμενόμενων σφαλμάτων των γραμμών μεταφοράς στο Ελληνικό Δίκτυο με στόχο τον καλύτερο σχεδιασμό των γραμμών μεταφοράς. Λαμβάνοντας τα στοιχεία του αριθμού των σφαλμάτων για τα έτη 2007 και 2008, στο παρόν έργο, συγκρίνονται τα πραγματικά σφάλματα με τα αναμενόμενα (εκτιμηθέντα με τη βελτιωμένη μέθοδο ANACOM) και εξάγονται συμπεράσματα για την ικανότητα της μεθόδου να συμβάλλει στον επαρκή σχεδιασμό των γραμμών μεταφοράς στον Ελλαδικό χώρο. Συγκεκριμένα μελετήθηκαν δεκαπέντε (15) γραμμές μεταφοράς 150kV και 400kV αρχικά υπολογίζοντας τα αναμενόμενα σφάλματα με την προαναφερθείσα μέθοδο και στη συνέχεια συγκρίνοντας τα σφάλματα αυτά με τα πραγματικά. Παρατηρήθηκε ότι, ενώ στις περισσότερες περιπτώσεις ο αριθμός των πραγματικών σφαλμάτων ήταν σημαντικά μικρότερος από τον αριθμό των αναμενόμενων, υπήρξαν τέσσερις (4) γραμμές για τις οποίες η μέθοδος ANACOM είχε ως αποτέλεσμα σοβαρή υποεκτίμηση. Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης συγκρίθηκαν με αποτελέσματα προγενέστερων σχετικών μελετών και συμπεράσματα εξήχθησαν με στόχο την αξιολόγηση της επάρκειας της μεθόδου ως μοναδικό κριτήριο για τον σχεδιασμό των γραμμών μεταφοράς. / The aim of this paper is to contribute to the process of estimating the number of expected errors of transmission lines in Greek Network in order to better design of transmission lines. Taking the figures of the number of errors for the years 2007 and 2008, in this work, comparing actual to expected errors (evaluated with the improved method ANACOM) and draws conclusions about the ability of the process to assist in the design of adequate transmission lines to Greece. Specifically studied fifteen (15) transmission lines 150kV and 400kV initially calculating the expected errors to the aforementioned method and then comparing these errors with the actual. Observed that, while in most cases the number of factual errors were significantly smaller than the number expected, there were four (4) lines for which the method ANACOM resulted serious understatement. The results of this study were compared with results of previous related studies and conclusions were reached in order to assess the adequacy of the method as the sole criterion for the design of transmission lines.

Το παρόν πόνημα αναπτύχθηκε προκειμένου να υποδειχθεί η σύνθεση και η μελέτη πολυλειτουργικών μαγνητικών νανοσωματιδίων τα οποία φέρουν μόρια της δραστικής φαρμακευτικής ουσίας Πακλιταξέλη (Ταξόλη - ΤΑXOLTM), ως εναλλακτικός τρόπος χορήγησης με υψηλή ακρίβεια στο στόχο, στο χρόνο και στην ποσότητα που απαιτείται για την αντιμετώπιση του καρκίνου του μαζικού αδένα, εκμεταλλευόμενοι τις ιδιότητες που περιλαμβάνουν το μικρό τους μέγεθος, στην κλίμακα του νανομέτρου,το μεγάλο εμβαδόν της επιφανείας τους, η δυνατότητα διαχείρισής τους από απόσταση και οι σχεδόν μηδενικές παρενέργειες.Τα σωματίδια ενίονται στον οργανισμό και μέσω της συστηματικής κυκλοφορίας κατευθύνονται με την βοήθεια ενός εξωτερικού μαγνητικού πεδίου στο όργανο-στόχο (στοχευμένη θεραπεία). Η Πακλιταξέλη αποτελεί ευρέως διαδεδομένο αντικαρκινικό παράγοντα, με σημαντικές ωστόσο παρενέργειες λόγω χαμηλής εκλεκτικότητας. Στην παρούσα μελέτη παρασκευάστηκαν μαγνητικά νανοσωματίδια οξειδίου του σιδήρου βασισμένα σε πολυμερικά μικύλλια PLA-PEG, τα οποία ενθυλάκωσαν την δραστική ουσία, προκειμένου να επιτευχθεί ο σκοπός παρατεταμένης παραμονής και στοχευμένης χορήγησης. Η διαδικασία του πειράματος περιλαμβάνει την σύνθεση παραμαγνητικών αλλά και μη μαγνητικών νανοφορέων, την ανάλυση των φυσικοχημικών ιδιοτήτων τους με τεχνικές σκέδασης του φωτός και ηλεκτροφόρησης και τον έλεγχο της σταθερότητάς τους σε διαφορετικές συνθήκες. Επιπροσθέτως, εξετάστηκε η δομή τους με ηλεκτρονική μικροσκοπία διαπερατότητας (TEM). Η μελέτη περιλαμβάνει επίσης μελέτες αποδέσμευσης της δραστικής ουσίας από τα νανοσωμάτια, αποβλέποντας στην απόδειξη της παρατεταμένης απελευθέρωσης, ενώ εν συνεχεία εξετάστηκε και η επίδραση εξωτερικού εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου στο ρυθμό αποδέσμευσης της πακλιταξέλης. Παράλληλα, μελετήθηκε η τοξικότητα όλων των μαγνητικών νανοσωματιδίων που έφεραν πακλιταξέλη, με στόχο τον προσδιορισμό της επίδρασης στα επιθηλιακά νεοπλασματικά κύτταρα του μαστού. Τα αποτελέσματα της μελέτης οδήγησαν στην εξαγωγή ασφαλών συμπερασμάτων για τα μαγνητικά νανοσυστήματα πακλιταξέλης όσον αφορά τις ικανοποιητικές ιδιότητες κολλοειδούς σταθερότητας, ενθυλάκωσης και αποδέσμευσης της δραστικής ουσίας, επιτρέποντας τον σχεδιασμό και την πραγματοποίηση διερευνητικών ενεργειών για την πιθανή χρήση αυτών σε περαιτέρω κλινικές περιπτώσεις. / The aim of the current study is the synthesis and characterisation of multifunctional magnetic nanoparticles of the drug agent Paclitaxel (Taxol)in order to determine their use for the targeted treatment of cancer.This will be an alternative method of administration, which results in high accuracy on the target, boh in time and in the amount of drug required for the treatment of mammary cancer. We exploit tsome of the interesting properties of the nanoparticles for this purpose, such as their small size on the nanometer scale, the large area of their surface, their management ability to remotely and their virtually zero side effects. The particles are injected in the body via the systemic circulation driven by means of an external magnetic field to the target organ (targeted therapy). Paclitaxel is a widely used anticancer agent, with significant side effects, however, due to low selectivity. In the present study were prepared magnetic iron oxide nanoparticles based on polymeric micelles of PLA-mPEG, which encapsulate the active substance, in order to achieve the purpose of sustained residence and targeted delivery. The procedure of the experiment includes the synthesis of paramagnetic and non-magnetic nanoparticles, analysis of their physicochemical properties by techniques of light scattering and electrophoresis and examination of their stability in different conditions. Furthermore, their structure was examined by transmission electron microscopy. The study also includes release studies of the active substance of the nanoparticles, aiming to demonstrate the sustained release, and subsequently theexaminationof the effect of an external alternating magnetic field in the release rate of paclitaxel. We also studied the toxicity of all magnetic nanoparticles carrying paclitaxel to identify the effect on epithelial neoplastic breast cells. The results of the study led to reliable conclusions about magnetic nanosystems of Paclitaxel regarding satisfactory colloidal stability properties, encapsulation and release of the active substance, allowing the design and implementation of further exploratory actions for possible use in further clinical cases.

