I. Μονοφασικά εναλλασσόμενα ρεύματα (Κεφ. 1 ο, μικρό βιβλίο) [35]

Transcript

1 I. Μονοφασικά εναλλασσόμενα ρεύματα (Κεφ. 1 ο, μικρό βιβλίο) [35] 1. Αναφέρατε περιπτώσεις που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι υψηλές αρμονικές στη μελέτη συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. [1] Στα ρεύματα μαγνητίσεως Μ/Σ, ρεύματα διατάξεων ηλεκτρονικής ισχύος και ηλεκτρονικών συσκευών. 2. Ποια είναι η βασική συχνότητα του δικτύου στην Ελλάδα; [1] Η βασική συχνότητα (συχνότητα του δικτύου) είναι 50Hz [στις περισσότερες χώρες του κόσμου και 60Hz στην Βόρειο Αμερική.] 3. Πότε μία τάση θεωρείται ημιτονοειδής με βάση τους κανονισμούς VDE; [1] Μια τάση θεωρείται ημιτονοειδής όταν καμιά απόκλιση στιγμιαίας τιμής από την αντίστοιχη τιμή της βασικής αρμονικής δεν είναι μεγαλύτερη από 5% της μέγιστης στιγμιαίας τιμής (πλάτους) της βασικής αρμονικής. 4. Τι προκαλούν οι υψηλές αρμονικές της τάσεως; [1] Όταν οι υψηλές αρμονικές της τάσεως αποκτούν μεγάλες τιμές επιφέρουν τη ροή αντίστοιχων ρευμάτων, που προκαλούν πρόσθετες απώλειες στα διάφορα στοιχεία του δικτύου και μπορούν να επηρεάσουν τη λειτουργία τηλεπικοινωνιακών διατάξεων και διατάξεων μετρήσεως. 5. Με τι ισούται η ενδεικνύμενη τιμή μεγέθους που μεταβάλλεται περιοδικά; [3] Είναι η μέση τετραγωνική τιμή κατά τη διάρκεια μιας περιόδου. Ισούται με: T+ ti 1 2 Y y t dt = () T, όπου Τ η περίοδος και yt () η στιγμιαία τιμή του μεγέθους. ti 6. Τι σημαίνει φυσικά ενδεικνύμενη τιμή εναλλασσόμενου ρεύματος; [3] Η ενδεικνύμενη τιμή χαρακτηρίζει το θερμικά ισοδύναμο μέγεθος συνεχούς ρεύματος: [Το ρεύμα i(t), που διαρρέει αγωγό ωμικής αντίστασης R, προκαλεί κατά τη διάρκεια μιας περιόδου το ίδιο θερμικό έργο.] 7. Ποια είναι η σχετική γωνία μεταξύ των ανυσμάτων τάσεως & εντάσεως σε μία ωμική αντίσταση; [12] Σε μια ωμική αντίσταση, τα ανύσματα της τάσεως και της εντάσεως είναι σε φάση. Δηλαδή η σχετική τους γωνία είναι μηδέν. 8. Ποια είναι η σχετική γωνία μεταξύ των ανυσμάτων τάσεως & εντάσεως σε μία επαγωγική αντίδραση; [12] Σε μια επαγωγική αντίδραση το άνυσμα της εντάσεως έπεται του ανύσματος της τάσεως κατά 90 ο. 9. Ποια είναι η σχετική γωνία μεταξύ των ανυσμάτων τάσεως & εντάσεως σε μία χωρητική αντίδραση; [12] Σε μια χωρητική αντίδραση το άνυσμα της εντάσεως προπορεύεται του ανύσματος της τάσεως κατά 90 ο. 10. Γιατί η ενεργή ισχύς ονομάζεται έτσι; [13] Το μέγεθος P ονομάζεται ενεργή ισχύς, επειδή παράγει έργο. [Οφείλεται στην ενεργό συνιστώσα του ρεύματος, δηλαδή στη συνιστώσα που βρίσκεται σε φάση με την τάση.] 11. Γιατί η άεργη ισχύς ονομάζεται έτσι; [14] [Το πλάτος της ταλάντωσης της p(t) ονομάζεται άεργη ισχύς Q,] επειδή δεν παράγει έργο αλλά απλώς εναλλάσσεται μεταξύ πηγής και επαγωγικής (ή χωρητικής) αντίδρασης. 12. Γιατί η ταλάντωση της ισχύος p(t) σε ένα πηνίο έχει μέση τιμή μηδέν; [14] Επειδή τα ανύσματα της τάσης και του ρεύματος είναι κάθετα μεταξύ τους, η ταλάντωση p(t) αποτελείται μόνο από τον εναλλασσόμενο όρο με συχνότητα διπλάσια της συχνότητας του δικτύου και μέση τιμή μηδέν. pt () = u ti() t = VI sin2ωt L L L L - 1 -

2 13. Γιατί η ταλάντωση της ισχύος p(t) σε έναν πυκνωτή έχει μέση τιμή μηδέν; [15] Επειδή τα ανύσματα της τάσης και του ρεύματος είναι κάθετα μεταξύ τους, η ταλάντωση p(t) αποτελείται μόνο από τον εναλλασσόμενο όρο με συχνότητα διπλάσια της συχνότητας του δικτύου και μέση τιμή μηδέν. pt () = u () ti () t = VI sin2ωt C C C C 14. Τι είναι «στρεφόμενοι πυκνωτές»; [16] [Μία χωρητική αντίδραση απορροφά από το δίκτυο αρνητική άεργη ισχύ, δηλαδή τροφοδοτεί το δίκτυο με θετική άεργη ισχύ, όπως και μία υπερδιεγερμένη σύγχρονη μηχανή. Γι αυτό] οι σύγχρονες μηχανές που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή άεργης ισχύος, ονομάζονται και «στρεφόμενοι πυκνωτές». 15. Πώς εμφανίζεται ένα κύκλωμα σε συντονισμό σειράς; [21] Από πλευράς πηγής το κύκλωμα εμφανίζεται σαν να έχει μόνο την ωμική αντίσταση R. Οι τάσεις όμως της επαγωγής και της χωρητικότητας μπορούν να αποκτήσουν πολύ μεγάλες τιμές, και είναι ανάλογες προς το μέγεθος ωl=1/ωc. 16. Τι συμβαίνει με την άεργη ισχύ στο συντονισμό; [21] Κατά το συντονισμό η άεργη ισχύς του πηνίου για την ανάπτυξη του μαγνητικού του πεδίου ισούται με την άεργη ισχύ που παρέχεται από τον πυκνωτή. Έτσι γίνεται ανταλλαγή των αέργων ισχύων μεταξύ των δύο αυτών στοιχείων και δεν υπάρχει πλεόνασμα ή έλλειμμα άεργης ισχύος, το οποίο θα έπρεπε να καλυφθεί από την πηγή. 17. Πώς εκμεταλλευόμαστε σε ένα σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας τον παράλληλο συντονισμό; [26] Στα ΣΗΕ οι περισσότεροι καταναλωτές έχουν επαγωγικό χαρακτήρα και μπορούν να παρασταθούν ως παράλληλη σύνδεση μιας ωμικής αντίστασης και μίας επαγωγικής αντίδρασης. Συνδέοντας παράλληλα ένα πυκνωτή μπορεί να αντισταθμισθεί μερικά ή ολικά η άεργη ισχύς του πηνίου και έτσι να ελαττωθεί το ρεύμα τροφοδοτήσεως και η γωνία φορτίου. 18. Τι είναι ενεργή συνιστώσα ενός ρεύματος; [28] Είναι η συνιστώσα του ανύσματος της έντασης I p που είναι σε φάση με την τάση. 19. Ποιο είναι το πρόσημο της αέργου ισχύος όταν το άνυσμα της τάσεως προπορεύεται του ανύσματος της εντάσεως; [29] Η άεργη ισχύς που απορροφάται από το δίκτυο είναι θετική (sinφ>0) και το κύκλωμα έχει επαγωγικό χαρακτήρα. 20. Ποιο είναι το πρόσημο της αέργου ισχύος όταν το άνυσμα της τάσεως έπεται του ανύσματος της εντάσεως; [29] Η άεργη ισχύς είναι αρνητική (sinφ<0) και το κύκλωμα έχει χωρητικό χαρακτήρα. 21. Έχει η φαινομενική ισχύς φυσική σημασία; Γιατί; [30] Η φαινομενική ισχύς είναι ένα υπολογιστικό μέγεθος και δεν έχει φυσική υπόσταση, επειδή σχηματίζεται από μεγέθη, που αποκτούν τις τιμές τους σε διαφορετικές χρονικές στιγμές. 22. Ποια είναι η πρακτική σημασία της φαινομενικής ισχύος παρόλο που δεν έχει φυσική υπόσταση; [30] Η φαινομενική ισχύς έχει μεγάλη πρακτική σημασία, επειδή είναι ένα χαρακτηριστικό μέγεθος για τα στοιχεία του δικτύου, ως γινόμενο της τάσης και της έντασης, μιας και η τάση καθορίζει τη μόνωση ενώ η ένταση τη διατομή των αγωγών. 23. Ποιες είναι οι συνέπειες της εναλλασσόμενης ισχύος; [32] Η εναλλασσόμενη ισχύς προκαλεί εναλλασσόμενες ροπές στις ηλεκτρικές μηχανές, στα σημεία εδράσεώς τους καθώς και στις κινητήριες μηχανές (π.χ. στροβίλους) και συνεπώς πρόσθετη, εναλλασσόμενη μηχανική καταπόνηση. [Στα τριφασικά όμως συστήματα, κατά την συμμετρική λειτουργία, το άθροισμα των εναλλασσόμενων ισχύων των τριών φάσεων είναι μηδέν.] 24. Πότε είναι δυνατή η πρόσθεση φαινομενικών ισχύων για τους επί μέρους καταναλωτές ενός κυκλώματος; [42] Μόνο στη περίπτωση που όλες οι επί μέρους μιγαδικές αντιστάσεις έχουν την ίδια φασική γωνία, [δηλαδή όταν όλοι οι καταναλωτές λειτουργούν με τον ίδιο συντελεστή ισχύος.] - 2 -

3 25. Ποια μεγέθη χαρακτηρίζουν έναν καταναλωτή στα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας; [44] Η συχνότητα, ο αριθμός των φάσεων, η τάση λειτουργίας, η φαινομενική ισχύς και ο Σ.Ι. με τη διευκρίνιση αν το φορτίο έχει επαγωγικό ή χωρητικό χαρακτήρα. 26. Ποια είναι η έννοια του φορτίου στα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας; [44] Η έννοια του φορτίου στα ΣΗΕ δεν εκφράζει το ηλεκτρικό φορτίο, αλλά τη φαινομενική ισχύ ενός καταναλωτή. 27. Που οφείλεται η επαγωγική αντίδραση ενός τεχνικού αντιστάτη; [49] Η επαγωγική αντίδραση οφείλεται στο μαγνητικό πεδίο του ρεύματος που διαρρέει τα ελίγματα του αντιστάτη. 28. Σε τι χρησιμοποιείται η ενεργός ισχύς από έναν τεχνικό πυκνωτή; [49-50] Για την κάλυψη των διηλεκτρικών του απωλειών. 29. Τι είναι συντελεστής απωλειών ενός πυκνωτή; [50] Το μέγεθος tanδ=p/ Q ονομάζεται συντελεστής απωλειών και προσφέρεται για τον καθορισμό των απωλειών από την γνωστή άεργη ισχύ. 30. Τι είναι η αντιστάθμιση ισχύος; [51] Είναι γνωστή και ως διόρθωση του συντελεστή ισχύος. Η αντιστάθμιση αυτή γίνεται τοπικά, συνήθως με την παράλληλη προσθήκη χωρητικότητας ή επαγωγής, ώστε ο συντελεστής ισχύος του συνολικού συστήματος να είναι κοντά στην μονάδα. 31. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της διόρθωσης του cosφ των καταναλωτών; [52] Μεταφέρεται λιγότερο ρεύμα (αντιστρόφως ανάλογο του Σ.Ι.) και άρα οι απώλειες είναι πολύ λιγότερες (ανάλογες του τετραγώνου του ρεύματος). Ο βαθμός απόδοσης αυξάνεται, και για δεδομένη διατομή γραμμής, παρέχεται η δυνατότητα αύξησης της μεταφερόμενης ενεργής ισχύος. 32. Γιατί οι επιχειρήσεις ηλεκτρισμού παρέχουν οικονομικά κίνητρα για τη βελτίωση του συντελεστή ισχύος των μεγάλων καταναλωτών; [52] Επειδή με την αύξηση του Σ.Ι. οι απώλειες στις γραμμές ελαττώνονται, και για δεδομένη διατομή γραμμής παρέχεται η δυνατότητα αύξησης της μεταφερόμενης ενεργής ισχύος. 33. Γιατί είναι πλεονεκτική η αντιστάθμιση της άεργης ισχύος σε περισσότερα του ενός σημεία εκτεταμένων εγκαταστάσεων; [52-53] Σε εκτεταμένες εγκαταστάσεις εκτός των τιμολογιακών πλεονεκτημάτων, και η εσωτερική διανομή γίνεται με μικρότερες απώλειες ή η εγκατάσταση δύναται να γίνει με μικρότερες διατομές όταν υπάρχει τοπική αντιστάθμιση ισχύος. 34. Πώς επιτυγχάνεται η αντιστάθμιση ισχύος καταναλωτών ανάλογα με το χαρακτήρα τους; [53] Οι καταναλωτές έχουν συνήθως επαγωγικό χαρακτήρα και η αντιστάθμιση ισχύος γίνεται με την παράλληλη σύνδεση ενός πυκνωτή, ή σε περίπτωση καταναλωτών με χωρητικό χαρακτήρα με την παράλληλη σύνδεση ενός πηνίου. 35. Πότε είναι δυνατός ο αμφίδρομος μετασχηματισμός αστεροειδής- πολυγωνική σύνδεση; [58] Ο αμφίδρομος μετασχηματισμός είναι δυνατός μόνο για n=3, δηλαδή από αστέρα σε τρίγωνο ή αντίστροφα. II. Πολυφασικά συστήματα (Κεφ. 2 ο, μικρό βιβλίο) [35] 1. Τι τάσεις συγκροτούν ένα m-φασικό συμμετρικό σύστημα; [66] Ένα πολυφασικό (m-φασικό) συμμετρικό σύστημα τάσεων συγκροτείται από m τάσεις του ίδιου Ui j 2 π / m εύρους και της ίδιας γωνίας μεταξύ δύο διαδοχικών τάσεων: U1 = U2 =... = Um και = e U i

4 2. Πότε ένα σύστημα φορτίζεται συμμετρικά; [66] Όταν οι αντίστοιχες εντάσεις έχουν το ίδιο πλάτος και την ίδια γωνία μεταξύ δύο διαδοχικών εντάσεων [το σύστημα ευρίσκεται σε συμμετρική κατάσταση λειτουργίας (φορτίζεται συμμετρικά)]. 3. Ποια είναι τα βασικά πλεονεκτήματα των τριφασικών έναντι των μονοφασικών συστημάτων; [67-68] Είναι δυνατή η δημιουργία στρεφόμενου μαγνητικού πεδίου, η μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας είναι πολύ πιο οικονομική, και η ισχύς είναι σταθερή ως συνάρτηση του χρόνου (για συμμετρική φόρτιση). 4. Πως δημιουργούνται τα πολυφασικά συστήματα με 6 ή 12 φάσεις; [67] Δημιουργούνται με κατάλληλες συνδεσμολογίες των τυλιγμάτων μετασχηματιστών, που τροφοδοτούνται από το τριφασικό δίκτυο. 5. Με ποια σχέση θα εκφράζατε ένα εναλλασσόμενο και με ποια ένα στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο; [71] Για εναλλασσόμενο: H(t)=Hcos(ωt+φ ˆ ), ενώ για στρεφόμενο i Ĥ H= e 2 j(ωt+φ i ). 6. Ποιο διφασικό σύστημα δημιουργεί στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο; [70] Το ασύμμετρο διφασικό σύστημα, που αποτελείται από δύο διαδοχικές φάσεις του συμμετρικού τετραφασικού συστήματος. 