Επίδραση των παραμέτρων σχεδιασμού ενός συστήματος γείωσης του δικτύου διανομής, σε μη ομοιόμορφη δομή εδάφους στην απόδοση αυτού

Abstract

Τα δίκτυα διανομής της ηλεκτρικής ενέργειας μέσης τάσης ήταν αρχικά σχεδιασμένα να λειτουργούν ακτινικά, όπου η ροή ενέργειας είναι μονόδρομη, κάνοντας με αυτόν τον τρόπο την τη μελέτη των συστημάτων αυτών, όπως σε θέματα προστασίας, βραχυκυκλωμάτων και άλλων μία σχετικά απλή διαδικασία. Όμως, η ενεργειακή μετάβαση στις πράσινες μορφές ενέργειας, που έχει ως αποτέλεσμα τη διείσδυση όλο και περισσότερων Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ), μετέτρεψε αυτού του είδους τα συστήματα σε βροχοειδή, κάνοντας τελικά τη μελέτη για το θέμα αυτό πιο περίπλοκο. Ο σωστός λοιπόν σχεδιασμός ενός συστήματος γείωσης αποτελεί ένα βασικό στοιχείο, που βοηθά στην πιο αποτελεσματική και σωστή λειτουργία του συστήματος προστασίας, έτσι ώστε να αποφευχθεί οποιοδήποτε σφάλμα στο δίκτυο, ενώ παράλληλα περιορίζει και τυχόν επικίνδυνες δυναμικές, που μπορεί να βλάψουν το προσωπικό ή να προκαλέσουν ζημιές στον εξοπλισμό. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η επίδραση του διστρωματικού εδάφους στη συμπεριφορά ενός συστήματος γείωσης του δικτύου διανομής κατά την εμφάνιση μονοφασικού βραχυκυκλώματος ως προς γη, σε διάφορα σημεία μιας τυπικής γραμμής ΜΤ με διεσπαρμένη παραγωγή. Στο πρώτο κεφάλαιο περιγράφεται γενικά το σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας και πώς αυτό λειτουργεί. Επιπλέον, αναλύεται η δομή του δικτύου διανομής, μεταξύ διαφόρων δικτύων, όπως εναέριο, το υπόγειο και το υποβρύχιο. Στο δεύτερο κεφάλαιο προσδιορίζουμε την έννοια του βραχυκυκλώματος και της προστασίας των δικτύων διανομής. Επιπλέον, παρουσιάζονται τα μέσα προστασίας των δικτύων διανομής, καθώς και ο τρόπος με τον οποίο μπορεί η επιλογική συνεργασία μπορεί να επιτευχθεί. Στο τρίτο κεφάλαιο εισάγονται βασικές έννοιες γειώσεων και ασφάλειας στο δίκτυο διανομής. Παρουσιάζονται οι βασικότερες μέθοδοι γείωσης και τα είδη ηλεκτροδίων γείωσης. Επιπλέον, αναφέρεται ο τρόπος υπολογισμού της αντίστασης γείωσης αλλά και οι παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται. Τέλος, γίνεται αναφορά στο μοντέλο εδάφους στο οποίο εγκαθίσταται το σύστημα γείωσης καθώς επίσης και στον σχεδιασμό αυτών. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζεται το λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε για τις προσομοιώσεις (SES AutoGrid Pro / PowerFactory), τα μοντέλα προσομοίωσης και η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε. Επιπρόσθετα, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της μελέτης με τη μορφή διαγραμμάτων, όπως επίσης και οι μετρήσεις που έγιναν για την ακόλουθη προσομοίωση.