Σκοπός της εργασίας είναι η βιβλιογραφική ανασκόπηση όσον αφορά τη συμπεριφορά γραμμών μεταφοράς σε καταπονήσεις από κεραυνούς, την περιγραφή των μέσων προστασίας και εγκαταστάσεων της ΔΕΗ καθώς επίσης και την ανάλυση σφαλμάτων μιας πραγματικής γραμμής μεταφοράς λόγω πτώσεων κεραυνούστην περιοχή της Αχαΐας. / The purpose of work is the bibliographic examination, which concerns the lightning perfomance of electric power overhead distribution lines, the description protection's methods and installations of National Electricity Company, as well as faults analysis of real transmission line in the region of Achaia.

Η παρούσα διπλωματική εργασία εκπονήθηκε με σκοπό την δημιουργία ενός μοντέλου του Εθνικού Διασυνδεδεμένου Συστήματος Μεταφοράς για το έτος 2015, στο οποίο θα συμπεριλαμβάνονται όλες οι μονάδες Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας που γνωρίζομε ή υποθέτουμε ότι θα ενταχθούν στο Σύστημα μέχρι το 2015. Οι υποθέσεις αυτές έγιναν σύμφωνα με τα στοιχεία της ΜΑΣΜ 2010-2014 (όπου αναφέρονται αναλυτικά οι μονάδες παραγωγής ενέργειας συμβατικές και μη, που θα συνδεθούν ή θα αποσυρθούν από το Σύστημα), τις προβλέψεις του Εθνικού Σχεδίου Δράσης για τις ΑΠΕ (ΕΣΔ/ΑΠΕ), την σχετική μελέτη που πραγματοποιήθηκε στο Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΚΑΠΕ), καθώς από την Ρυθμιστική Αρχή Ενέργειας (ΡΑΕ) από την οποία γνωρίζουμε ποιες μονάδες βρίσκονται στο στάδιο της αδειοδοτικής διαδικασίας και επομένως η ένταξή τους στο Σύστημα είναι πολύ πιθανό να πραγματοποιηθεί στα προσεχή έτη. Η επιλογή του έτους 2015 για την μελέτη έγινε επειδή τα διαθέσιμα μέχρι σήμερα στοιχεία επιτρέπουν πιο ασφαλείς προβλέψεις για την διαμόρφωση του ηλεκτρικού Συστήματος Μεταφοράς. Παρόλο που ο τελικός στόχος από την Ευρωπαϊκή Ένωση τέθηκε για το 2020, μια απευθείας μελέτη διαμόρφωσης του Συστήματος για τότε θα ήταν επισφαλής, καθώς, όπως προαναφέρθηκε, δεν υπάρχει η απαιτούμενη πληροφορία. Άλλωστε το 2015 θα μπορούσε να θεωρηθεί ένας βασικός σταθμός καθώς θα αποτελέσει την βάση για την επίτευξη του στόχου που έχει τεθεί για το 2020. Πιο αναλυτικά η διπλωματική αυτή εργασία χωρίζεται στις παρακάτω ενότητες: ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1Ο: ΘΕΩΡΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Στο κεφάλαιο αυτό στην πρώτη ενότητα αρχικά γίνεται αναφορά στην Ανάλυση Ροής Φορτίου και στο πόσο σημαντικό ρόλο έχει η ανάλυση αυτή για την σωστή σχεδίαση και λειτουργία του ηλεκτρικού Συστήματος. Στη συνέχεια γίνεται η μαθηματική περιγραφή του προβλήματος της ανάλυσης ροής φορτίου καθώς και μια εκτενής αναφορά για τις παραδοχές και τις προϋποθέσεις που πρέπει να τηρηθούν ώστε τελικά να δουλέψει σωστά το Σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας που πρόκειται να σχεδιαστεί. Τέλος γίνεται μια μικρή αναφορά στις αριθμητικές μεθόδους που θα χρησιμοποιηθούν ώστε να πραγματοποιηθεί η επίλυση των εξισώσεων που προέκυψαν από την ανάλυση ροής φορτίου. Στην επόμενη ενότητα του ίδιου κεφαλαίου παρουσιάζονται τα στοιχεία του Συστήματος (π.χ. ζυγοί, κυκλώματα, μηχανές, φορτία κλπ.) που περιλαμβάνονται στην βάση δεδομένων του υπολογιστικού προγράμματος που θα χρησιμοποιηθεί για την επίλυση των εξισώσεων της ανάλυσης ροής φορτίου. Στην τελευταία ενότητα αυτού του κεφαλαίου γίνεται μια μικρή παρουσίαση του προγράμματος PSS/E, που είναι και το υπολογιστικό πρόγραμμα που χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα εργασία για την επίλυση του Συστήματος. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2Ο: ΕΘΝΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ ΔΡΑΣΗΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΑΠΕ ΚΑΙ ΟΙ ΣΤΟΧΟΙ ΜΕΧΡΙ ΤΟ 2020 Στην πρώτη ενότητα αυτού του κεφαλαίου παρουσιάζεται ποιο είναι το σχέδιο δράσης για τις ΑΠΕ που αφορά την χώρα μας. Στην επόμενη ενότητα αυτού του κεφαλαίου, γίνεται μια αναφορά στις προϋποθέσεις ώστε να επιτευχθούν οι στόχοι που θέτει το εθνικό σχέδιο δράσης για τις ΑΠΕ. Τέλος στην τρίτη ενότητα παρουσιάζονται αναλυτικά οι στόχοι διείσδυσης των ΑΠΕ από το 2010 έως το 2020. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3Ο: ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΔΙΑΣΥΝΔΕΔΕΜΕΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ Στην πρώτη ενότητα του κεφαλαίου γίνεται μια αναλυτική περιγραφή του υφιστάμενου Συστήματος Μεταφοράς της χώρας. Στην δεύτερη ενότητα γίνεται αναφορά στην δυνατότητα του ηλεκτρικού δικτύου της χώρας να απορροφήσει την παραγωγή των σταθμών ΑΠΕ που πρόκειται να συνδεθούν σε αυτό. Επιπλέον γίνεται αναφορά στην διαδικασία αδειοδότησης και καθώς και στις υπόλοιπες προϋποθέσεις για την διείσδυση των ΑΠΕ στο Σύστημα. Τέλος στην τρίτη ενότητα γίνεται εφαρμογή του σχεδίου δράσης για τις ΑΠΕ στο έτος 2015, που αποτελεί και το έτος μελέτης της παρούσας εργασίας. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4Ο: ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΤΟΥ ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΔΙΑΣΥΝΔΕΔΕΜΕΝΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΓΙΑ ΤΟ 2015 Αρχικά στην πρώτη ενότητα παρουσιάζεται η κατανομή φορτίου στους υποσταθμούς του Συστήματος για το 2015. Στη συνέχεια (δεύτερη ενότητα), γίνεται λεπτομερής περιγραφή του Εθνικού Διασυνδεδεμένου Συστήματος Μεταφοράς (ΕΔΣΜ), όπως διαμορφώθηκε για το έτος μελέτης της εργασίας. Τέλος στην τρίτη ενότητα, φαίνεται η μελέτη του μοντέλου του Συστήματος, όπως διαμορφώθηκε για το έτος 2015, για τρία διαφορετικά ακραία σενάρια λειτουργίας. