Μελέτη υποβρύχιων καλωδίων υψηλής τάσης
Loading...
Date
2026-07-14
Authors
Τσαπάρα, Νίκη
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στη μελέτη των υποβρύχιων καλωδίων μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας και στην ανάπτυξη ενός υπολογιστικού μοντέλου δυναμικής θερμικής ανάλυσης. Κύριος στόχος αποτελεί η προσομοίωση της θερμικής και ηλεκτρικής συμπεριφοράς ενός υποθαλάσσιου καλωδίου 150 kV, λαμβάνοντας υπόψη τη θερμική αδράνεια του συστήματος και το αυστηρό οικολογικό κριτήριο 2K. Η προσομοίωση αυτή πραγματοποιήθηκε με τη χρήση της γλώσσας προγραμματισμού Python, με σκοπό τη βελτιστοποίηση της διατομής του καλωδίου και την αξιολόγηση της ασφαλούς λειτουργίας του υπό μεταβαλλόμενα φορτία.
Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στα γενικά χαρακτηριστικά και την τυπολογία των υποβρύχιων καλωδίων. Αναλύονται τα δομικά τους στοιχεία, όπως οι αγωγοί, τα μονωτικά υλικά (π.χ. XLPE) και η μηχανική θωράκιση, και παρουσιάζονται αναλυτικά τα βιομηχανικά στάδια παραγωγής τους, από την αρχική διέλαση μέχρι την τελική αποθήκευση.
Το δεύτερο κεφάλαιο αναλύει λεπτομερώς τη διαδικασία πόντισης και εγκατάστασης των υποβρύχιων καλωδίων. Περιγράφονται οι απαραίτητες προπαρασκευαστικές θαλάσσιες μελέτες, οι τεχνικές εγκιβωτισμού και προστασίας στον πυθμένα, καθώς και ο ειδικός εξοπλισμός (πλοία, ROV) που απαιτείται. Τέλος, αναλύονται οι δοκιμές πιστοποίησης πριν την ηλέκτριση του συστήματος.
Στο τρίτο κεφάλαιο πραγματοποιείται λεπτομερής ανάλυση των βλαβών και αστοχιών που εμφανίζονται στα υποθαλάσσια δίκτυα. Παρουσιάζονται τα κύρια αίτια, όπως οι αλιευτικές δραστηριότητες και τα ηλεκτρικά σφάλματα, ενώ περιγράφεται η μέθοδος εντοπισμού της βλάβης (TDR) και η εξαιρετικά πολύπλοκη διαδικασία επισκευής τους στην ανοιχτή θάλασσα.
Στο τέταρτο κεφάλαιο περιγράφεται λεπτομερώς η μεθοδολογία και το υπολογιστικό μοντέλο που αναπτύχθηκε. Αναλύεται η μετάβαση από την παραδοσιακή στατική ανάλυση (IEC 60287) στη δυναμική θερμική ανάλυση, παρουσιάζονται τα μαθηματικά μοντέλα που ενσωματώθηκαν στον αλγόριθμο και εξηγείται ο τρόπος υπολογισμού των απωλειών και της κατανομής θερμοκρασίας κατά μήκος της διαδρομής.
Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα της προσομοίωσης για το υποβρύχιο καλώδιο 150 kV. Εξετάζεται η ικανότητα φόρτισης (ampacity) για διαφορετικές διατομές, αναλύεται η κρίσιμη επίδραση του συντελεστή ισχύος (φαινόμενο Ferranti) και ελέγχεται η συμμόρφωση του συστήματος με το οικολογικό κριτήριο 2K για την προστασία του θαλάσσιου οικοσυστήματος.
Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα τελικά συμπεράσματα που προέκυψαν από την παρούσα διπλωματική εργασία σχετικά με τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού των υποβρύχιων διασυνδέσεων, την επιρροή της αντιστάθμισης άεργου ισχύος και τη σημασία της δυναμικής ανάλυσης για την ασφαλή ενσωμάτωση των υπεράκτιων αιολικών πάρκων.
Description
Keywords
Καλώδια, Υψηλή τάση, Υποβρύχια καλώδια, Θερμική ανάλυση, Υποθαλάσσια καλώδια, Οικολογικά κριτήρια, Υπεράκτια αιολικά πάρκα