Μελέτη της Επίδρασης της Διατομής Καλωδίων Υψηλής Τάσης στην Ικανότητα Μεταφοράς Ισχύος

Abstract

Η συνεχώς αυξανόμενη κατανάλωση ενέργειας αποτελεί βασικό χαρακτηριστικό του σύγχρονου τρόπου ζωής, ο οποίος προϋποθέτει τη χρήση ολοένα και περισσότερων ενεργειακών πόρων. Η εξέλιξη αυτή δημιουργεί την ανάγκη για αυξημένη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς και για την αποδοτική μεταφορά της από τις μονάδες παραγωγής στους τελικούς καταναλωτές. Στο πλαίσιο αυτό, οι τεχνολογικές εξελίξεις στον τομέα της μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας σημειώνουν ραγδαία πρόοδο τα τελευταία χρόνια, με προσανατολισμό ολοένα και περισσότερο προς την αύξηση της μεταφερόμενης ισχύος στις γραμμές μεταφοράς, με ιδιαίτερη έμφαση στις καλωδιακές συνδέσεις, οι οποίες διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στην αποδοτικότητα και την αξιοπιστία των σύγχρονων συστημάτων μεταφοράς. Στην παρούσα διπλωματική εργασία διερευνώνται οι δυνατότητες αύξησης της μεταφερόμενης ισχύος από καλώδια HVDC με μόνωση πολυμερούς. Πραγματοποιείται αναλυτική περιγραφή και εμβάθυνση στη δομή του καλωδίου, με έμφαση στην επιμέρους ανάλυση κάθε στρώματος και των υλικών κατασκευής του. Στη συνέχεια, διερευνώνται τρόποι αύξησης της μεταφορικής ικανότητας σε δύο εμπορικά μονοπολικά καλώδια, ένα υπόγειο και ένα υποβρύχιο με μόνωση XLPE, για ένα εύρος διατομών από 2000 mm2 έως και 4000 mm². Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στη μείωση της θερμικής αντίστασης, καθώς και στη βελτίωση της ηλεκτρικής αντοχής της μόνωσης, παράγοντες που συμβάλλουν ουσιαστικά στην αύξηση του μέγιστου επιτρεπόμενου ρεύματος. Παράλληλα, λαμβάνονται υπόψη οι περιορισμοί που επιβάλλει η μόνωση του καλωδίου, η οποία αποτελεί κρίσιμο στρώμα για την ασφαλή και αξιόπιστη λειτουργία του. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης παρέχουν χρήσιμες ποιοτικές και ποσοτικές πληροφορίες σχετικά με τη βελτιστοποίηση της μεταφορικής ικανότητας, συμβάλλοντας στη βαθύτερη κατανόηση της συμπεριφοράς των καλωδίων υψηλής τάσης υπό αυξημένες απαιτήσεις φόρτισης.