Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/9778
Title: Συγκριτική μελέτη σφαλμάτων σε δίκτυα μέσης τάσης
Other Titles: Comparative faults study in medium voltage networks
Authors: Βλάχος, Κωνσταντίνος
Keywords: Κεραυνοί
Σφάλματα
Γραμμές μέσης τάσης
Κεραυνικά πλήγματα
Keywords (translated): Lightnings
Faults
Medium voltage lines
Lightnings strokes
Abstract: Στην παρούσα διπλωµατική εργασία ϑα µελετηθεί η συµπεριφορά των γραµµών Μέσης Τάσης (∆ιανοµής), όταν αυτές πλήττονται από κεραυνούς είτε άµεσα είτε έµµεσα. Οι κεραυνοί είναι ένα ϕυσικό ϕαινόµενο µε επικίνδυνες συνέπειες για την ασϕάλεια των ανθρώπων, κτιρίων και ηλεκτρικών εγκαταστάσεων. Οι γραµµές του ηλεκτρικού δικτύου (είτε Υψηλής είτε Μέσης είτε Χαµηλής Τάσης) είναι ευάλωτες σε πλήγµατα κεραυνών. ΄Οταν ένας κεραυνός πλήξει άµεσα µια γραµµή ή το γειτονικό της έδαφος, τότε ϑα εµφανισϑούν σϕάλµατα στο ηλεκτρικό δίκτυο υπό µορφή επικίνδυνων υπερτάσεων. Οι υπερτάσεις αυτές σε πολλές περιπτώσεις µπορεί να υπερβαίνουν την κρουστική τάση αντοχής της µόνωσης του δικτύου µε αποτέλεσµα,αν δεν υπάρχουν διατάξεις προστασίας, να διασπαστεί το διάκενο προκαλώντας ανεπανόρθωτη ζηµιά στον εξοπλισµό µας. Η µελέτη για τη συµπεριφορά των εναέριων γραµµών διανοµής εµπεριέχει αρκετές προσεγγίσεις. Μερικές από αυτές αφορούν κάποιες βασικές παραµέτρους όπως, η πυκνότητα των κεραυνών στο έδαφος (GFD) και το πλήθος των άµεσων πληγµάτων στη γραµµή. Προκειµένου να εξάγουµε ασϕαλή δεδοµένα συµβουλευόµαστε τους αντίστοιχους µετεωρολογικούς πίνακες-χάρτες ( π.χ Ισοκεραυνικοί χάρτες). Στο πρώτο κεφάλαιο της εργασίας παρουσιάζεται το ϕυσικό ϕαινόµενο του κεραυνού καθώς και τα βασικά χαρακτηριστικά αυτού. Εξετάζονται τα είδη των κεραυνών και η εξοµοίωση του σε εργαστηριακές συνθήκες µέσω κρουστικής τάσης για δοκιµές της αντοχής των µονώσεων. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση της µορφής των συστηµάτων ηλεκτρικής ενέργειας µε ιδιαίτερη έµφαση στο σύστηµα διανοµής. Παρουσιάζεται η δοµή του συστήµατος διανοµής, τα επιµέρους µέρη και εξαρτήµατα από τα οποία αποτελείται καθώς και τα χαρακτηριστικά τους. Στο τέλος του κεφαλαίου παρουσιάζονται δεδοµένα και στατιστικά του ελληνικού συστήµατος διανοµής. Στο τρίτο κεφάλαιο, γίνεται µια σύντοµη παρουσίαση των σϕαλµάτων και υπερτάσεων που παρουσιάζονται στο σύστηµα διανοµής καθώς και των µέσω προστασίας που χρησιµοποιούµε προκειµένου να εξασϕαλίσουµε την αδιάλειπτη λειτουργία και ακεραιότητα του συστήµατος µας. Στο τέταρτο κεφάλαιο, αναφέρεται η οδηγία της IEEE για τη συµπεριφορά των εναέριων γραµµών διανοµής ηλεκτρικής ενέργειας έναντι κεραυνών. Σκοπός είναι να παρουσιάσει εναλλακτικές λύσεις για τη µείωση των βραχυκυκλωµάτων που προκαλούνται από κεραυνό στις εναέριες γραµµές. Συγκεκριµένα ϑα προσδιορισθεί η συµπεριφορά των εναέριων γραµµών διανοµής σε περίπτωση πτώσης κεραυνού (πλήγµατα κεραυνών και βραχυκυκλώµατα από επαγόµενη τάση), το επίπεδο µόνωσης των γραµµών διανοµής, η προστασία των γραµµών διανοµής µε προστατευτικό αγωγό καθώς και η προστασία των γραµµών µε αλεξικέραυνα. Στο πέµπτο κεφάλαιο της εργασίας, ϑα αναπτυχθεί η καταγραφή σφαλµάτων και βλαβών λόγω πτώσεως κεραυνών στο δίκτυο Μέσης Τάσης, σε µετασχηµατιστές καθώς και στις γραµµές διανοµής Μ.Τ. κατά τη χρονική περίοδο των ετών 2003-2014 στην περιοχή της Ναυπάκτου. Θα υπολογισθεί αναλυτικά ο ϑεωρητικός αριθµός σφαλµάτων σύµϕωνα µε την οδηγία της IEEE και έπειτα ϑα συγκριθούν µε τα πραγµατικά σφάλµατα που έχουµε προµηθευτεί από τη ∆ΕΗ της Ναυπάκτου µε σκοπό την εξαγωγή των συµπερασµάτων µας.