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5Ο: ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ Στην πρώτη ενότητα αυτού του κεφαλαίου αναφέρονται τα γενικά συμπεράσματα που προέκυψαν από την προηγηθείσα μελέτη. Στην επόμενη ενότητα, γίνεται αναλυτική παρουσίαση των αποτελεσμάτων στης ανάλυσης ροής φορτίου για κάθε ένα από τα τρία σενάρια που μελετήθηκαν. Ενώ στην τελευταία ενότητα, γίνεται αναφορά στις προοπτικές ανάπτυξης και διαμόρφωσης του Συστήματος για το 2020, βασιζόμενοι στα αποτελέσματα που προέκυψαν από την διαμόρφωση του δικτύου για το 2015. / This thesis, entitled "Study for the development of an electric energy transmission network which incorporates Renewable Energy Sources", was conducted in order to create a model of the National Interconnected Electric Energy Transmission System, which will include all the renewable energy system units that are already known or assumed to join the system by 2015. These assumptions were made according to the data provided by the TSDS 2010-2014 (offering a detailed plan of the all the power plant units, conventional or not, which will be connected to or removed from the system), the provisions of the National Action Plan for Renewable Energy Sources (EA / RES) , the related study conducted at the Centre for Renewable Energy Sources (CRES), and the data of the Regulatory Authority for Energy (RAE), which indicated the units that are under the licensing process and therefore they are likely to be connected to the system in the years to come. Choosing the year 2015 for the study is based on the fact that the available data nowadays allows for more accurate predictions about the configuration of the electric transmission system in two years period. Although the European Union set the ultimate goal for 2020, a direct study of the system configuration at that time would be risky, since, as mentioned above, the required information is not available. Besides that, the year 2015 could be considered a basic year as it will form the basis for achieving the target set for 2020. This thesis is divided into the following sections: CHAPTER 1: SYSTEMS THEORY OF ELECTRICITY In this chapter the first section refers to Load Flow Analysis and how important this analysis is for the proper design and operation of electrical systems. Afterwards, a mathematical description of the problem of load flow analysis is presented along with a comprehensive analysis of all the assumptions and conditions that must be met, in order to guarantee that power system to be designed will finally work properly. The numerical methods used to solve the equations resulting from the load flow analysis are described briefly. The second section of this chapter contains the system components (eg. scales, circuits, machines, loads, etc.) that are included in the database of the computer program which will be used to solve the equations of the load flow analysis. The last section of this chapter is a short presentation of the PSS / E program, which is the computer program used in this thesis in order to solve the problems stated. CHAPTER 2:NATIONAL ACTION PLAN FOR RES AND GOALS SET BY 2020The first section of this chapter is a thorough description of the action plan for Renewable Energy Sources in our country. The next section of this chapter refers to the conditions that should be met in order to achieve the targets set by the National Action Plan for RES. Finally, in the third section the objectives of the adoption of the RES from 2010 to 2020 are discussed. CHAPTER 3: GREEK INTERCONNECTED TRANSFER SYSTEM The first section of this chapter is a detailed description of the existing electric energy transportation system of our country. In the second part we examine the ability of the existing electric energy network to absorb the production of the RES plants that will be to be connected to it. Furthermore, a presentation of the licensing process and all the other requirements for the adoption of RES in the existing system is provided. In the third section the implementation of the Action Plan for RES in 2015, which is the year that we examine in this thesis, is attempted. CHAPTER 4: DEVELOPMENT OF THE GREEK INTERCONNECTED ELECTRIC ENERGY TRANSFER SYSTEM FOR 2015 Initially how the load will be distributed to the system’s substation in 2015 is described in the first section. The second section is a detailed description of the National Interconnected Transmission System (EDSM) which was designed in this thesis for 2015. Finally, assuming three different extreme scenarios for the system operation an analysis of the designed model for the system, as described in the second section, is presented. CHAPTER 5: CONCLUSIONS AND PROSPECTS The first section of this chapter summarizes all the general conclusions drawn from the study conducted in this thesis. In the next section, there is a detailed presentation of the results extracted by the load flow analysis conducted for each of the three scenarios examined in the third section of Chapter 4. The last section discusses prospects for the growth and the development of the system for 2020, based on the results extracted from the network configuration that was done for 2015.This thesis was conducted by the student of Electical and Computer Engineering Department, University of Patras, Melaniti Maria-Anthia with the help of Dr. Sakellaridis Nicholas employee to CRES.

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως γενικό σκοπό την ανάλυση, μελέτη και εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τη διαδικασία μεταφοράς της ηλεκτρικής ενέργειας, που πραγματοποιείται μέσω των γραμμών μεταφοράς που έχουν οδευτεί στην πόλη της Χαλκίδας, καθώς και στην ευρύτερη ημιαστική περιοχή. Επίσης, παρατίθενται και επεξεργάζονται τα σφάλματα που έχουν καταγραφεί από την αρμόδια υπηρεσία του Διαχειριστή Ελληνικού Δικτύου Διανομής Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΔΕΔΗΕ). Επιπροσθέτως, για την εξαγωγή συμπερασμάτων, τα εν λόγω σφάλματα αντιπαραβάλλονται στα μετεωρολογικά δεδομένα που έχουν αντληθεί για την περιοχή ενδιαφέροντος. Τέλος, ακολουθεί αναλυτικός υπολογισμός των θεωρητικών σφαλμάτων που προκύπτουν από κεραυνικές εκκενώσεις στις γραμμές μεταφοράς, με σκοπό την ανάλυση και των συσχετισμό των αποτελεσμάτων που προέκυψαν, με τα σφάλματα που παρατηρήθηκαν σε πραγματικό χρόνο. Αναλυτικά, στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια περιγραφή και σύγκριση μεταξύ της κατάστασης που επικρατούσε στο παρελθόν και την σημερινή εποχή, όσον αφορά στον τρόπο που αντιμετωπίζεται η εμφάνιση των σφαλμάτων στις γραμμές μεταφοράς σε ένα