Ανάλυση σφαλμάτων σε γραμμές διανομής μέσης τάσης του νομού Ιωαννίνων από κεραυνικά πλήγματα
| datacite.contributor.RelatedPerson | Αλεξανδρίδης, Αντώνιος | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Βοβός, Παναγής | |
| datacite.contributor.Supervisor | Πυργιώτη, Ελευθερία | |
| dc.contributor.author | Κόρνιας, Γεώργιος Χρυσοβαλάντης | |
| dc.contributor.other | Kornias, Georgios Chrysovalantis | |
| dc.date.accessioned | 2023-06-30T05:13:19Z | |
| dc.date.available | 2023-06-30T05:13:19Z | |
| dc.date.issued | 2021-06-28 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.abstract | Στην παρούσα διπλωματική εργασία θα εξεταστεί η συμπεριφορά των γραμμών διανομής μέσης τάσης, όταν αυτές πλήττονται από κεραυνούς. Ο κεραυνός αποτελεί ένα φυσικό φαινόμενο που έχει σοβαρές συνέπειες για την ασφάλεια των ανθρώπων, των κτιρίων και των ηλεκτρικών δικτύων και εγκαταστάσεων. Η συγκεκριμένη διπλωματική περιορίζεται στις συνέπειες των κεραυνικών πληγμάτων στις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις και συγκεκριμένα στις γραμμές διανομής. Όταν μια γραμμή διανομής πλήττεται άμεσα ή έμμεσα από έναν κεραυνό, τότε εμφανίζονται σφάλματα στο δίκτυο υπό την μορφή υπερτάσεων. Μάλιστα, αυτές οι υπερτάσεις μπορεί να είναι τόσο ισχυρές που να διασπάσουν την κρουστική τάση αντοχής της μόνωσης του δικτύου προκαλώντας σοβαρές ακόμα και ανεπανόρθωτες ζημιές στον εξοπλισμό του. Για να εκτιμηθεί η συμπεριφορά των εναέριων γραμμών διανομής μέσης τάσης, υπάρχουν αρκετά προσεγγιστικά μοντέλα. Για αυτά τα μοντέλα, λαμβάνονται υπόψιν η πυκνότητα των κεραυνών Ng σε συγκεκριμένη περιοχή του εδάφους, ο αριθμός των άμεσων πληγμάτων που δέχεται η γραμμή, ο αριθμός των βραχυκυκλωμάτων της γραμμής από επαγόμενες υπερτάσεις κ.ά. Για να γίνει καλή προσέγγιση της συμπεριφοράς της γραμμής χρησιμοποιούνται ισοκεραυνικοί χάρτες, που δίνουν πληροφορίες σχετικά με τις ημέρες καταιγίδας σε κάποια περιοχή ανά έτος. Στο πρώτο κεφάλαιο της διπλωματικής εργασίας παρουσιάζονται τα βασικά στοιχεία από τα οποία αποτελείται το δίκτυο διανομής και οι γραμμές μέσης τάσης. Η παρουσίαση της δομής, των τμημάτων και του εξοπλισμού των δικτύων διανομής περιορίζεται στα εναέρια δίκτυα, ενώ γίνεται και μια μικρή αναφορά στα υπόγεια δίκτυα διανομής μέσης τάσης. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφονται οι υπερτάσεις που αναπτύσσονται στα δίκτυα διανομής. Δίνεται περισσότερη έμφαση στους μηχανισμούς δημιουργίας υπερτάσεων από κεραυνούς. Ακόμη, παρουσιάζονται οι διατάξεις και τα μέσα προστασίας που χρησιμοποιούνται στους σταθμούς διανομής για την εξασφάλιση της ομαλής λειτουργίας του δικτύου. 8 Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζεται το φαινόμενο του κεραυνού. Δίνονται οι βασικοί ορισμοί και τα βασικά χαρακτηριστικά του και περιγράφεται ο τρόπος μοντελοποίησής του. Στο τέταρτο κεφάλαιο περιγράφεται αναλυτικά η οδηγία της IEEE για την συμπεριφορά των εναέριων γραμμών διανομής μέσης τάσης έναντι κεραυνικών πληγμάτων. Στην αρχή δίνονται βασικοί ορισμοί των εννοιών και των μεγεθών που θα αναλυθούν στο συγκεκριμένο κεφάλαιο. Εξετάζεται η συμπεριφορά των γραμμών σε περίπτωση άμεσων και έμμεσων κεραυνικών πληγμάτων και αναλύονται οι παράγοντες που την επηρεάζουν. Ακόμη, προσδιορίζεται το επίπεδο μόνωσης (CFO) των γραμμών και εξετάζεται η εξάρτησή του από τα τεχνικά χαρακτηριστικά της γραμμής. Προς το τέλος του κεφαλαίου γίνεται αναφορά στην προστασία των γραμμών διανομής με αλεξικέραυνα και αγωγούς προστασίας. Στο πέμπτο κεφάλαιο αναλύονται τα σφάλματα που προκλήθηκαν από κεραυνούς στο δίκτυο μέσης τάσης του νομού Ιωαννίνων κατά τα έτη 2015 έως 2019. Υπολογίζεται αναλυτικά ο θεωρητικός αριθμός των βραχυκυκλωμάτων με βάση την οδηγία της IEEE και συγκρίνεται με τον αριθμό των καταγεγραμμένων βραχυκυκλωμάτων που έχουν καταγραφεί από τη ΔΕΗ για την περιοχή των Ιωαννίνων. Κατά τη σύγκριση του αριθμού των θεωρητικών σφαλμάτων με τα καταγεγραμμένα, προκύπτει μια απόκλιση. Ο αριθμός των θεωρητικών σφαλμάτων φαίνεται να είναι μεγαλύτερος από το μέσο όρο των καταγεγραμμένων. Η απόκλιση αυτή οφείλεται στον προσεγγιστικό χαρακτήρα του μοντέλου που χρησιμοποιήθηκε για την εκτίμηση των ετήσιων σφαλμάτων, στη διαφορετική κεραυνική δραστηριότητα στη διάρκεια των ετών 2015-2019 και στην ανθρώπινη παρατηρητικότητα και καταγραφή των σφαλμάτων. | |
