Επίδραση Της Γης Στα Κυματικά Χαρακτηριστικά Γραμμών Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας

Abstract

Η παρούσα διδακτορική διατριβή έχει ως αντικείμενο τη διερεύνηση της επίδρασης των ηλεκτρομαγνητικών ιδιοτήτων της γης στα κυματικά χαρακτηριστικά και τις μεταβατικές αποκρίσεις των εναέριων γραμμών μεταφοράς και των υπόγειων καλωδίων. Παρουσιάζεται η βασική μεθοδολογία υπολογισμού των κυκλωματικών παραμέτρων των εναέριων γραμμών και των υπόγειων καλωδίων, με ιδιαίτερη έμφαση στην επίδραση της γης στις παραμέτρους αυτές μέσω κατάλληλων όρων διόρθωσης. Οι όροι διόρθωσης υπολογίζονται χρησιμοποιώντας νέες σχέσεις, οι οποίες προκύπτουν από την επίλυση των πεδιακών εξισώσεων, υιοθετώντας τη χρήση του διανύσματος Hertz, ενώ αφορούν τις ίδιες και αμοιβαίες σύνθετες αντιστάσεις σειράς και τις εγκάρσιες σύνθετες αγωγιμότητες, επιτρέποντας έτσι την εφαρμογή του προτεινόμενου μοντέλου σε πραγματικές διατάξεις πολλαπλών αγωγών. Το προτεινόμενο μοντέλο τόσο για τις εναέριες γραμμές μεταφοράς όσο και για τα υπόγεια καλώδια έχει γενικευμένη μορφή. Μπορεί να συμπεριλάβει όλα τα ΗΜ χαρακτηριστικά των μέσων διάδοσης, ενώ λαμβάνει υπόψη τη στρωμάτωση της γης. Έτσι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για προσομοιώσεις ΓΜ σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων, το οποίο καλύπτει όλες πρακτικά τις λειτουργικές καταστάσεις από τη στάσιμη κατάσταση μέχρι τη δυναμική καταπόνηση από κεραυνικά φαινόμενα και τις εφαρμογές των Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων Ενέργειας. Η ακρίβεια του προτεινόμενου μοντέλου επιβεβαιώνεται με συγκρίσεις των αποτελεσμάτων του με τα αντίστοιχα από άλλα απλοποιημένα μοντέλα, ενώ γίνεται συστηματική διερεύνηση της επίδρασης των ιδιοτήτων της γης τόσο στα χαρακτηριστικά της κυματικής διάδοσης όσο και στις μεταβατικές αποκρίσεις των διατάξεων μεταφοράς ισχύος.

Δυναμικό Μοντέλο Γραμμής Μεταφοράς Σταθερών Παραμέτρων Με Τη Μέθοδο Πεπερασμένων Διαφορών Στο Πεδίο Του Χρόνου (FDTD)

“…Οι επιδόσεις του μοντέλου CP FDTD συγκρίνονται με την αντίστοιχη μοντελοποίηση με εξαρτώμενες από τη συχνότητα παραμέτρους με τη μέθοδο FDTD, ενώ για την επαλήθευση της ακρίβειας των αποτελεσμάτων χρησιμοποιείται το FD μοντέλο JMarti στο λογισμικό ATP/EMTP. Επιπλέον, παρουσιάζεται η δυνατότητα του μοντέλου να ενσωματώσει προηγμένες προσεγγίσεις της πεπερασμένα αγώγιμης γης ως δρόμου επιστροφής ρευμάτων, θεωρώντας τη γη ως στρωματοποιημένη[34],[54] ή την ΕΓΜ ως πεπερασμένου μήκους[35]. Επιπλέον, η ανάλυση εστιάζεται στη δυνατότητα του μοντέλου CP FDTD να παράγει αποτελέσματα κατανομής (προφίλ) τάσης κατά μήκος μίας ΕΓΜ με υψηλή διακριτοποίηση (μικρό Δx)[12],[15].…”