7. Που χρησιμοποιείται το στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο ενός ασύμμετρου διφασικού συστήματος; [71] Για την εκκίνηση των μονοφασικών κινητήρων βραχυκυκλωμένου δρομέα [σχηματίζεται τεχνητά ένα ασύμμετρο διφασικό σύστημα, ώστε να αναπτυχθεί το απαιτούμενο για την εκκίνηση στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο.] 8. Ποια είναι η φορά περιστροφής του στρεφόμενου μαγνητικού πεδίου σε ένα σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας; [74] Η φορά περιστροφής του μαγνητικού πεδίου είναι και η φορά περιστροφής των τριφασικών μηχανών. [Η εναλλαγή των δύο φάσεων προκαλεί αντιστροφή της φοράς του στρεφόμενου πεδίου.] 9. Ποιες είναι οι συνέπειες στις μηχανές ενός αντίστροφου συστήματος τάσεων; [74] Ασυμμετρίες στα ρεύματα έχουν ως αποτέλεσμα την εμφάνιση και ενός αντίστροφου πεδίου. Το πεδίο αυτό στρέφεται με φορά αντίθετη της φοράς περιστροφής του δρομέα (με την ίδια γωνιακή ταχύτητα) και επάγει στο δρομέα τάσεις διπλάσιας συχνότητας. Οι τάσεις αυτές προκαλούν τη ροή ρευμάτων και έχουν αρνητικές επιπτώσεις: θέρμανση των πεδίλων των πόλων των σύγχρονων μηχανών, δημιουργία ροπής πεδήσεως στις ασύγχρονες μηχανές. 10. Σε τι σύστημα οδηγούν η πολυγωνική και η αστεροειδής σύνδεση συμμετρικού διφασικού συστήματος; [80] Και οι δύο δυνατές συνδέσεις του διφασικού συμμετρικού συστήματος οδηγούν σε ένα μονοφασικό σύστημα. 11. Πότε ένα συμμετρικό πολυφασικό σύστημα φορτίζεται συμμετρικά; [79] Σε ένα συμμετρικό πολυφασικό σύστημα, στην περίπτωση ίσων μιγαδικών αντιστάσεων φορτίου (συμμετρικού φορτίου), [το σύστημα φορτίζεται συμμετρικά και ο ουδέτερος αγωγός (αν υπάρχει) δεν διαρρέεται από ρεύμα.] 12. Πότε ο ουδέτερος αγωγός στην αστεροειδή σύνδεση πολυφασικού συμμετρικού συστήματος δε διαρρέεται από ρεύμα; [79] [Ο ουδέτερος αγωγός δεν διαρρέεται από ρεύμα] κατά τη συμμετρική φόρτιση. 13. Γιατί δε χρησιμοποιείται για τη μεταφορά ισχύος το ασύμμετρο διφασικό σύστημα; [86-87] [Παρά το γεγονός ότι μπορεί να δημιουργήσει στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο και κατά τη συμμετρική του φόρτιση η ισχύς είναι, ως συνάρτηση του χρόνου, σταθερή, δε χρησιμοποιείται για τη μεταφορά ισχύος επειδή] η συνολική διατομή των αγωγών του ασύμμετρου διφασικού συστήματος, όπως επίσης και οι απώλειες, είναι κατά 70,7% μεγαλύτερες των αντιστοίχων διατομών και απωλειών ενός συμμετρικού m-φασικού συστήματος

5 14. Γιατί τα τριφασικά συστήματα χρησιμοποιούνται αποκλειστικά για τη μεταφορά ισχύος; [87] Γιατί είναι το συμμετρικό m-φασικό σύστημα με τον μικρότερο αριθμό φάσεων που δημιουργεί στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο (πρέπει m>=3). Με περισσότερες φάσεις δεν προκύπτει κανένα όφελος ούτε στην μεταφορά και διανομή ηλεκτρικής ενέργειας, ούτε στις στρεφόμενες μηχανές. 15. Πού και γιατί τα m-φασικά συστήματα με m>3 είναι πλεονεκτικότερα των τριφασικών; [87-88] Μόνο σε περίπτωση ανορθωτικών διατάξεων τα πολυφασικά συστήματα με 6 ή 12 φάσεις έχουν πλεονεκτήματα, επειδή η ανορθωμένη τάση πλησιάζει περισσότερο τη συνεχή τάση με αποτέλεσμα περιορισμό των υψηλών αρμονικών. 16. Τι επίπτωση έχει η συχνότητα των 60 Ηz της Αμερικής έναντι των 50Hz της Ευρώπης στις γραμμές; [88] Η διαφορά αυτή έχει μικρή επίπτωση στις γραμμές: στα 60Hz αυξάνεται η επαγωγική αντίδραση κατά 20% (60/50=1,2). 17. Τι επίπτωση έχει η συχνότητα των 60 Hz της Αμερικής έναντι των 50 Hz της Ευρώπης στις στρεφόμενες μηχανές; [88] Η διαφορά αυτή έχει σημαντική επίπτωση στις στρεφόμενες μηχανές: για τον ίδιο αριθμό πόλων στα 60Hz έχουμε 20% (60/50=1,2) μεγαλύτερο αριθμό στροφών, για την ίδια ισχύ και αριθμό στροφών έχουμε μικρότερο όγκο, για την ίδια μαγνητική επαγωγή έχουμε μεγαλύτερες απώλειες σιδήρου ανά μονάδα όγκου. 18. Ποια είναι η σχέση μεταξύ των πολικών και φασικών εντάσεων και τάσεων για σύνδεση του φορτίου σε τρίγωνο; [90-91] Uab = Ua [ Uab U και οι ίδιες σχέσεις με κυκλική αλλαγή των a,b,c ισχύει για τις άλλες φάσεις.] ca Ia = Iab Ica = Zab Zca Για συμμετρική φόρτιση, U = U και Ι = 3Ι π φ π φ 19. Ποια είναι η σχέση μεταξύ των πολικών και φασικών εντάσεων και τάσεων για σύνδεση του φορτίου σε αστέρα; [93,96-97] o o o + j30 j90 + j150 Uab = Ua Ub = 3 Ua e Ubc = Ub Uc = 3 Ua e Uca = Uc Ua = 3 Ua e [ Ua + UnN Ub + UnN Uc + U ] nn Ia = IaN = Ib = IbN = Ic = IcN = Z Z Z a Για συμμετρική φόρτιση, Uπ = 3Uφ και Ι π =Ι φ 20. Γιατί η σύνδεση Ζ στο δευτερεύον Μ/Σ χρησιμοποιείται σε Μ/Σ διανομής μικρής ισχύος παρά τα μειονεκτήματά της; [98] Επειδή παρέχει τη δυνατότητα ασύμμετρης φόρτισης με σύνδεση του πρωτεύοντος τυλίγματος σε αστέρα. b 21. Γιατί η σύνδεση δευτερεύοντος Μ/Σ σε τεθλασμένο αστέρα επιτρέπει τη σύνδεση του πρωτεύοντος τυλίγματος σε αστέρα για ασύμμετρη φόρτιση; [98] Ασύμμετρη φόρτιση με το δευτερεύον σε αστέρα προϋποθέτει σύνδεση του πρωτεύοντος σε τρίγωνο (η σύνδεση Υ-Υ δεν ευδοκιμεί). Όμως η σύνδεση του πρωτεύοντος σε αστέρα δίνει τη δυνατότητα ασύμμετρης φόρτισης. 22. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της σύνδεσης τυλίγματος Μ/Σ σε αστέρα έναντι της σύνδεσης σε τρίγωνο; [98] Τα πλεονεκτήματα είναι κατασκευαστικά: 3 φορές μεγαλύτερο φασικό ρεύμα, 3 φορές μικρότερο αριθμό ελιγμάτων ανά φάση, 3 φορές μεγαλύτερη διατομή αγωγών. 23. Σε περίπτωση καταναλωτών τριφασικών συνδεδεμένων σε αστέρα χωρίς σύνδεση των κόμβων με τον ουδέτερο αγωγό επιτρέπεται η παράλληλη σύνδεση των επί μέρους αντιστάσεων; Γιατί; [100] Σ αυτή την περίπτωση, οι διάφοροι κόμβοι των αστέρων έχουν διαφορετικό δυναμικό, και έτσι δεν επιτρέπεται η παράλληλη σύνδεση των επί μέρους αντιστάσεων. c - 5 -