Abstract (translated): This thesis studies the behavior of Medium Voltage (Distribution) lines, after direct or indirect lightning strokes. Lightning is a natural phenomenon with dangerous impacts for the safety of humans, buildings and electricity premises. The electricity network lines (either High, Medium or Low Voltage) are prone to lightning strikes. When a lightning directly strikes a line or its nearby ground, then faults occur at the power network in the form of risky overvoltage. Such overvoltage in many cases may exceed the shock impulse of the network’s insulation resistance. In the event no safety arrangements are in place, this could lead to the gap breakdown, causing irreparable damage to our equipment. The study of the behavior of air distribution lines encompasses several approaches. Some concern the basic parameters, such as the ground flash density (GFD) and the number of direct strikes on the line. In order to reach safe data, we refer to the corresponding meteorological tables-maps (e.g. Lightning maps). The first section of the paper presents the natural phenomenon of the lightning and its main features. The types of lightning are reviewed and its simulation under laboratory conditions through shock impulse for the testing of the insulation resistance. The second section contains the presentation of the form of electric power systems, with special emphasis on the distribution system. It is a presentation of the distribution system structure, the individual parts and devices as well as their features. Data and statistics of the Greek distribution system are presented at the end of the section. The third section is a brief presentation of the faults and overvoltage occurring at the distribution system as well as of the protection measures we use in order to ensure the uninterrupted operation and the integrity of our system. The fourth section is a reference to the directive of the Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) on the behaviour of air power distribution lines against lightning. The purpose is to present alternative solutions for the decrease of short-circuit occurrences caused by lightning on overhead lines. More specifically, the behaviour of the overhead distribution lines is determined in the event of lightning strike (lightning strikes and short-circuits arising from the induced voltage), the level of insulation of the distribution lines, the protection of the distribution lines by employing a protective tube, as well as the protection of the lines using lightning rods. The fifth chapter of the paper is an elaboration on the faults recorded and the damages caused due to lightning strikes on the Medium Voltage network, on transformers as well as on M.V. distribution lines over the time period of years 2003-2014 in the region of Nafpaktos. The theoretical number of faults will be calculated in detail, based on the IEEE directive and then these faults will be compared to the real faults provided by Nafpaktos’s DEI [Greek Public Power Corporation], in order to reach our conclusions.
Appears in Collections:Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογ. (ΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ-ΒΛΑΧΟΣ.pdf3.98 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons