Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/11643
Title: Μεταβατική συμπεριφορά γειώσεων ανεμογεννητριών
Other Titles: Transitional behaviour of ground wind turbine
Authors: Γαβριήλ, Ευάγγελος
Keywords: Γείωση
Ανεμογεννήτριες
Keywords (translated): Grounding
Wind turbines
Abstract: Τα κεραυνικά πλήγματα αποτελούν σημαντικό κίνδυνο ζημιάς στις ανεμογεννήτριες. Το πρόβλημα γίνεται μεγαλύτερο καθώς ο αριθμός και το ύψος τους συνεχώς αυξάνεται. Έτσι τα κεραυνικά πλήγματα στις ανεμογεννήτριες είναι μια από τις κυριότερες αιτίες βλαβών που προκαλούν απώλειες της προβλεπόμενης παραγωγής ισχύος με σοβαρές οικονομικές συνέπειες. Τα συστήματα γείωσης σχεδιάζονται με σκοπό να παρέχουν την απαραίτητη ασφάλεια τόσο σε συνθήκες κανονικής λειτουργίας όσο και σφάλματος. Προκειμένου να ελεγχθεί η αξιοπιστία ενός συστήματος γείωσης σε σχέση με την ασφάλεια που παρέχει σε συνθήκες σφάλματος είναι απαραίτητη η μελέτη της μεταβατικής συμπεριφοράς του. Έτσι μπορούμε να προβλέψουμε την απόδοση τους σε περιπτώσεις κρουστικών ρευμάτων κεραυνού. Η παρούσα εργασία αναφέρεται στη μελέτη της μεταβατικής συμπεριφοράς συστημάτων γείωσης ανεμογεννήτριας μέσω της εξομοίωσης τους με το λογισμικό EMTP-ATP. Οι εξομοιώσεις γίνονται βάσει του μοντέλου της κυκλωματικής προσέγγισης για διάφορες τιμές ειδικών αντιστάσεων εδάφους. Σκοπός είναι η σύγκριση των αποτελεσμάτων των κυματομορφών των τάσεων στα διάφορα σημεία καθώς και σύγκριση για διαφορετικές τιμές της ειδικής αντίστασης του εδάφους, όπου είναι εγκατεστημένη η ανεμογεννήτρια. Αναλυτικότερα: Στο κεφάλαιο 1 έχουμε μια σύντομη ανάλυση του κεραυνού ως φυσικό φαινόμενο καθώς επίσης και των θερμικών, μηχανικών και ηλεκτρικών συνεπειών, καθώς και των συνεπειών στις τηλεπικοινωνίες αλλά και στον άνθρωπο. Στο Κεφάλαιο 2 γίνεται αναφορά στο ρόλο της γείωσης, στα διάφορα είδη γειωτών καθώς και στις μεθόδους υπολογισμού των παραμέτρων τους. Επίσης γίνεται μια αναφορά στις ιδιαιτερότητες προστασίας των ανεμογεννητριών και τις διατάξεις γείωσης αυτών. Στο κεφάλαιο 3, παρουσιάζονται τα κύρια χαρακτηριστικά μεγέθη που σχετίζονται με την απόκριση ενός συστήματος γείωσης, τα οποία είναι η αντίσταση γείωσης και η ειδική αντίσταση του εδάφους και επίσης παρουσιάζονται οι παράγοντες που επηρεάζουν την ειδική αντίσταση του εδάφους και οι τιμές που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία. Στο Κεφάλαιο 4 παρουσιάζεται η θεωρία μελέτης του φαινομένου του ιονισμού και διάφορα μοντέλα ιονισμού που έχουν κατά καιρούς προταθεί. Στο κεφάλαιο 5,αναφέρονται τα επικρατέστερα μοντέλα και οι αναλυτικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται σήμερα για την προσομοίωση των συστημάτων γείωσης. Στο κεφάλαιο 6, γίνεται μια σύντομη παρουσίαση του προγράμματος εξομοίωσης ΑΤΡ – ΕΜΤΡ, επιλέγεται το μοντέλο προσομοίωσης, παρατίθενται τα στοιχεία του συστήματος γείωσης της ανεμογεννήτριας και επεξηγείται o τρόπος προσομείωσης του.
Abstract (translated): Lightning strokes consist one of the most important damage risks in wind turbines. The problem grows bigger as the number and height of modern wind turbines continuously increases. So lightning strikes on wind turbines are one of the most important malfunction causes which have serious inflictions on the predicted power production with severe economic consequences. Grounding systems are designed to provide the necessary safety on normal operation conditions as well as on fault conditions. To test the reliability of a grounding system on fault conditions, a study of its transient behavior is necessary in order to predict the performance of the grounding system in the case of an impulse lightning current. The purpose of this diploma thesis is to study the transient response of two grounding systems for wind turbines by means of simulation with the EMTP-ATP software. The equivalent circuits used for the simulation are based on the circuit theory approach for various values of soil resistivity. The purpose of the assimilation is to compare the stress waveforms at different points as well as to compare for different values of the ground resistance where the wind turbine is installed. More specifically: In chapter 1, we make a short analysis of lightning strike as a physical phenomenon, as well as its thermal, mechanical and electrical effects, and its effect on telecommunication and human beings. Chapter Two focuses on the role of grounding in electrical installations, the various types of grounding electrodes and the calculation methods of their parameters. In chapter 3, the main features related to the response of a grounding system are presented. The ground resistance and the special soil resistance are some of them. We also present the factors that affect the special soil resistance and the specific values that we will use at this diploma thesis. In chapter 4 I present the study of the ionization phenomenon and various ionization models that have been proposed at times. Chapter 5 lists the most prevalent models and analytical methods currently used to simulate grounding systems. In chapter 6, there is a brief presentation of the ATP - EMTP simulation program, the simulation model is selected, the details of the tower and the grounding grind of the wind turbine are given and its simulation follows. In chapter 7, the results of the simulation are presented through graphs,in case of lightning strike 100 ΚΑ in four points of the grounding grid. According to the results, we can claim that the grounding of the wind turbine along with the grid are reliably and with safety designed.
Appears in Collections:Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογ. (ΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
teliko.pdf2.29 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.