Μελέτη Προστασίας Αποστάσεως Γραμμής Μεταφοράς με Μοντέλο Μέσου Μήκους σε Περιβάλλον Simulink και Mathcad

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια απόκτησης του διπλώματος Ηλεκτρολόγου Μηχανικού και Μηχανικού Η/Υ. Η εκπόνησή της ξεκίνησε το Φεβρουάριο του 2024 και ολοκληρώθηκε τον Οκτώβριο του 2024. Αντικείμενο της διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη προστασίας αποστάσεως γραμμής μεταφοράς με μοντέλο μεσαίου μήκους σε περιβάλλον Simulink και Mathcad. Αρχικά, στο πρώτο κεφάλαιο αναλύονται και εξηγούνται οι διάφοροι τύποι ηλεκτρονόμων αποστάσεως, οι μαθηματικές σχέσεις που τους ορίζουν και οι χαρακτηριστικές λειτουργίας τους στο μιγαδικό επίπεδο R-X. Έπειτα, στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι απαιτούμενοι υπολογισμοί για τη μετατροπή ενός δικτύου δύο ζυγών, με μια τριφασική γεννήτρια και ένα τριφασικό φορτίο σε κάθε ζυγό, σε ένα απλούστερο και πιο εύχρηστο σύστημα για τους διάφορους υπολογισμούς. Κατ’ αυτόν τον τρόπο, γίνεται εφικτή η εύρεση των ακολουθιακών μεγεθών. Στη συνέχεια, στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι συνδεσμολογίες των τριών κυκλωμάτων ακολουθίας για τα διάφορα είδη σφαλμάτων (μονοφασικό, διφασικό, τριφασικό) με βάση το μοντέλο π μεσαίου μήκους. Έπειτα, παρατίθεται αναλυτική μελέτη υπολογισμού των σύνθετων αντιστάσεων στη θέση του ηλεκτρονόμου. Στο τέταρτο κεφάλαιο, χρησιμοποιώντας το προγραμματιστικό εργαλείο Simulink, δημιουργείται ένα τοπικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας δύο ζυγών, προσομοιώνονται όλα τα πιθανά είδη βραχυκυκλωμάτων στη γραμμή του και ταυτόχρονα παρακολουθείται η λειτουργία των ηλεκτρονόμων προστασίας που χρησιμοποιούνται για την προστασία του. Στο πέμπτο κεφάλαιο, παρουσιάζεται πρώτα ο τρόπος ορισμού των απαιτούμενων παραμέτρων στα διάφορα πεδία του εκτελέσιμου αρχείου που δημιουργήθηκε στο τέταρτο κεφάλαιο. Στη συνέχεια, αναδεικνύεται η διαδικασία επιλογής του είδους του σφάλματος που θα επηρεάσει τη γραμμή μεταφοράς καθώς και η διαδικασία εποπτείας των τάσεων, των ρευμάτων και της ισχύος που επικρατούν στα διάφορα τμήματα του ηλεκτρικού δικτύου. Τέλος, στο έκτο κεφάλαιο πραγματοποιείται η σύγκριση των προγραμματιστικών εργαλείων Simulink και Mathcad ως προς τις σύνθετες αντιστάσεις που υπολογίζουν για βραχυκυκλώματα σε διάφορα σημεία της γραμμής, που δίνονται ως ποσοστά m(%) του συνολικού της μήκους.