σύστημα διανομής και μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Στο δεύτερο κεφάλαιο, αναλύεται το θεωρητικό υπόβαθρο που σχετίζεται με τα είδη των υπερτάσεων, τις συνέπειές τους στις γραμμές μεταφοράς και κάποιοι στοιχειώδεις τρόποι αντιμετώπισης. Επίσης, αναλύονται συνοπτικά οι μηχανισμοί που οδηγούν στην εμφάνιση των εξωτερικών υπερτάσεων, δηλαδή των κεραυνικών εκκενώσεων, καθώς επίσης γίνεται αναφορά στη μοντελοποίησή τους για την περαιτέρω κατανόηση του φαινομένου του κεραυνού. Τέλος, παρατίθενται οι κατηγορίες των σφαλμάτων που προκαλούνται από τις προαναφερθέντες υπερτάσεις. Στο τρίτο κεφάλαιο, ακολουθεί ο ορισμός, η περιγραφή και η δομή ενός Συστήματος Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ), με σκοπό την καλύτερη εποπτεία και κατανόηση της λειτουργίας του συστήματος υπομεταφοράς της Χαλκίδας. Το τέταρτο κεφάλαιο αφιερώνεται στην περιγραφή και ανάλυση των δύο υποσταθμών της Χαλκίδας με τις κωδικές ονομασίες ΧΑΛΚΙΔΑ 1 και ΧΑΛΚΙΔΑ 2 αντίστοιχα, καθώς επίσης στην παράθεση των κυκλωματικών διαγραμμάτων των γραμμών μεταφοράς που υπάγονται στην εποπτεία και στον έλεγχο των ανωτέρω υποσταθμών. Στο κεφάλαιο 5, καταγράφονται και κατηγοριοποιούνται τα δεδομένα που πάρθηκαν από τους υποσταθμούς, σε μορφή πινάκων, ανά μήνα και ανά ημερολογιακό έτος για κάθε γραμμή μεταφοράς ξεχωριστά. Επιπρόσθετα, παρατίθενται τα μετεωρολογικά δεδομένα των ετών 2008 έως 2013, όπως αυτά αντλήθηκαν από το μετεωρολογικό σταθμό Χαλκίδας, με σκοπό την σύγκρισή τους με τα σφάλματα των γραμμών και την εξαγωγή συμπερασμάτων. Στο κεφάλαιο 6, πραγματοποιείται ο θεωρητικός υπολογισμός των σφαλμάτων από κεραυνό στις γραμμές μεταφοράς των δυο υποσταθμών, καθώς επίσης και ο συγκριτικός σχολιασμός των αποτελεσμάτων που προέκυψαν σε συνδυασμό με τα σφάλματα που καταγράφηκαν σε πραγματικό χρόνο. Τέλος, το έβδομο κεφάλαιο αφιερώνεται στην περιγραφή των γενικών συμπερασμάτων από την σύγκριση των μετεωρολογικών δεδομένων με τα καταγραφέντα σφάλματα των γραμμών μεταφοράς, καθώς επίσης και με τα θεωρητικά σφάλματα όπως αυτά υπολογίστηκαν στο κεφάλαιο 6. Η εργασία αυτή καταλήγει στην περιγραφή των λύσεων που προτείνονται με σκοπό τη μείωση των εμφανιζόμενων σφαλμάτων και στην ασφαλέστερη, αποδοτικότερη και ορθότερη γενικά λειτουργία του συστήματος μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας της Χαλκίδας και της ημιαστικής περιοχής που αυτό τροφοδοτεί. / This diploma thesis has as general aim to study, analyze, and extract conclusions referring to the procedure of electric power distribution, which is accomplished with the distribution lines that have been placed in the city of Chalkida and in the wider suburban region around it. Also, the faults that have been recorded from the qualified service of the Administrator of the Greek Network’s Distribution of Electric Power, are going to be opposed and processed. Furthermore, for the extraction of conclusions, these faults are going to be collated with the meteorological data that have been taken from the region of interest. Finally, it has been analytically calculated the theoretical faults due to lightning strikes at the distribution lines, in order to analyze and correlate the results that have been extracted, with the real time faults that occurred. To begin with, in the first chapter a description and comparison takes place between the situation of the past and nowadays, about the way the faults of the distribution lines in an electric power system are being exerted. In the second chapter, there is an analysis of the theoretical knowledge background about the categories of the electrical surges, their consequences on the distribution lines and some ways of settlement. In addition, the mechanisms that lead to lightning strikes are being analyzed and there is a description of their modeling for further understanding. Last but not least, the categories of faults that occur because of the above electrical surges, are being opposed and described. The third chapter presents the definition, description and general structure of an electrical power system, in order to better supervise and understand the function of the sub-transferring electric power system of Chalkida. The fourth chapter refers to the description and analysis of the two electric substations of Chalkida with the code names CHALKIDA 1 and CHALKIDA 2, and also includes the circuits of function of the distribution lines that are under the control and supervision of these two electric power substations. In the fifth chapter, the data that has been taken from the electric power substations, is being recorded and categorized. In the sixth chapter, the theoretical faults due to lightning strikes are being calculated and also annotated in comparison with the real time faults. Finally, the seventh chapter focuses on the apposition and description of the general conclusions of the meteorological data that has been combined with the recorded data that refers to the distribution lines, and also with the theoretical faults as they have been calculated on the previous chapter. This diploma thesis ends with the description of the solutions that are being recommended in order to minimize the real time faults and also turn the electric power system of Chalkida and the wider region around it, safer, more efficient and fully functional, as far as the distribution of electric power is concerned.

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της λειτουργίας των καθοδικών αλεξικεραύνων κατά την προστασία γραμμών μεταφοράς υψηλής τάσης. Ειδικότερα, λόγω της ιδιαίτερης φύσης των κεραυνών και των πληγμάτων που αυτοί επιφέρουν, γίνεται μελέτη μοντέλων που έχουν προταθεί για την προσομείωση των αλεξικεραύνων κατά την λειτουργία τους. / The purpose of this paper is to study the function of surge arresters protecting high voltage transmission lines. Specifically, given the particular nature of lightning strikes and the blows they bring, models that have been proposed for the simulation of surge arrestes during operation are being studied.

