Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι σε πρώτη φάση η βιβλιογραφική ανασκόπηση των μοντέλων πυλώνων, των συστημάτων γείωσης τους και των αλυσοειδών μονωτήρων ανάρτησής τους. Εν συνεχεία γίνεται προσομοίωση πραγματικών πυλώνων του ελληνικού συστήματος μεταφοράς και μελέτη των υπερτάσεων που εμφανίζονται σε αυτούς λόγω κεραυνικών πληγμάτων είτε απευθείας στον πυλώνα είτε σε έναν από τους αγωγούς προστασίας.
Στο πρώτο κεφάλαιο παρατίθενται κάποια στοιχεία θεωρίας σχετικά με τις ατμοσφαιρικές εκκενώσεις. Περιγράφονται τα διάφορα είδη κεραυνού, οι βασικές παράμετροι και τα χαρακτηριστικά τους και δίνονται κάποια βασικά χαρακτηριστικά για την κυματομορφή του κεραυνικού ρεύματος.
Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι τρόποι μελέτης της συμπεριφοράς του πυλώνα σε πλήγμα κεραυνού και γίνεται μια ανασκόπηση των μοντέλων πυλώνων που υπάρχουν στη βιβλιογραφία.
Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφεται το σύστημα γείωσης του πυλώνα και γίνεται αναφορά στο φαινόμενο του ιονισμού του εδάφους και περιγράφεται το μοντέλο προσομοίωσης που λαμβάνει υπόψη το φαινόμενο αυτό.
Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται κάποια γενικά στοιχεία για τους μονωτήρες ανάρτησης και τα μοντέλα που υπολογίζουν το χρόνο διάσπασής τους υπό κρουστική τάση.
Στο πέμπτο κεφάλαιο δίδονται τα επιμέρους στοιχεία του υπολογιστικού προγράμματος που θα αποτελέσει το μέσο της εξομοίωσης, του ΕΜΤΡ. Αναφέρονται τα σημεία υπεροχής και η ευελιξία του για τέτοιου είδους αναλύσεις, ενώ παρουσιάζονται και τα επιμέρους υποπρογράμματα από τα οποία αποτελείται. Έμφαση δίνεται στο ΑΤΡ – DRAW που είναι το κυρίως όργανο της εξομοίωσης και στα προγράμματα επεξεργασίας δεδομένων για τη παρουσίαση γραφικών αποτελεσμάτων, όπως το Pcplot.
Στο έκτο και τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων στο λογισμικό ΕΜΤΡ. Περιγράφονται αναλυτικά τα κυκλώματα που χρησιμοποιήθηκαν για την προσομοίωση πυλώνων μονού και διπλού κυκλώματος καθώς και τα επιμέρους στοιχεία τους και αναλύεται ο τρόπος εξομοίωσης των γραμμών μεταφοράς υψηλής τάσης.
Σε πρώτη φάση εξετάζεται αν θα συμβεί επιφανειακή διάσπαση στο μονωτήρα ανάρτησης για πλήγματα κεραυνού διαφορετικού χρόνου μετώπου και ουράς και καταγράφονται οι χρόνοι και οι τάσεις διάσπασης. Από τα διαγράμματα που προέκυψαν φαίνεται καθαρά ότι οι μονωτήρες στους πυλώνες διπλού κυκλώματος διασπόνται πιο γρήγορα σε σχέση με τους μονού κυκλώματος. Το γεγονός αυτό οφείλεται στο ότι οι πυλώνες διπλού κυκλώματος εμφανίζουν γενικά μεγαλύτερη κυματική αντίσταση και συνεπώς η υπέρταση που αναπτύσσεται κατά μήκος του μονωτήρα να είναι μεγαλύτερη και έτσι να διασπόνται νωρίτερα.
Στη συνέχεια εξετάζεται η επίδραση της ειδικής αντίστασης του εδάφους στο χρόνο και στην τάση διάσπασης του μονωτήρα με μοντέλα συστημάτων γείωσης που λαμβάνουν υπόψη το φαινόμενο του ιονισμού του εδάφους αλλά και με μοντέλα με σταθερή αντίσταση γείωσης. Από τα αποτελέσματα της προσομοίωσης προκύπτει ότι αύξηση της αντίστασης γείωσης του πυλώνα οδηγεί σε μικρότερους χρόνους διάσπασης του μονωτήρα και αύξηση της τάσης διάσπασης του.
Τέλος, η διπλωματική εργασία ολοκληρώνεται με τα Παραρτήματα Α,Β στα οποία δίνονται τα σχέδια των πραγματικών πυλώνων του συστήματος μεταφοράς που προσομοιώθηκαν και ο κώδικας σε γλώσσα MODELS (MODELS language) που χρησιμοποιήθηκε για την προσομοίωση της διάσπασης των αλυσοειδών μονωτήρων ανάρτησης. / The purpose of this thesis is initially a review of the models for steel towers, their grounding system and suspension string insulators and then the simulation analysis of towers of the Greek transmission system and the study of overvoltages arising across them due to lightning strikes.
Chapter one gives the basic theory concerning atmospheric discharges. It describes the different types of lightning strikes, its parameters and characteristics and provides the basic characteristics of the lightning current waveform.
The following chapters give a review of the different models of towers, grounding system and insulators we can find in literature. In the third chapter there is a description of the soil ionization effect and a description of the grounding model that takes into consideration that effect.
Chapter five describes the ATP-EMTP simulation tool which is a specific software to simulate power system transient problems. Special emphasis is given to the ATP - DRAW which is the main body of the simulation and to the data processing programs for the graphical presentation of the results, such as Pcplot.
The final chapter presents the simulation results in ATP-EMTP. The simulation circuit is fully described that includes the basic components of overhead transmission lines, that is, the towers and their grounding system and flashover of the string insulators for both single and double circuit lines.
The overvoltages arising across string insulators and whether there will be a flashover or not were investigated for various current waveshapes with different front and tail times. The time and voltage for flashover is recorded. From the simulation results we can see that flashover in double circuit line happens faster than flashover in single circuit lines. This is due to the fact that double circuit towers have bigger surge impedance and thus the overvoltage arising across their string insulators is bigger.
Furthermore the effect of soil resistivity in time and voltage for flashover is studied for constant and current dependant tower grounding resistance. The current dependant resistance that takes into consideration the soil ionization effect was modeled using the MODELS language. From the simulation results we can see that rise in the tower resistance results in smaller flashover computed times.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/4903 |
| Date | 09 January 2012 |
| Creators | Παπατσίμπα, Χαρίκλεια |
| Contributors | Πυργιώτη, Ελευθερία, Papatsimpa, Charikleia, Αλεξανδρίδης, Αντώνιος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
Page generated in 0.0027 seconds