6 24. Πόση είναι η επιτρεπόμενη διακύμανση τάσεως στα δίκτυα χαμηλής τάσεως; [Η επιτρεπόμενη διακύμανση τάσης στα δίκτυα Χ.Τ. είναι] +- 5%, δηλαδή για την χαμηλή τάση (πολική) η επιτρεπόμενη διακύμανση είναι ( )Volt. 25. Να υπολογισθεί η φαινομενική ισχύς των συμμετρικών τριφασικών καταναλωτών του σχήματος, που τροφοδοτούνται από συμμετρικό σύστημα πολικής τάσης 380 V. Για το τρίγωνο: Για τον αστέρα: 380V 658, 2V IΓ ραμμης = 3Iφασ = 3 = Z1 Z1 Vφασ 380V 1 219, 4V IΓ ραμμης = Iφασ = = = Z 3 Z Z Να υπολογισθεί η συνολική ενεργή, άεργη, φαινομενική ισχύς και ο συνολικός συντελεστής ισχύος του τριφασικού φορτίου του σχήματος. Η πολική τάση τροφοδοτήσεως είναι 380 V. Z = ( j1 Ω) //(1 Ω) //( j1 Ω ) = ( j1 Ω) //(1/ 2 j1/ 2) Ω = mho [ j (1 j)] mho 1mho Z + j1 1/2 j1/2 = + + = 2 2 Vφ V 1 380V 1 S = 3Vφ I = 3Vφ = 3 = 3 = 144,4kVA Z 3 Z 3 1Ω S = S = 144,4kVA P = 144,4kWatt Q = 0kVAr P 144,4 ΣΙ.. = = = 1 Ωμικος S 144,4 27. Δημιουργεί το διφασικό σύστημα του σχήματος στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο; Να εξηγηθεί η απάντηση. Το σύστημα που δημιουργείται με το Μ/Σ με μεσαία λήψη του σχήματος είναι το συμμετρικό διφασικό σύστημα, που δεν δημιουργεί στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Το ελάχιστης τάξης m-φασικό σύστημα που δημιουργεί στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο είναι για m=3, το τριφασικό. 28. Οι πολικές τάσεις του συμμετρικού τριφασικού συστήματος τροφοδοτήσεως του καταναλωτή του σχήματος είναι 100V. Να αναγραφούν οι ενδείξεις των αμπερομέτρων Α1 και Α2. Το Α1 μετράει πολική ένταση (ένταση γραμμής), ενώ το Α2 φασική ένταση (ένταση φορτίου). Vπ 100V Α 2= = = 100A Z 1Ω Α 1 = 3 Α 2 = 173, 2A 29. Να υπολογισθεί η φαινομενική ισχύς του συμμετρικού τριφασικού καταναλωτή του σχήματος που τροφοδοτείται από συμμετρικό σύστημα πολικής τάσεως 100 V. S = 3 V I = 3 100V 17,3A= 2996,45VA π π 30. Να γραφούν οι ενδείξεις των οργάνων jπ /2 jπ /2 jπ /2 V4 = 20e + 50 e V = ( ) e V = 30V jπ /2 V5= 30e + 40V = j30+ 40V = 50V - 6 -

7 31. Να υπολογισθούν η ενεργή, άεργη και φαινομενική ισχύς του συμμετρικού καταναλωτή του σχήματος από τις ενδείξεις των οργάνων. Για καθαρά επαγωγικό φορτίο, είναι φ = π /2 cosφ = 0, sinφ = 1 P = 3V I cosφ = 3 220V 1A 0= 0Watt Q = 3V I sinφ = 3 220V 1A 1 = 660VAr S P Q VA = + = = Το σχήμα α) δείχνει ένα κόμβο με τρεις κλάδους, το σχήμα β) τα αποτελέσματα υπολογισμού των ρευμάτων Ι1, Ι2, Ι3. Γιατί τα αποτελέσματα αυτά δεν μπορεί να είναι σωστά; Η ενεργή συνιστώσα του Ι1 είναι 2Α ενώ το άθροισμα των Ι2 και Ι3 έχει ενεργή συνιστώσα 1Α. Άρα δεν δύναται το Ι1 να αποτελεί το άθροισμα των Ι2 και Ι Να γραφούν οι ενδείξεις των οργάνων Τα αμπερόμετρα των κλάδων θα δείξουν από 100Α, ενώ το αμπερόμετρο της γραμμής θα δείξει 141,4Α. Αυτό γιατί τα ανύσματα των ρευμάτων των δύο κλάδων έχουν το ίδιο μέτρο με διαφορά φάσης π/2 (ενεργό και άεργο ρεύμα αντίστοιχα), και άρα το άθροισμα θα είναι 2 φορές μεγαλύτερο. 34. Να γραφούν οι ενδείξεις των οργάνων Τα όργανα θα δείξουν από 70,71V, γιατί τα ανύσματα των τάσεων έχουν το ίδιο μέτρο και είναι κάθετα (το ένα έχει ωμικό όρισμα, και το άλλο επαγωγικό). Το ανυσματικό άθροισμά τους θα πρέπει να δίνει 100V, άρα τα μέτρα τους θα είναι 2 φορές μικρότερα. 35. Κατά τη διάρκεια λειτουργίας του καταναλωτή του σχήματος γίνεται διακοπή της μίας φάσεως στη θέση Δ2 (π.χ. άνοιγμα διακόπτη ή τήξη ασφάλειας). Τι θα συμβεί; Ποιο από τα στοιχεία R, L, C κινδυνεύει περισσότερο; Το κύκλωμα θα βρεθεί σε κατάσταση συντονισμού σειράς, και κινδυνεύουν τόσο το L όσο και το C. III. Εισαγωγή (Κεφ. 1 ο ) [11] 1. Ποιες είναι οι κινητήριες μηχανές των γεννητριών για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας; [13] Είναι κατά κανόνα οι ατμοστρόβιλοι, υδροστρόβιλοι και αεριοστρόβιλοι. [και λιγότερο οι μηχανές Diesel, οι ατμομηχανές και βενζινομηχανές.] 2. Ποιοι παράγοντες καθορίζουν την θέση των θερμοηλεκτρικών σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας; [13] Η θέση του σταθμού παραγωγής πρέπει να επιλεγεί κατάλληλα ώστε να διευκολύνεται ο εφοδιασμός του με καύσιμο και, εάν είναι δυνατό, να βρίσκεται κοντά σε διαθέσιμη ποσότητα ύδατος, το οποίο να επαρκεί για τη συμπύκνωση του χρησιμοποιηθέντος ατμού. Επίσης είναι σημαντικό να είναι και κοντά στην κατανάλωση (μειωμένο κόστος μεταφοράς). Σπουδαίο ρόλο παίζει και ο οικολογικός παράγοντας. 3. Ποιοι παράγοντες καθορίζουν τη θέση των υδροηλεκτρικών σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας; [14] Οι υδροστρόβιλοι λαμβάνουν την ενέργειά τους είτε από την πτώση ύδατος, οπότε πρέπει να εγκαθίστανται σε περιοχές όπου όρη και λόφοι μπορούν να δημιουργήσουν μεγάλες υδατοπτώσεις, ή στο ρου μεγάλων ποταμών, όπου μεγάλες ποσότητες ύδατος υπό μικρή υψομετρική διαφορά καθιστούν εφικτή την απόληψη ενέργειας. 4. Ποια είναι τα μειονεκτήματα και ποια τα πλεονεκτήματα των υδροηλεκτρικών έναντι των θερμοηλεκτρικών σταθμών παραγωγής; [15] Το κόστος της υδροηλεκτρικής εγκαταστάσεως ανά μονάδα εγκατεστημένης ισχύος είναι μεγαλύτερο από το αντίστοιχο κόστος ενός συμβατικού ατμοστροβιλοηλεκτρικού σταθμού. Όμως ο υδροηλεκτρικός σταθμός εξυπηρετεί και άλλους σκοπούς όπως η άρδευση καλλιεργήσιμων εκτάσεων. Από άποψη ενεργειακής οικονομίας η ανάπτυξη υδροηλεκτρικών έργων είναι προτιμότερη για να εξοικονομηθεί το καύσιμο το οποίο θα απαιτούσε ο αντίστοιχος θερμοηλεκτρικός σταθμός. Επίσης σημαντικός είναι και ο παράγοντας διατήρησης του περιβάλλοντος που αποτελεί αναμφισβήτητο πλεονέκτημα των υδροηλεκτρικών σταθμών έναντι των θερμοηλεκτρικών