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η μελέτη των αναπτυσσόμενων υπερτάσεων στις γραμμές μεταφοράς υψηλής τάσης (132kV) του δικτύου της Αρχής Ηλεκτρισμού Κύπρου. Γίνεται μια παρουσίαση του κάθε στοιχείου του δικτύου ξεχωριστά, με ποιο τρόπο μπορεί να μοντελοποιηθεί και πως συμπεριφέρεται σε κεραυνικό πλήγμα εύρους 100kA με τρία διαφορετικά σήματα. Τέλος παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης στο λογισμικό ATP-EMTP και εξάγονται παρατηρήσεις και συμπεράσματα. Αρχικά στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγική παρουσίαση της διπλωματικής εργασίας, μια ιστορική αναδρομή για τα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας και την επανάσταση που έφερε η ανάπτυξη τους. Στη συνέχεια παρουσιάζεται η πορεία του ηλεκτρισμού στη Κύπρο κάτω από το φορέα διαχείρισης του, την Αρχή Ηλεκτρισμού Κύπρου. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρατίθενται λεπτομερώς τα στοιχεία που συνθέτουν σήμερα το δίκτυο της Α.Η.Κ από την παραγωγή, τη μεταφορά και τη διανομή της ηλεκτρικής ενέργειας στο νησί. Ακόμη γίνεται μία σύντομη αναφορά στο κλίμα της Κύπρου και πως αυτό ευνοεί τη δημιουργία κεραυνών. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζεται και περιγράφεται αναλυτικά η αιτία της δημιουργίας των εξωτερικών υπερτάσεων, δηλαδή ο κεραυνός και πως λειτουργεί αυτός ως φυσικό φαινόμενο. Επίσης περιγράφονται οι διάφοροι μηχανισμοί δημιουργίας υπερτάσεων από τους κεραυνούς. Στα επόμενα τρία κεφάλαια παρουσιάζονται ενδελεχώς τα τρία βασικά στοιχεία του δικτύου το οποίο τυγχάνει προσομοίωσης, δηλαδή οι γραμμές μεταφοράς, οι πυλώνες και οι αλυσοειδείς μονωτήρες ανάρτησης. Συγκεκριμένα, για τις μεταφοράς γίνεται αναφορά στα γενικά τους στοιχεία, στα χαρακτηριστικά τους αλλά και στις καταπονήσεις που υφίστανται. Στους πυλώνες παρουσιάζεται η καταπόνηση τους από κεραυνούς με απότομο μέτωπο, το πως εκτιμάται η αντίσταση γείωσης τους και τι ρόλο παίζει η ειδική αντίσταση εδάφους. Όσο αφορά τους μονωτήρες ανάρτησης προβάλλονται γενικά κατασκευαστικά τους στοιχεία, οι συνθήκες στις οποίες λαμβάνει χώρα η υπερπήδηση(διάσπαση) τους και οι μέθοδοι υπολογισμού του χρόνου επιφανειακής διάσπασης των. Στο έβδομο κεφάλαιο παρουσιάζεται το λογισμικό ATP- EMTP μέσω του οποίου γίνεται η μοντελοποίηση των στοιχείων του δικτύου και η προσομοίωση τους. Γίνεται αναφορά στη δομή του προγράμματος, τα ιστορικά του στοιχεία, τις διάφορες βιβλιοθήκες μοντέλων που εμπεριέχονται σε αυτό, τα διάφορα προγράμματα υποστήριξης του και περισσότερο το ATP – Draw όπου παρέχεται η δυνατότητα για σχεδίαση των στοιχείων και εισαγωγή των παραμέτρων τους. Στο όγδοο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μοντελοποίηση των προαναφερθέντων στοιχείων της διάταξης και ενσωμάτωση τους στο ATP – EMTP. Τέλος, στο ένατο και τελευταίο κεφάλαιο παρατίθενται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης, η εξαγωγή των αποτελεσμάτων, οι παρατηρήσεις και τα συμπεράσματα. / The aim of the work described in this thesis is the study of the induced overvoltages on high voltage transmission lines (132kV) of the network of the Electricity Authority of Cyprus. Every network element is separately described, ways for the modeling of each element are explored and the behavior of each element during a 100kA lightning strike using three different signals is observed. Lastly, the results of the simulation are presented by using ATP/EMTP software, observations are made and findings are determined. The first chapter introduces the thesis and consists of a historical overview of electrical power systems and an overview of the revolution brought through their development. Thereafter the development of electricity in Cyprus as part of the electricity supplier “Electricity Authority of Cyprus” is analyzed. A detailed review of the system used by the “Electricity Authority of Cyprus” (Generation, Transmission, Distribution, Supply) constitutes the second chapter. Further, a brief reference to the climate of Cyprus is made and on how it favors the formation of lightning. The third chapter presents and describes in detail what might cause extraneous voltages, i.e. lightning and how it works as a natural phenomenon. Plus the different generation mechanisms of lightning overvoltages are described. In the next three chapters the main three elements of the network being simulated are presented in detail, i.e. transmission lines, pylons and catenary suspension insulators. Namely, with regard to transmission lines general information is given, their characteristics are described along with the stresses they face. As long as the pylons are concerned, the stresses they face by steep-front lightning are described, information on how to assess their grounding system resistance is given and it is also discussed whether Soil Resistivity plays a dominant role. Regarding suspension insulators their parts are described, the circumstances under which their disruptive discharge takes place and the methods of calculating surface discharges. In the seventh chapter the ATP/EMTP software used for network modeling and simulation is presented. Reference is made to the program structure, the historical data, the various model- libraries included in it, the various supporting programs and more specifically ATPDraw which creates/draws the elements and which does the parameter fitting. The eighth chapter contains the analysis of the modeling of the aforementioned parts of the assembly and their integration in the ATP/EMTP. Lastly, in the ninth and final chapter the results of the simulation are presented, observations are made and findings are determined.

Στα κεφάλαια που ακολουθούν παρατίθενται στοιχεία για το δίκτυο υψηλής και υπερυψηλής τάσης της Δυτικής Ελλάδας. Τα στοιχειά αυτά καλύπτουν ένα διάστημα 14 ετών. Γίνεται επεξεργασία των στοιχείων αυτών με στόχο να αξιολογηθεί η λειτουργία της γραμμής σε σύγκριση με τις προδιαγραφές κατασκευής.Επίσης εξάγονται και αλλά χρήσιμα συμπεράσματα ακόμα και για τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση της λειτουργίας του δικτύου γενικότερα. Στο 1ο κεφάλαιο αναφέρονται τα είδη σφαλμάτων(χωρίζονται σε κατηγορίες με βάση τη χρονική τους διάρκεια και τις επιπτώσεις αυτών στο δίκτυο) που παρουσιάζονται στις γραμμές και γίνεται επεξεργασία αυτών. Οι κατηγορίες των σφαλμάτων είναι • Παροδικά • Παραμένοντα • Μόνιμα Τα κριτήρια κατηγοριοποίησης είναι η διάρκεια των σφαλμάτων και το ύψος της ζημιάς που προκαλούν. Βέβαια οι δυο αυτές ποσότητες είναι αλληλένδετες και ανάλογες. Μια ζημιά που θα καταστρέψει παραδείγματος χάρη έναν πυλώνα θα διαρκέσει ως βλάβη, στην καλύτερη περίπτωση, μερικές μέρες. Έτσι τα παροδικά σφάλματα διαρκούν το πολύ μερικά δευτερόλεπτα και το δίκτυο στο οποίο εμφανίζεται το σφάλμα επανέρχεται σε λειτουργία από μόνο του, δίχως την ανάγκη παρέμβασης. Τα μόνιμα σφάλματα είναι τα σοβαρότερα και τα πλέον απευκταία. Απαιτούν την παρέμβαση συνεργείου της Δ.