Βελτιστοποίηση των παραμέτρων εισόδου εξισώσεων για τον υπολογισμό αντίστασης γείωσης σε υποσταθμούς υψηλής τάσης

Abstract

Η διπλωματική αυτή εργασία επικεντρώνεται στην εκτενή μελέτη των Ηλεκτρικών Υποσταθμών, των Συστημάτων Γείωσης και της ανάλυσης των αντίστοιχων στοιχείων, που τα απαρτίζουν. Πρόκειται για έναν εκτεταμένο κλάδο της ηλεκτρολογίας, που αποτελεί τη βάση για τη λειτουργία του ηλεκτρικού δικτύου, επιτρέποντας τη μεταφορά, τη διανομή, την αύξηση και τη μείωση της ηλεκτρικής ενέργειας σε διάφορα σημεία του δικτύου. Αρχικά, παρουσιάζεται μια σύντομη ιστορική ανασκόπηση σχετικά με την εξέλιξη των υποσταθμών, αναδεικνύοντας τη σημασία τους στην ηλεκτρική μεταφορά. Στη συνέχεια, εξετάζεται ο εξοπλισμός του υποσταθμού, κάποια εξαρτήματα εκ των οποίων είναι ο Μετασχηματιστής Ισχύος, τα Διακοπτικά Στοιχεία, τα Μονωτικά Υλικά, καθώς και οι Μετασχηματιστές Εντάσεως και Τάσεως. Ακολουθούν οι διάφοροι τύποι των υποσταθμών, όπως ο Υποσταθμός Μεταφοράς και Διανομής. Επίσης, εξετάζεται η σπουδαιότητα των συστημάτων γείωσης στη διασφάλιση της προστασίας των ηλεκτρικών συστημάτων. Παρουσιάζονται οι επιπτώσεις της έλλειψης ή της ελαττωματικής γείωσης και αναλύονται οι διάφοροι τύποι γειωτών. Προκειμένου, να πραγματοποιηθεί σωστός σχεδιασμός ενός συστήματος γείωσης, χρειάζεται να ληφθούν υπόψη διάφοροι παράγοντες κατά τον σχεδιασμό. Δίνεται έμφαση στον ορισμό και τον υπολογισμό της Ειδικής Αντίστασης Γείωσης και ιδίως στον τρόπο ερμηνείας των μετρήσεων αυτής. Αδιαμφησβήτητα, πολύ σημαντικές είναι οι προδιαγραφές και τα πρότυπα, που διέπουν τους κανονισμούς και τις λειτουργίες των συστημάτων και του εξοπλισμού. Ακολούθως, περιγράφεται η μαθηματική σημασία των εφαρμογών, που σχετίζονται με τα Μη Γραμμικά Μοντέλα και της μεθόδου της Μη Γραμμικής Πολλαπλής Παλινδρόμησης, για την πρόβλεψη της αντίστασης γείωσης. Τα μοντέλα που θα χρησιμοποιηθούν, είναι το Απλό Εκθετικό Μοντέλο, το Μοντέλο Αθροίσματος Εκθετικών και το Μοντέλο Ενιαίου Εμβαδού. Σκοπός, λοιπόν, είναι να εφαρμοστούν τα μοντέλα αυτά προκειμένου από αποτελέσματα προσομοιώσεων να λάβουμε αξιοποιήσιμα αποτελέσματα για την τιμή της αντίστασης γείωσης. Τέλος, με χρήση του λογισμικού CDEGS και με συγκεκριμένες αρχικές μεταβλητές, λαμβάνονται διάφορες προσομοιώσεις, έτσι ώστε τα αποτελέσματα να εισέλθουν στο MATLAB. Παρέχονται μεθοδολογίες βελτιστοποίησης αποτελεσμάτων με τη χρήση του προγράμματος MATLAB, με στόχο τη βελτίωση της ακρίβειας των μοντέλων γείωσης. Κυρίαρχος στόχος είναι να υπολογιστούν οι παράμετροι του κάθε μαθηματικού μοντέλου για την εύρεση της τιμής της αντίστασης γείωσης. Αυτή η εργασία αναδεικνύει τη σημασία των υποσταθμών και των συστημάτων γείωσης στη λειτουργία του ηλεκτρικού δικτύου και προσφέρει νέες προοπτικές για μελλοντική έρευνα και βελτιώσεις σε αυτόν τον σημαντικό τομέα.