8 5. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της μεταφοράς με υψηλές τάσεις; [16] Η ισχύς, η οποία μπορεί να μεταφερθεί με μια γραμμή μεταφοράς, είναι ανάλογη προς το τετράγωνο της τάσεως αυτής. Επιπλέον, παρουσιάζονται μειωμένες απώλειες, που καθιστούν οικονομικότερη τη λειτουργία με υψηλές τάσεις (μικρότερο κόστος μεταφοράς). 6. Ποια κόστη συνιστούν το συνολικό κόστος μεταφοράς ισχύος; [17] Το κόστος μεταφοράς αποτελεί τη συνισταμένη του κόστους εγκαταστάσεως, του κόστους απωλειών και του κόστους συντηρήσεως της γραμμής. 7. Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν την επιλογή της τάσεως μεταφοράς ισχύος; [17-18] Η επιλογή μιας τάσεως μεταφοράς αποτελεί κυρίως θέμα αντισταθμίσεως των αρχικών επενδύσεων στη γραμμή και το λοιπό εξοπλισμό από το κόστος λειτουργίας. Η παρενόχληση των τηλεπικοινωνιών αποτελεί επίσης παράγοντα, ο οποίος επηρεάζει την επιλογή της τάσεως μεταφοράς. [Μέχρις ορισμένου σημείου, η αύξηση της τάσεως έχει ως αποτέλεσμα μικρότερες απώλειες λειτουργίας για δεδομένο μέγεθος αγωγού, ή μικρότερο αγωγό για δεδομένες απώλειες. Όμως το κόστος του εξοπλισμού αυξάνει τόσο γρήγορα στις υψηλές τάσεις, ώστε να υπάρχει κάποια μέγιστη τιμή τάσεως, επάνω από την οποία γίνεται αντιοικονομική η μεταφορά με τα σημερινά δεδομένα.] 8. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα που παρέχει η ύπαρξη διασυνδετικού δικτύου μεταφοράς; [19] Παρέχει την δυνατότητα εντάξεως μεγαλύτερων και οικονομικότερων μονάδων παραγωγής στο σύστημα και μεταφοράς μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας από τους σταθμούς παραγωγής προς τα μείζονα κέντρα φορτίου. Επίσης παρέχει μειωμένη απαίτηση εφεδρείας κάθε μιας από τις διασυνδεμένες περιοχές ή συστήματα (με αλληλοκάλυψη), οικονομία ισχύος με εποχιακές ανταλλαγές ισχύος μεταξύ περιοχών ή συστημάτων, τα οποία έχουν διαφορετικές ανάγκες κατά τις διάφορες εποχές ή κατά τις διάρκεια του 24ωρου, και τη δυνατότητα αντιμετωπίσεως απρόβλεπτων ζητήσεων λόγω εκτάκτου ανάγκης. 9. Ποιες είναι οι βασικές απαιτήσεις από ένα σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας; [20] Το σύστημα μεταφοράς θα πρέπει να παρέχει σταθερή τάση (+-1%), και οι τάσεις των φάσεων να βρίσκονται σε ισορροπία. Το κύμα της τάσεως πρέπει να έχει ημιτονοειδή μορφή και η συχνότητα να είναι σταθερή (+-0,03%). Η αποδοτικότητα θα πρέπει να πλησιάζει την τιμή, η οποία συνεπάγεται ελάχιστο ετήσιο κόστος μεταφοράς. Η επίδραση του συστήματος μεταφοράς στις εγκαταστάσεις άλλων κοινωφελών επιχειρήσεων, όπως των τηλεφωνικών, τηλεγραφικών ή ραδιοφωνικών, προκαλούμενη από ηλεκτρικές ή μαγνητικές παρεμβολές, θα πρέπει να περιορίζεται μεταξύ παραδεκτών ορίων. 10. Ποιες είναι οι συνέπειες της επίδρασης ενός συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας σε τηλεπικοινωνιακά συστήματα; [21] [Μια επίδραση από γειτονικό σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας σε τηλεπικοινωνιακό συνεπάγεται την εμφάνιση μιας τάσεων ή ενός ρεύματος, το οποίο αποτελεί για το σύστημα αυτό πολύ μεγαλύτερο ποσοστό της κανονικής τάσεως ή του ρεύματός του, παρ ότι αποτελούσε για οποιοδήποτε άλλο ΣΗΕ.] Εάν η επίδραση οφείλεται στις τάσεις και τα ρεύματα βιομηχανικής συχνότητας τον μεγαλύτερο κίνδυνο διατρέχει ο εξοπλισμός και η ανθρώπινη ζωή. Εάν η επίδραση οφείλεται σε αρμονικές υψηλών συχνοτήτων, η δυσάρεστη συνέπεια έγκειται συνήθως στην επικάλυψη συχνοτήτων τηλεπικοινωνιών και αρμονικών, με αποτέλεσμα τη δημιουργία «θορύβου» στο σύστημα των τηλεπικοινωνιών. 11. Ποιοι είναι οι τρεις βασικοί παράγοντες που συνιστούν την ποιότητα παροχής ηλεκτρικής ενέργειας; [20] Οι τρεις βασικοί παράγοντες που συνιστούν την ποιότητα παροχής ηλεκτρικής ενέργειας είναι: (i)οικονομία, (ii)ασφάλεια, και (iii)επάρκεια. IV. Φυσικά στοιχεία γραμμών μεταφοράς (Κεφ. 2 ο ) [39] 1. Πού και γιατί χρησιμοποιούνται οι υπόγειες και όχι οι εναέριες γραμμές μεταφοράς; [23-24] Οι υπόγειες γραμμές είναι πολύ δαπανηρότερες από τις εναέριες, και για τούτο χρησιμοποιούνται μόνο μέσα στις πόλεις, όπου η αξία της γης είναι υψηλή ή όπου άλλοι ειδικοί λόγοι, όπως οι αισθητικοί, δικαιολογούν υπόγεια εγκατάσταση

9 2. Το κόστος κατασκευής ανά km μήκους εναερίου γραμμής είναι υψηλότερο ή χαμηλότερο του κόστους υπογείου γραμμής της αυτής τάσεως και της αυτής ικανότητας μεταφοράς; [44,45] Το κόστος των υπόγειων γραμμών είναι πολλαπλάσιο του κόστους των εναέριων, λόγω υψηλού κόστους μονώσεως των καλωδίων και κατασκευής της γραμμής. [Δικαιολογείται μόνο όταν σημαντικοί λόγοι αισθητικής του περιβάλλοντος, ή λόγοι ασφάλειας ή δυσχέρειες στην εξεύρεση ζωνών διελεύσεως καθιστούν ανεπιθύμητη ή και ανέφικτη την μεταφορά με εναέριες γραμμές.] 3. Γιατί οι εναέριες γραμμές μέσης τάσεως έχουν 3 αγωγούς και οι εναέριες γραμμές χαμηλής τάσεως 5 αγωγούς; Στις γραμμές Μ.Τ. οδεύουν μόνον οι αγωγοί των τριών (3) φάσεων, ενώ στην Χ.Τ. οδεύει παράλληλα με τις τρεις (3) φάσεις ο ουδέτερος (1) και ο αγωγός δημοτικού φωτισμού (1). 4. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των ξύλινων φορέων; [25] Οι ξύλινοι φορείς έχουν το πλεονέκτημα του μικρότερου κόστους, και της μονωτικής ικανότητας που παρέχει το ξύλο για αύξηση της μονώσεως της γραμμής. Πολλές φορές όμως η συντήρηση και αντικατάστασή τους είναι δαπανηρότερες, λόγω του ότι το ξύλο έχει μικρότερη διάρκεια ζωής. 5. Τι εξασφαλίζει η ανεξαρτησία ζώνης και πυλώνων των κυκλωμάτων μεταφοράς; [26] Μεγαλύτερη αξιοπιστία μεταφοράς επιτυγχάνεται όταν κάθε κύκλωμα αποτελεί ξεχωριστή και ανεξάρτητη γραμμή, οι δε ζώνες διέλευσης των διαφόρων γραμμών χωρίζονται μεταξύ τους με σημαντική απόσταση κατά το μεγαλύτερο μέρος της διαδρομής. Με αυτόν τον τρόπο μειώνεται η πιθανότητα ταυτόχρονης βλάβης και στα δύο κυκλώματα μεταφοράς. 