Ε.Η. στη συντριπτική πλειονότητα των περιπτώσεων τους. Τα παροδικά είναι τα σφάλματα με χαρακτηριστικά κάπου ενδιάμεσα των δυο προηγούμενων κατηγοριών. Στο 2ο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αιτία που προκαλούν τα σφάλματα στις γραμμές και γίνεται εκτενέστερη αναφορά στις ατμοσφαιρικές υπερτάσεις. Όσον αφορά τις τελευταίες ακολουθεί μέσα στο κεφάλαιο ποιοτικη και ποσοτική ανάλυση των δεδομένων. Η πλειονότητα των σφαλμάτων προκαλείται εξαιτίας κακών ατμοσφαιρικών συνθηκών. Με τον όρο αυτό στη συγκεκριμένη περίπτωση εννοούμε κυρίως τα κεραυνικά πλήγματα πάνω σε μια γραμμη ή πολύ κοντά σε αυτή. Αρκετά πιο σπάνια μπορεί να προκαλέσει σοβαρό σφάλμα σε μια γραμμη ο δυνατός αέρας. Όχι πως και αυτό το ενδεχόμενο είναι απίθανο. Είναι δυνατό ο αέρας με την άσκηση δύναμης πάνω σε μια γραμμη είτε με άμεσο είτε με έμμεσο τρόπο (να ξεριζώσει ένα δέντρο και αυτό να πέσει πάνω στη γραμμη ) να προκαλέσει σοβαρή ζημιά στη γραμμη. Παρατηρείται πως ο αριθμός των σφαλμάτων εμφανίζει ομαλές αυξομειώσεις εκτός εξαιρετικών περιπτώσεων , όπως αποτελεί στην περίπτωση μας το έτος 1993 κατά το οποίο αυξάνονται ραγδαία τα σφάλματα ενώ το αμέσως επόμενο έτος επανέρχονται στα προ δυο ετών επίπεδά τους. Στο 3ο κεφάλαιο γίνεται σύντομη αναφορά στο κλίμα της Ελλάδας , στην κεραυνική συχνότητα και σε βασικά χαρακτηριστικά των γραμμών και των πυλώνων στο υπό εξέταση δίκτυο. Το κλίμα της Ελλάδος βέβαια δεν είναι ανεξάρτητο του κλίματος σε παγκόσμια κλίμακα. Επομένως , συνυπολογίζοντας τα δεδομένα που έχουν διαμορφωθεί τα τελευταία χρόνια με τις απότομες διακυμάνσεις του καιρού, είναι φυσιολογικό κάποιες παραδοχές που έχουμε κάνει στα πλαίσια της εργασίας αυτής να μην επιβεβαιώνονται πάντα. Ο χάρτης ισοκεραυνικών καμπύλων που παρατίθεται είναι μέρος του παγκοσμίου χάρτη ισοκεραυνικών καμπύλων. Και σε αυτήν την περίπτωση έχουν γίνει κάποιες παραδοχές και γενικεύσεις από τους επιστήμονες που έχουν σχεδιάσει αυτούς τους χάρτες και είναι λογικό να παρουσιάζονται αποκλίσεις στην πραγματικότητα. Τέλος τα χαρακτηριστικά του δικτύου είναι μια ευγενική παραχώρηση της Δ.Ε.Η. όπως βέβαια και όλα τα στοιχειά που εξετάζουμε. Στο 4ο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μέθοδος ANACOM η οποία θα χρησιμοποιηθεί για την εξαγωγή θεωρητικών δεδομένων , τα οποία θα αντιπαρατεθούν στη συνέχεια με τα πραγματικα. Η μέθοδος αυτή είναι μια εξέλιξη παλαιοτέρων μεθόδων και χρησιμοποιείται ευρύτατα σε θέματα σφαλμάτων γραμμών μεταφοράς ρεύματος. Επίσης υπολογίζει τα σφάλματα θωράκισης καθώς και τα ανάστροφα σφάλματα. Κατά τον υπολογισμό των σφαλμάτων πρέπει να λάβουμε υπόψη μας πολλούς παράγοντες όπως αριθμό μονωτήρων ,αντίσταση γείωσης πυλώνων ,τάση δικτύου ,αριθμό αγωγών προστασίας ,ημέρες καταιγίδας ,μήκος της γραμμής αλλά ταυτόχρονα κάνουμε και ορισμένες παραδοχές όπως το ποσοστό των κεραυνών που παρακάμπτουν τον αγωγό προστασίας και πλήττουν τη γραμμη. Στο 5ο κεφάλαιο παρατίθεται αναλυτικά ο υπολογισμός σφαλμάτων σε όλα τα τμήματα του δικτύου. Το υπό εξέταση δίκτυο χωρίζεται σε μεγάλο αριθμό μικρότερων τμημάτων. Ακόμα και στην περίπτωση που το δίκτυο έχει ακριβώς τα ίδια χαρακτηριστικά εκατέρωθεν , ας πούμε , ενός υποσταθμού ,πάλι υπολογίζουμε ξεχωριστά τα αναμενομενα σφάλματα. Η τμηματοποίηση αυτή είναι απαραίτητη κυρίως γιατί έτσι είναι καταγεγραμμένα τα στοιχειά που έχουμε λάβει από τη Δ.Ε.Η.. Το κεφάλαιο αυτό είναι καθαρά υπολογιστικό αλλά είναι απολύτως απαραίτητο για να γίνει η περαιτέρω επεξεργασία των στοιχείων. Στο 6ο κεφάλαιο αναλύεται και εξηγείται η απόκλιση μεταξύ αναμενόμενων και πραγματικών σφαλμάτων. Στο τελικό αποτέλεσμα παρατηρούμε μια πολύ σημαντική απόκλιση μεταξύ των αναμενόμενων και των πραγματικών σφαλμάτων. Η απόκλιση αυτή έχει διάφορες αιτίες που την προκαλούν : • Όπως προαναφέραμε έχουν γίνει κάποιες παραδοχές και στρογγυλοποιήσεις οι τιμές των οποίων είναι πάντα μεγαλύτερες της μέσης εκτιμημένης. • Αρκετά τμήματα της γραμμής τέμνουν περισσότερες από μια ισοκεραυνικές καμπύλες. Αφενός είναι εξαιρετικά δύσκολο να βρούμε το ακριβές νούμερο ‘ήμερων καταιγίδας ‘ αφετέρου είναι προτιμότερο οποιαδήποτε στρογγυλοποίηση να μη γίνει χαμηλότερα του επιπέδου μέσης τιμής αλλά υψηλοτέρα αυτής αφού ασχολούμαστε με την προστασία πολύ ακριβών συσκευών και ενός κοινωνικού αγαθού όπως είναι το ηλεκτρικό ρεύμα. • Η τιμή της αντίστασης των πυλώνων θεωρείται σταθερή για όλο το μήκος κάθε τμήματος. Αυτό είναι ιδιαίτερα απίθανο. Η τιμή της αντίστασης του εδάφους μεταβάλλεται σε απόσταση μερικών μέτρων πόσο δε μάλλον σε αποστάσεις εκατοντάδων μέτρων όπως είναι το άνοιγμα μεταξύ των πυλώνων. Επίσης η ειδική τιμή της αντίστασης εδάφους μεταβάλλεται και κατά τη διάρκεια ενός έτους κυρίως λόγω της μεταβολής της υγρασίας του εδάφους. • Τέλος δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι αναφερόμαστε σε ανθρώπινες κατασκευές οπότε δεν είναι εφικτό να πετύχουμε ακριβώς τα ίδια χαρακτηριστικά. Στο 7ο κεφάλαιο τέλος αναπτύσσεται διεξοδικότερα και με τη χρήση παραδείγματος ,ο ρόλος που παίζει η διαδρομή της γραμμής ( routing ) στην αντικεραυνική συμπεριφορά των γραμμών υψηλής τάσης. Το παράδειγμα σύγκρισης που παρατίθεται (Αχελώος- Δίστομο και Αχελώος – Πουρνάρι )είναι χαρακτηριστικό γιατί αφορά δυο τμήματα του δικτύου με πολλά κοινά χαρακτηριστικά. Ίδια τιμή αντίστασης γείωσης , ίδιο αριθμό πυλώνων , ίδια τάση μεταφοράς ,ίδιο τύπο και αριθμό αγωγών. Συν τοις άλλοις τα δυο αυτά τμήματα έχουν κοινό σημείο ‘ εκκίνησης’ τον Αχελώο απλά έχουν αντίθετες κατευθύνσεις. Οι μοναδικές διαφορές είναι τα μήκη των τμημάτων και ο αριθμός των ήμερων καταιγίδας,παράγοντες οι οποίοι βέβαια συνυπολογίζονται στη θεωρητική εκτίμηση των σφαλμάτων. Στην πράξη όμως αποδεικνύεται μια απόκλιση 15% υπέρ της γραμμής που είναι κατασκευασμένη σε πιο προστατευμένο περιβάλλον(Αχελώος – Δίστομο). Βρίσκεται σε πλαγιές ορεινών όγκων και όχι σε πεδιάδες. Επίσης κανένα κομμάτι δεν διέρχεται από κορυφή βουνού όπως συμβαίνει αναγκαστικά στη δεύτερη περίπτωση. / In the capitals that follow are mentioned elements for the high voltage network of Western Greece. The elements cover one interval of 14 years. A treatment of these elements in order to evaluate the operation of line compared to its construction specifications. There are also exported useful conclusions even on the methods that are used for the evaluation of operation of network in general. In the 1st chapter are reported the types of faults (are separated in categories with base their time duration and the repercussions of these in the network) that are presented in the lines and takes place treatment of these. The categories of faults are • Transitory • Remaining the • Permanently The criteria of categorization are the duration of faults and the height of damage that they cause. Of course these two quantities are interrelated and proportional. A damage that will destroy for example pylon will last as damage, in better, case certain days. Thus the transitory faults lasts at maximum certain seconds and the network in which is presented the fault is back on line on his own, without the need of intervention. The permanent faults are most serious. They require the intervention of repair crew of Δ.