| dc.description.translatedabstract | in this thesis the effects of lightning strikes on medium voltage distribution lines will be studied. The lightning is a natural phenomenon that haw serious consequences for the safety of people, buildings electrical networks and installations. This thesis is limited to the effects of lightning strikes on electrical installations and specifically on distribution lines. When a distribution line is directly or indirectly struck by lightning, faults occur in the distribution network in the form of overvoltages. In fact, these overvoltages can be so strong that they can lead to gap breakdown, causing serious and irreparable damage to its equipment. Several approximate models exist to estimate the behavior of overhead medium voltage distribution lines. These models take into account the ground flash density Ng in a given area or the terrain, the number of direct strikes on the line, the number of flashovers on the line due to induced surges, etc. in order to get a high degree approximation of the behavior of the line, meteorological maps are used, which give information about the storm days in a region per year. The first chapter of the thesis presents the basic parts of which the distribution network and the medium voltage distribution lines are composed. The presentation of structure, sections and equipment of the distribution systems is limited to the overhead systems, while also a reference is made to the underground medium voltage distribution systems. The second chapter describes the occurring of faults and overvoltages in distribution system. More emphasis is given to the mechanisms responsible for the generation of overvoltages from lighting strikes. Furthermore, the devices and means of protection used in distribution stations to ensure the smooth operation of the system are presented. The third chapter presents the phenomenon of lightning. The basic definitions and the main characteristics of the phenomenon are explained and the logic behind its modelling is described. The fourth chapter describe in detail the directive of the Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) for the behavior of medium voltage distribution lines against lightning strikes. First, basic concepts and magnitude that will be analyzed in this chapter are defined. The behavior of the lines in case of direct and indirect lightning strikes is examined and the 10 factors influencing it are explained. Furthermore, the level of insulation (CFO) of distribution lines is determined and its dependence on the technical characteristics of the line is examined. Finally, the protection of distribution lines with arresters and OHGW is mentioned. The fifth analyses the faults caused by lightning strikes in the medium voltage distribution lines of the prefecture of Ioannina during the gears 2015-2019. The theoretical number of faults is calculated in detail based on the IEEE directive and compared with the number of recorded faults by DEI for the Ioannina state. When comparing the number of theoretical faults with the recorded ones, a difference emerges. The number of theoretical faults appears to be more than the average of the recorded faults. This difference is due to the approximate nature of the model used to estimate the annual faults, the different lightning activity in the years 2015-2019 and the human ability to observe and record the lightning flashes. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/25256 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.subject | Μέση τάση | |
| dc.subject | Κεραυνικά πλήγματα | |
| dc.subject.alternative | Medium voltage | |
| dc.subject.alternative | Lightning strikes | |
| dc.title | Ανάλυση σφαλμάτων σε γραμμές διανομής μέσης τάσης του νομού Ιωαννίνων από κεραυνικά πλήγματα | |
| dc.title.alternative | Lightning faults analysis in medium voltage distribution lines in the area of Ioannina state |