6. Ποια είδη πυλώνων γνωρίζετε; [26,31] Εκτός από τους ξύλινους φορείς (τύπου Η, Τ, και Ι ), και τους φορείς από οπλισμένο σκυρόδεμα, εκεί όπου απαιτείται μεγάλη αντοχή και διάρκεια ζωής χρησιμοποιούνται χαλύβδινοι πυλώνες οι οποίοι καλούνται και πύργοι. -Υπάρχουν οι πυλώνες (αλύσεων μονωτήρων) ευθυγραμμίας, οι πυλώνες τομής, τέρματος και γωνίας. 7. Τι υφής προβλήματα έχει να αντιμετωπίσει ο σχεδιαστής πυλώνων; [32] Το πρόβλημα της σχεδιάσεως των πυλώνων είναι κυρίως μηχανικό και οικονομικό, από τη στιγμή κατά την οποία είναι δεδομένα ο αριθμός των αγωγών, το μέγεθός τους, και οι επιβαλλόμενες από ηλεκτρικής απόψεως αποστάσεις μεταξύ αγωγών και μεταξύ αγωγών και γης. 8. Τι είναι βέλος αγωγών γραμμής μεταφοράς; [33] Βέλος των αγωγών είναι η κατακόρυφη απόσταση (διαφορά ύψους) ανάμεσα στα σημεία στήριξης και στο ελάχιστο ύψος από το έδαφος. 9. Ποια είναι τα αίτια μεταβολής του βέλους αγωγών; [33] Το ύψος των αγωγών πάνω από το έδαφος μεταβάλλεται σημαντικά με τη θερμοκρασία τους, δεδομένου ότι μικρή μεταβολή του μήκους των αγωγών προκαλεί μεγάλη σχετικά μεταβολή του βέλους τους. Επίσης το βέλος μεταβάλλεται και λόγω βαριάς επιφόρτισης των αγωγών οφειλόμενη στην επικάθιση πάγου. 10. Ποιες τάσεις χρησιμοποιούνται στην Ελλάδα για τη χαμηλή, μέση και υψηλή τάση; X.T.: 0,4kV M.T.: 6,6kV, 15kV, 20kV, 22kV Y.T.: 66kV, 150kV, 400kV 11. Ποια είναι η τάση του δικτύου χαμηλής τάσεως και ποια του δικτύου μέσης τάσεως στην Ξάνθη; X.T.: 400V (πολική) και 240V (φασική). M.T.: 20kV όπως και στα περισσότερα μέρη της Ελλάδας. 12. Πόσους επί μέρους αγωγούς συμπεριλαμβάνει η κάθε φάση του δικτύου 400 kv στην Ελλάδα; Ποιος είναι ο αντίστοιχος αριθμός για το δίκτυο 150 kv; [44] Η γραμμή 400kV συμπεριλαμβάνει δύο (2) αγωγούς ανά φάση, [ο καθένας διατομής 954MCM,] ενώ η γραμμή 150kV χρησιμοποιεί απλούς αγωγούς (ένας (1) αγωγός ανά φάση). 13. Ποιες τάσεις άνω των 100 kv χρησιμοποιούνται στην Ελλάδα; 150kV και 400kV, για τη μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις

10 14. Σε τι χρησιμεύουν οι αγωγοί γης των εναερίων γραμμών μεταφοράς; [34] [Οι αγωγοί γης, οι οποίοι δεν διαρρέονται από ρεύμα υπό κανονικές συνθήκες, είναι συνήθως χαλύβδινοι και αποτελούνται από συνεστραμμένους κλώνους.] Είναι εγκατεστημένοι υψηλότερα από τους αγωγούς των φάσεων, για να τους προστατεύουν από άμεσα κεραυνικά πλήγματα, αποτελώντας έτσι πολύ αποτελεσματικό μέσο αποφυγής των διακοπών λειτουργίας της γραμμής λόγω κεραυνών. 15. Ποια είναι τα υλικά κατασκευής των μονωτήρων; [34] Οι μονωτήρες αναρτήσεως είναι κατασκευασμένοι από πορσελάνη ή γυαλί. 16. Ποια είναι τα είδη μονωτήρων; [34] Στις γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας δύο κύριοι τύποι μονωτήρων χρησιμοποιούνται. Οι μονωτήρες στηρίξεως ή τύπου στελέχους και οι μονωτήρες αναρτήσεως ή δισκοειδείς. [Επίσης υπάρχουν οι μονωτήρες τύπου ομίχλης, που χρησιμοποιούνται σε περιοχές με μεγάλη ρύπανση.] 17. Ποιο είναι το κριτήριο για την σχεδίαση των μονωτήρων; [38,39] Είναι βασική απαίτηση της σχεδιάσεως των μονωτήρων, σε περίπτωση ηλεκτρικής διασπάσεώς τους, να γίνεται η διάσπαση υπό μορφή εξωτερικής υπερπηδήσεως της επιφάνειάς τους, παρά υπό μορφή εσωτερικής διατρήσεως της πορσελάνης ή του γυαλιού, επειδή μια διάτρηση αχρηστεύει σχεδόν πάντοτε ένα μονωτήρα. 18. Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν την τάση υπερπηδήσεως μονωτήρα; [39] Η τάση υπερπηδήσεως ενός μονωτήρα επηρεάζεται από τη γεωμετρική μορφή του, το υλικό της επιφάνειάς του, την ρύπανση της επιφάνειάς του, την υγρασία της, και κατά ορισμένο ποσοστό από τη μορφή και το υλικό των παρακειμένων αντικειμένων. 19. Τι είναι το μήκος ερπυσμού; Το μήκος της επιφανειακής διαδρομής του ηλεκτρικού τόξου κατά μήκος της αλύσεως μονωτήρων μεταξύ άνω και κάτω επαφών της (μεταξύ αγωγού και πύργου). 20. Που και γιατί χρησιμοποιούνται οι μονωτήρες τύπου ομίχλης; [39,40] Σε περιοχές υποκείμενες σε έντονους σχηματισμούς ομίχλης ή ψεκασμούς άλατος από τη θάλασσα, χρησιμοποιούνται ειδικοί μονωτήρες, οι οποίοι ονομάζονται τύπου ομίχλης, και η τάση υπερπηδήσεώς τους επηρεάζεται λιγότερο από την ρύπανση της επιφάνειάς τους. Επίσης χρησιμοποιούνται στις οδεύσεις παράλληλα προς τη θάλασσα ή διερχόμενες διά μέσου βιομηχανικών περιοχών με μεγάλη ρύπανση του αέρα. 21. Ποια είναι τα υλικά κατασκευής των αγωγών των εναερίων γραμμών; [40] Τα κύρια υλικά των αγωγών των εναερίων γραμμών είναι ο χαλκός (Cu) και το αλουμίνιο (Al). 22. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του Αl έναντι του Cu ως υλικού των αγωγών των εναερίων δικτύων; [40] Ο χαλκός έχει υψηλή αγωγιμότητα και, όταν είναι σκληρής ολκήσεως, εμφανίζει μεγάλη μηχανική αντοχή. Βασικό τεχνικό μειονέκτημά του είναι το βάρος του. Το αλουμίνιο είναι κατώτερο του χαλκού σε αγωγιμότητα και αντοχή, αλλά είναι πολύ ελαφρότερο από το χαλκό και συνδυασμένο με χάλυβα για απόκτηση της απαιτούμενης μηχανικής αντοχής είναι δυνατόν να συναγωνισθεί αποτελεσματικά το χαλκό. 23. Τι είναι οι αγωγοί ACSR; [41] Ο χρησιμοποιούμενος ευρύτατα «αγωγός αλουμινίου με ενίσχυση χάλυβα» (ACSR), στο κέντρο έχει τους κλώνους από χάλυβα, και επάνω από αυτούς τους κλώνους του αλουμίνιου. 24. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα των αγωγών από κράματα Al έναντι των αγωγών Al και ACSR; [42] [Οι αγωγοί αυτοί έχουν αυξημένη μηχανική αντοχή ώστε να ικανοποιούν τις μηχανικές απαιτήσεις των γραμμών χωρίς ενίσχυση από χάλυβα,ενώ διατηρούν αγωγιμότητα παραπλήσια με εκείνη του χαλκού.] Πλεονεκτήματα των αγωγών από κράματα αλουμίνιου είναι η ομοιογένεια του υλικού τους, λόγω της οποίας αποφεύγονται και ορισμένα προβλήματα ηλεκτρολυτικής διαβρώσεως (τα οποία εμφανίζει πολλές φορές η συνύπαρξη δύο διαφορετικών μετάλλων, όπως το αλουμίνιο και ο χάλυβας στους αγωγούς ACSR). Επίσης λόγω της ομοιογένειας απλουστεύονται οι συνδέσεις και οι τερματισμοί