Ε.Η. in the overwhelming majority of their cases. Transitory are the faults with characteristically somewhere in-between the two previous categories. In the 2nd chapter are presented the reason that cause the faults in the lines and becomes a more extensive report in the atmospheric hypertensions. With regard to the last ones follows in to the capital, qualitative and quantitative analysis of data. The majority of faults are caused because of the bad atmospheric conditions. With this term in the particular case we mainly mean the thunder strokes on a line or a lot near it. Enough more seldom it can cause serious fault in a line the strong air wind. It is possible the wind with the exercise of force on a line either with direct or with indirect way (it eradicates a tree and this it falls on the line) will cause serious damage in the line. It is observed that the number of faults presents smooth fluctuations except exceptional cases, as it constitutes in our case the year 1993 at which are increased rapidly the faults while the immediately next year falls down in the two years ago levels. In the 3rd chapter follows short report in the climate of Greece, in the thunder frequency and in basic characteristics of lines and pylons in the network under review. The climate of Greece of course is not independent of the climate in world scale. Consequently, taking under consideration the data that have been shaped in the past few years with the abrupt fluctuations of climate, it is logical that certain admissions that we have made in the frames of this work will not always be confirmed. The map of thunder density that is presented is part of a similar world map. In this case also there have been certain admissions and generalizations from the scientists that have drawn these maps and are the reason that are presented divergences in reality. Finally the characteristics of network are a polite concession of Δ.Ε.Η. as of course and the data that we examine. In the 4th chapter is presented the method ANACOM which will be used for the export of theoretical data, which afterwards will be compared with real data. This method is a development of older methods and is used very widely on issues concerning the faults in current transport lines. Also it calculates the faults of armoring as well as the backstroke faults. At the calculation of faults we should take into consideration a lot of factors such as number the ground resistance of pylons, the voltage of the network, the number of protection conductors, the days of storm, the length of line but simultaneously we must make certain admissions as the percentage the lightings that surpass the protection line and strike the line. In the 5th chapter is mentioned analytically the calculation of faults in all the departments of the network. The network under review is separated in a large number of smaller departments. Even in the case where the network has precisely the exact same characteristics at both sides, for example, of a substation, nevertheless we calculate separately the expected faults. This segmentation is essential mainly because thus it is organized the database that we have received from Δ.Ε.Η.. This capital is clearly a calculating one but is absolutely essential in order to precede the further analysis of data. In the 6th chapter is analyzed and is explained the divergence between expected and occurred faults. In the final conclusion we observe a very important divergence between the expected also real faults. This divergence has various reasons that cause it: As we mentioned before there have been certain admissions and approximations of the values. Enough departments of line go through from more than one thunder map lines. On one side it is exceptionally difficult to find a precise number `of days of storm ` on the other hand it is preferable any approximation not to lower than the level of medium price but greater than this considering that we deal with the protection of very expensive appliances and a social good such as the electric current. The level of resistance of pylons is considered constant for all the length of each department. This is particularly improbable. The price of resistance of ground is altered in distance of certain meters not to mention in distances of hundreds of meters as is the opening between the pylons. In the 7th chapter is developed more extensively with the use of example, the role that plays the path of the line (routing) in the protection of lines of high voltage. The example of comparison that is mentioned (Acheloos Distomo and Acheloos - Poyrnari) is characteristic because it concerns two departments of network with a lot of common characteristics. Same price of ground resistance, same number of pylons, same voltage level, same type and number of conductors. Plus this two departments have common point `of departure' Acheloos and simply have opposite directions. The sole differences are the lengths of departments and the number of days of storm, factors which of course are included in the theoretical estimate of faults. Into practice however is proved a divergence 15% in favor of the line that is manufactured in more protected environment (Acheloos - Distomo). It is found in the side of mountains and not in plains.

Το κύριο θέμα της εργασίας είναι η μοντελοποίηση και η αριθμητική επίλυση μη- μόνιμων και μεταβατικών φαινομένων ροής σε αγωγούς μεταφοράς και δίκτυα διανομής φυσικού αερίου. Το φυσικό αέριο είναι ένα σύγχρονο καύσιμο το οποίο έχει μεγάλες ενεργειακές εφαρμογές καλύπτοντας σε μεγάλο ποσοστό το ενεργειακό ισοζύγιο μιας χώρας. Είναι ένα αέριο και φυσικό καύσιμο για τη μεταφορά του οποίου από τα σημεία άντλησης του, έχει δημιουργηθεί ένα πολύπλοκο διεθνές δίκτυο. Το δίκτυο αυτό συνδέεται με τα εθνικά τοπικά δίκτυα που το διανέμουν στους καταναλωτές. Τα πολύπλοκα αυτά δίκτυα αν και σχεδιάζονται για λειτουργία σε μόνιμη ροή στην πραγματικότητα λειτουργούν υπό μη-μόνιμες συνθήκες. Οι μεταβολές και οι αιχμές στις καταναλώσεις κατά τη διάρκεια μια μέρας, η εκκίνηση ή το κλείσιμο των συμπιεστών ή των σταθμών ρύθμισης της ροής, η αστοχία συσκευών του δικτύου ή και αγωγών είναι μερικοί από τους παράγοντες οι οποίοι προκαλούν σημαντικές μεταβολές στη ροϊκή συμπεριφορά αυτών των συστημάτων. Η υπολογιστική προσομοίωση και η ακριβής πρόβλεψη αυτών των ακραίων ροϊκών καταστάσεων είναι πολύ σημαντική για τη σωστή και οικονομική λειτουργία αυτών των δικτύων. Για την ανάλυση αυτών των φαινομένων η παρούσα εργασία διαρθρώθηκε σε οκτώ κεφάλαια. Στο κεφάλαιο 1 γίνεται ο ορισμός του προβλήματος και η περιγραφή των ροϊκών συνθηκών που διέπουν τα δίκτυα φυσικού αερίου. Στο