11 25. Τι είναι το φαινόμενο "corona" και πως γίνεται αντιληπτό; [42] Υπό τις υψηλές τάσεις λειτουργίας των γραμμών μεταφοράς η ένταση του ηλεκτροστατικού πεδίου πάνω στην επιφάνεια του αγωγού είναι ισχυρή και είναι σε θέση να προκαλέσει διάσπαση του αέρα γύρω από αυτόν. Η διάσπαση αυτή, η οποία είναι γνωστή ως εκκένωση corona συνοδεύεται από θόρυβο, ο οποίος μοιάζει με τριγμό ή και περισσότερο ομαλό και συνεχή και ο οποίος είναι αισθητός πολλές φορές κοντά στις γραμμές μεταφοράς ή υποσταθμούς υψηλής τάσεως. 26. Ποιες είναι οι συνέπειες του φαινομένου "corona"; [43] Η εκκένωση corona έχει ως αποτέλεσμα μια κατηγορία απωλειών ενέργειας και αποτελεί πηγή ταλαντώσεων υψηλής συχνότητας, οι οποίες παρενοχλούν παρακείμενες εγκαταστάσεις ή συσκευές τηλεπικοινωνιών και ιδιαίτερα τις ραδιοφωνικές. 27. Πως αντιμετωπίζεται το φαινόμενο "corona"; [43] Ο πιο αποτελεσματικός τρόπος μειώσεως της εντάσεως του ηλεκτρικού πεδίου, προς μείωση του φαινομένου corona είναι η αύξηση της ακτίνας καμπυλότητας όλων των εκτεθειμένων αγώγιμων επιφανειών, δεδομένου ότι για ορισμένη τάση το πεδίο εξαρτάται σημαντικά από τη γεωμετρία των αγωγών. Για υψηλές τάσεις (π.χ.400kv) εφαρμόζεται η τεχνική των πολλαπλών αγωγών ανά φάση. 28. Ποιες είναι οι ζώνες διέλευσης των υπογείων γραμμών μεταφοράς; [45] Οι υπόγειες γραμμές εγκαθίστανται είτε κάτω από πεζοδρόμια, είτε κάτω από τα καταστρώματα των οδών. [Στις ελληνικές πόλεις εφαρμόζεται κατά κανόνα η πρώτη από τις ανωτέρω τεχνικές στις περιπτώσεις διαμορφωμένων οδών, στις οποίες υπάρχει επαρκής χώρος κάτω από τα πεζοδρόμια, τον οποίο μοιράζονται με τα υπόγεια δίκτυα άλλων κοινωφελών επιχειρήσεων.] 29. Ποια είναι τα συνήθη μονωτικά υλικά των υπογείων καλωδίων; [48] Η μόνωση περιβάλλει τους αγωγούς με ορισμένο πάχος μονωτικού υλικού, το οποίο είναι συνήθως μονωτικό χαρτί εμποτισμένο με μονωτικό λάδι, ελαστικό, συνθετική ουσία ή ύφασμα εμποτισμένο με βερνίκι. Επίσης χρησιμοποιούνται συνθετικά υλικά όπως το PVC, το πολυαιθυλένιο και το συνθετικό καουτσούκ. 30. Ποια υλικά χρησιμοποιούνται στους αγωγούς των υπογείων καλωδίων; [58-59] Στα καλώδια χρησιμοποιούνται διαφόρων ειδών αγωγοί, με βασικά υλικά το χαλκό και το αλουμίνιο. 31. Πλεονεκτεί ή μειονεκτεί το Al έναντι του Cu στα υπόγεια καλώδια και που; [59] Το μικρό βάρος του αλουμινίου δεν προσφέρει τόσα πλεονεκτήματα για τα καλώδια, όσα για τις εναέριες γραμμές, όπου οι αγωγοί καταπονούνται μηχανικά από το ίδιο βάρος τους. Εξάλλου η μεγαλύτερη διάμετρος του αλουμινίου έναντι του χαλκού, για την αυτή αγωγιμότητα, δεν είναι και τόσο απαραίτητη από απόψεως corona, και συνεπάγεται μεγαλύτερο κόστος μονώσεως, μανδύα, εξωτερικού περιβλήματος, όπως και μεγαλύτερη συνολική διάμετρο καλωδίου. Παρ όλα αυτά, λόγω των γνωστών οικονομικών και εμπορικών πλεονεκτημάτων του έναντι του χαλκού, το αλουμίνιο χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο στα καλώδια. 32. Τι είναι τα μονοπολικά και τι τα πολυπολικά καλώδια; [50] Τα καλώδια υψηλής τάσης είναι συνήθως μονοπολικά (μία φάση ανά καλώδιο) ενώ τα πολυπολικά χρησιμοποιούνται στις χαμηλότερες τάσεις. Στη μέση τάση χρησιμοποιούνται τριπολικά, ενώ στη χαμηλή τετραπολικά καλώδια, τα οποία έχουν ανεξάρτητη μόνωση και μανδύα ανά αγωγό, αλλά βρίσκονται υπό κοινό οπλισμό ή εξωτερικό περίβλημα. 33. Που χρησιμοποιούνται κυρίως τα μονοπολικά και που τα πολυπολικά καλώδια; [49] Τα μονοπολικά κυρίως στις υψηλές τάσεις, ενώ τα πολυπολικά στις χαμηλότερες (τριπολικά στη μέση τάση, και τετραπολικά στη χαμηλή). 34. Τι εξυπηρετούν τα δοχεία λαδιού στα καλώδια εσωτερικής πιέσεως λαδιού; [52-53] Τα δοχεία λαδιού στα καλώδια εσωτερικής πιέσεως του λαδιού επικοινωνούν με το λάδι του καλωδίου και δέχονται ή στέλνουν λάδι ανάλογα με την θέρμανση των καλωδίων, έτσι ώστε παραμένει σταθερή η πίεση του λαδιού στα καλώδια. Μ αυτόν τον τρόπο αποφεύγονται τα κενά στην μόνωση και το καλώδιο διατηρεί την αρχική μονωτική του ικανότητα

12 35. Ποιο είναι το κύριο χαρακτηριστικό των κρυογενικών ή υπεραγωγίμων καλωδίων; [56] Στα κρυογενικά ή υπεραγώγιμα καλώδια, η θερμοκρασία του αγωγού διατηρείται σε πολύ χαμηλές τιμές με υγρό άζωτο ή ήλιο, με αποτέλεσμα η ωμική αντίστασή τους να είναι αμελητέα και να έχουν, λόγω μηδαμινών απωλειών, πολλαπλάσια ικανότητα φορτίσεως από εκείνη των συμβατικών καλωδίων, μετρούμενη σε χιλιάδες MVA υπό υπερυψηλές τάσεις. 36. Τι είναι ακροκιβώτιο; [61-62] Οι συσκευές που συνδέουν τους τερματισμούς των υπόγειων καλωδίων με εναέρια γραμμή ή με ζυγούς ή με άλλες συσκευές που βρίσκονται στην επιφάνεια. 37. Τι είναι σύνδεσμος καλωδίων; [63] Οι σύνδεσμοι επιτυγχάνουν τη συνέχεια της μονώσεως του καλωδίου στα σημεία που δύο κομμάτια μιας γραμμής συνδέονται. 38. Τι είναι το "επιδερμικό φαινόμενο"; [60] Στους αγωγούς εναλλασσόμενου ρεύματος το ρεύμα δεν κατανέμεται ομοιόμορφα σε όλη την διατομή, αλλά η πυκνότητά του είναι μικρότερη στα κεντρικότερα στρώματα, με αποτέλεσμα αυξημένη φαινόμενη ωμική αντίσταση αγωγού. Η ανομοιομορφία αυτή γίνεται εντονότερη όσο αυξάνει η συχνότητα του ρεύματος. 