κεφάλαιο 2 γίνεται εκτεταμένη διερεύνηση στην πρότερη ερευνητική προσπάθεια πάνω σε αυτό το θέμα. Στο κεφάλαιο 3 καταστρώθηκε το μαθηματικό μοντέλο το οποίο προσομοιώνει με επιτυχία τέτοιες ροϊκές καταστάσεις. Εν συνεχεία στα κεφάλαια 4 και 5 αναπτύσσονται αριθμητικές μέθοδοι κατάλληλες για την επίλυση αυτού του μοντέλου. Είναι μέθοδοι κατάλληλες για τον αρχικό σχεδιασμό των αγωγών μεταφοράς (κεφάλαιο 4) όσο και ανώτερης τάξης για πιο ακριβείς υπολογισμούς (κεφάλαιο 5). Στο κεφάλαιο 6 γίνεται η παρουσίαση του αλγόριθμου, για την επέκταση των μεθόδων που αναπτύχθηκαν στα κεφάλαια 4 και 5 για την επίλυση δικτύων πολλών αγωγών και κόμβων. Εν συνεχεία στο κεφάλαιο 7 γίνεται πειραματική διερεύνηση σε εργαστηριακές εγκαταστάσεις αγωγών αερίου που προσομοιώνουν μεταβατικά φαινόμενα ροής. Στο κεφάλαιο 8 γίνεται μια εκτεταμένη επισκόπηση και συγκεντρώνονται τα βασικά συμπεράσματα που προέκυψαν από το σύνολο της ερευνητικής εργασίας. Τέλος γίνονται προτάσεις για την περαιτέρω συνέχιση του ερευνητικού έργου πάνω στο συγκεκριμένο γνωστικό αντικείμενο. / The main subject of the present study is the modelling and the numerical simulation of unsteady and transient flow phenomena in natural gas transmission pipelines and distribution networks. Natural gas is a modern fuel which has serious energy applications covering in big percentage the energy balance of many countries. It is a gas and natural fuel for the transport of which from his points of pumping, has been created a complicated international network. This network is connected with the national local networks that distribute it to local consumers. These complicated networks even if they are designed for operation in steady flow conditions actually work under unsteady conditions. The changes and the peaks of the demand at the duration of a day, the start or the sudden stop of compressors or regulation stations, the failure of network appliances are few of the factors which cause important changes in the flow behaviour of these systems. The simulation and the precise forecast of these extreme flow situations are very important for safe, reliable and economic operation of these networks. For the analysis of these phenomena the present work was structured in eight chapters. In chapter 1 become the definition of problem and the description of flow conditions that rule the natural gas networks. In chapter 2 becomes extensive investigation in the previous research effort on this subject. In chapter 3, the mathematic model which simulates with success such flow situations is defined. Further more in chapters 4 and 5 numerical methods suitable for the numerical solution of this model were developed. These methods are suitable for the initial design of pipelines (chapter 4) as much for more precise calculations (chapter 5). In chapter 6 an improved algorithm for the simulation if complicated networks with many pipes and nodes is presented. The numerical solution of the transient network conditions based on the methodology that developed in previous chapters. In chapter 7 experimental investigations of transient flow phenomena in pipe networks was carried out in laboratory installations. In chapter 8 an extensive review of the basic conclusions was presented, combined with proposals for further research.

Πολλοί μικροοργανισμοί έχουν την ικανότητα να σχηματίζουν βιοφίλμ στη διεπιφάνεια μεταξύ ενός υδατικού διαλύματος και ενός άλλου ρευστού, στερεού ή πορώδους υλικού. Η ανάπτυξη βιοφίλμ σε πορώδη υλικά έχει σημαντικό ρόλο σε πληθώρα διεργασιών, όπως η βιοαποδόμηση ρύπων στο έδαφος και η βιολογικά ενισχυμένη απόληψη πετρελαίου από ταμιευτήρες. Στην παρούσα εργασία μελετώνται τα φαινόμενα μεταφοράς και η δυναμική συμπεριφορά της ανάπτυξης μικροβιακών βιοφίλμ κατά τη βιοαποδόμηση οργανικών ενώσεων σε πορώδη υλικά. Οι κύριοι στόχοι και τα αποτελέσματα της διατριβής εντάσσονται σε τρεις άξονες. Ο πρώτος άξονας περιλαμβάνει τη διεξαγωγή πειραμάτων ανάπτυξης βιοφίλμ σε γυάλινα δοκίμια πορώδους μέσου για την αποσαφήνιση των μηχανισμών φραξίματος στην κλίμακα των πόρων και την συσχέτιση πορώδους-διαπερατότητας στην κλίμακα του πορώδους μέσου. Ο δεύτερος άξονας περιλαμβάνει την ανάπτυξη μιας μεθοδολογίας για τη μαθηματική περιγραφή: α) της διεργασίας μεταφοράς μάζας δια μοριακής διαχύσεως, και β) της διεργασίας μεταφοράς ορμής κατά τη ροή του εξωκυτταρικού υδατικού διαλύματος, σε κυτταρικά βιολογικά υλικά (βιοφίλμ, μικροβιακά συσσωματώματα, ιστοί). Η μεθοδολογία συνδυάζει τη μέθοδο χωρικής στάθμισης δια συνάρτησης βάρους για την ανάπτυξη των διεπουσών εξισώσεων, με μοντέλα μοναδιαίων κελιών για τον υπολογισμό των συντελεστών που υπεισέρχονται στις διέπουσες εξισώσεις. Ο τρίτος άξονας περιλαμβάνει την ανάπτυξη ενός νέου, ιεραρχικού, υβριδικού εξομοιωτή της δυναμικής συμπεριφοράς μικροβιακών βιοφίλμ σε πορώδη υλικά. Ο εξομοιωτής προβλέπει: α) τη δομική και βιολογική ετερογένεια στην κλίμακα του βιοφίλμ, β) τη μορφή και το ρυθμό ανάπτυξης του βιοφίλμ μέσα στους πόρους ρεαλιστικών πορωδών δομών, και γ) τη συζυγή μεταβολή του πεδίου ροής και της χωρικής κατανομής των συγκεντρώσεων διαλελυμένων χημικών ειδών. / Numerous bacteria are able to form biofilms at the interface between an aqueous solution and another fluid, solid or porous material. Biofilm growth in porous media is of key importance in a variety of processes, such as the biodegradation of pollutants in soil and biologically enhanced oil recovery from subsurface reservoirs. In the present work, the transport phenomena and the dynamics of biofilm growth during the biodegradation of organic pollutants in porous media are studied. The main goals and results of the dissertation are developed along the following axes. The first axis involves the conduction of experiments of biofilm growth in glass models of porous media for the elucidation of the clogging mechanism on the pore scale and the permeability-porosity correlation on the scale of the porous medium. The second axis involves the development of a methodology for the mathematical description of: (a) the diffusive mass transfer process, and, (b) the momentum transfer during the flow of the extra-cellular aqueous solution in cellular biological media (biofilms, microbial flocs, tissues). The methodology combines the spatial averaging method via a weight function for the formulation of the governing equations, with unit cell models for the calculation of the coefficients that enter the governing equations. The third axis involves the development of a novel, hierarchical, hybrid simulator of the dynamic behavior of microbial biofilms in porous materials. The simulator predicts: (a) the structural and biological heterogeneity on the biofilm scale, (b) the pattern and rate of growth rate of biofilms in the pores of realistic porous structures, and (c) the conjugate alteration of the flow field and the spatial distribution of the concentration of solutes.