39. Τι συνέπειες έχει το "επιδερμικό φαινόμενο" στο δίκτυο και πως αντιμετωπίζονται; [60] Το επιδερμικό φαινόμενο έχει ως συνέπεια επιπλέον απώλειες λόγω της αυξημένης ωμικής αντίστασης που προκαλεί. Η δακτυλιοειδής μορφή διατομής δίνει καλλίτερη κατανομή ρεύματος και επομένως μικρότερη αντίσταση για ορισμένη διατομή χαλκού ή αλουμινίου. Για το λόγο αυτό υπάρχουν και καλώδια με αγωγούς δακτυλιοειδούς διατομής, χωρίς να είναι απαραίτητη η χρησιμοποίηση της κοιλότητας στο κέντρο του αγωγού, στη θέση της οποίας βρίσκεται ένα σχοινί. Αντιμετώπιση του επιδερμικού φαινομένου είναι επίσης δυνατόν να γίνει και με αντιμετάθεση των κλώνων στο εσωτερικό του αγωγού, ώστε κάθε κλώνος να καταλαμβάνει κατά μήκος του αγωγού τόσο εξωτερικές, όσο και εσωτερικές θέσεις. V. Ηλεκτρικά χαρακτηριστικά τριφασικών κυκλωμάτων γραμμών μεταφοράς (Κεφ. 3 ο ) [21] 1. Ποιες είναι οι παράμετροι μιας γραμμής μεταφοράς; [67] Είναι κατά σειρά σπουδαιότητας: Αυτεπαγωγή της γραμμής, εκφραζόμενη σε henry ανά μέτρο μήκους, Εγκάρσια χωρητικότητα της γραμμής, εκφραζόμενη σε farad ανά μέτρο μήκους, Ωμική αντίσταση της γραμμής, εκφραζόμενη σε ohm ανά μέτρο μήκους, και Εγκάρσια αγωγιμότητα της γραμμής, εκφραζόμενη σε mho ανά μέτρο μήκους. [Οι παράμετροι αυτοί καλούνται και σταθερές της γραμμής.] 2. Που οφείλονται οι απώλειες (απώλειες ενεργού ισχύος) στις εναέριες γραμμές; [??] Οι απώλειες ενεργού ισχύος στις εναέριες γραμμές οφείλονται κατά κύριο λόγο στην ωμική αντίσταση της γραμμής, [η οποία εξαρτάται από το υλικό και τη θερμοκρασία του αγωγού.] 3. Τι εκφράζει η ωμική αντίσταση γραμμής μεταφοράς; [67-68] Εκφράζει την αντίσταση που παρουσιάζουν οι αγωγοί της στη διέλευση του εναλλασσόμενου ρεύματος. 4. Τι εκφράζει η επαγωγική αντίδραση γραμμής μεταφοράς; [68] Η επαγωγική αντίδραση της γραμμής μεταφοράς εκφράζει τη σχέση μεταξύ της πεπλεγμένης ροής και του ρεύματος. 5. Τι εκφράζει η χωρητικότητα γραμμής μεταφοράς; [68] Κάθε αγωγός είναι, υπό κανονικές συνθήκες, μεμονωμένος από κάθε άλλο αγωγό, όπως και από τους φορείς της γραμμής μέσω αέρα ή μονωτήρων και ο συνδυασμός αυτός των μονώσεων σχηματίζει ένα πυκνωτή, χωρητικότητας C

13 6. Η χωρητικότητα είναι σημαντική στις εναέριες γραμμές ή στα υπόγεια καλώδια; [68] [Στις εναέριες γραμμές η επιφάνεια των αγωγών είναι μικρή σε σύγκριση με το χώρο μεταξύ αγωγών και συνεπώς η χωρητικότητά τους είναι μικρή, εκτός εάν η γραμμή είναι σχετικά μεγάλη.] Γενικά για γραμμές μικρότερες των 30χιλιομέτρων η επίδραση της χωρητικότητας είναι αμελητέα, και μόνο για γραμμές μεγαλύτερες των 150χιλιομέτρων η επίδραση αυτή είναι πολύ σημαντική. Στα υπόγεια καλώδια εντούτοις ο χώρος είναι πολύ μικρότερος και το διηλεκτρικό είναι χαρτί, λάδι ή συνθετικό υλικό μεγαλύτερης διηλεκτρικής σταθεράς από τον αέρα. Ως εκ τούτου η χωρητικότητα είναι πολύ αυξημένη και η επίδρασή της σημαντική ακόμη και για μικρά μήκη καλωδίου. 7. Το επιδερμικό φαινόμενο προκαλεί αύξηση ή μείωση της ωμικής αντίστασης και γιατί; [73] Η ωμική αντίσταση αυξάνει με την αύξηση της συχνότητας. Σε υψηλές συχνότητες, το επιδερμικό φαινόμενο είναι έντονο, γιατί όλο σχεδόν το ρεύμα συγκεντρώνεται στην επιφάνεια του αγωγού, κι έτσι η ωμική αντίσταση είναι μέχρι 20 φορές μεγαλύτερη από την αντίσταση Σ.Ρ. 8. Τι είναι το βάθος διεισδύσεως ενός κυλινδρικού αγωγού και ποια μεγέθη το καθορίζουν; [74] Μια προσεγγιστική μέθοδος εκτιμήσεως του επιδερμικού φαινομένου είναι εκείνη, με την οποία υπολογίζεται το λεγόμενο βάθος διεισδύσεως, δ, το οποίο παριστάνει το πάχος τοιχώματος σωληνωτού αγωγού (ίσης εξωτερικής διαμέτρου με του πραγματικού αγωγού) του οποίου η αντίσταση ΣΡ θα ήταν περίπου ίση με την αντίσταση ΕΡ του πραγματικού αγωγού. Καθορίζεται από την ακτίνα του πραγματικού αγωγού, την αντίσταση ΣΡ του αγωγού, και τη συχνότητα του ρεύματος. 9. Τι είναι το φαινόμενο γειτνίασης; [74] Η κατανομή του ρεύματος στο εσωτερικό του αγωγού επηρεάζεται από τα μεταβαλλόμενα μαγνητικά πεδία, τα οποία προκαλούνται από ρεύματα γειτονικών αγωγών. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα μερικές επιπλέον απώλειες και αύξηση της αντιστάσεως, αλλά η επίδραση είναι αμελητέα, εκτός αν οι αγωγοί είναι πολύ κοντά ή η συχνότητα πολύ μεγάλη. [Το φαινόμενο αυτό είναι γνωστό σαν φαινόμενο γειτνιάσεως.] 10. Τα σχήματα 1 και 2 δείχνουν τη διάταξη αγωγών τριφασικών γραμμών. Ποια διάταξη παρουσιάζει τη μεγαλύτερη χωρητικότητα προς ουδέτερο και γιατί; Ποια διάταξη παρουσιάζει τη μεγαλύτερη επαγωγική αντίδραση ανά μονάδα μήκους και γιατί; Η χωρητικότητα είναι αντιστρόφως ανάλογη του λογαρίθμου του λόγου της απόστασης μεταξύ αγωγών προς την (ισοδύναμη) ακτίνα τους, ενώ η επαγωγική αντίδραση είναι ανάλογη του ίδιου λογαρίθμου. Έτσι, μεγαλύτερη χωρητικότητα θα έχει η διάταξη Α, και μεγαλύτερη επαγωγική αντίδραση η διάταξη Β, επειδή αυτή έχει το μεγαλύτερο λόγο απόστασης/ακτίνας. 11(10). Τα σχήματα 1 και 2 δείχνουν τη διάταξη αγωγών τριφασικών γραμμών. Ποια διάταξη παρουσιάζει τη μεγαλύτερη χωρητικότητα προς ουδέτερο και γιατί; Ποια διάταξη παρουσιάζει τη μεγαλύτερη επαγωγική αντίδραση ανά μονάδα μήκους και γιατί; Η χωρητικότητα είναι αντιστρόφως ανάλογη του λογαρίθμου του λόγου της απόστασης μεταξύ αγωγών προς την (ισοδύναμη) ακτίνα τους, ενώ η επαγωγική αντίδραση είναι ανάλογη του ίδιου λογαρίθμου. Έτσι, μεγαλύτερη χωρητικότητα θα έχει η διάταξη Α, και μεγαλύτερη επαγωγική αντίδραση η διάταξη Β, επειδή αυτή έχει το μεγαλύτερο λόγο απόστασης/ακτίνας. 11. Επειδή η επαγωγική αντίδραση της γραμμής τροφοδοτήσεως του οργάνου υπεισέρχεται στο σφάλμα μετρήσεως του σχήματος α) προτείνεται η απομάκρυνση των αγωγών, ώστε να περιορισθεί η αλληλεπίδραση μεταξύ τους και συνεπώς και το σφάλμα μετρήσεως. Είναι σωστή ή όχι η σκέψη αυτή και γιατί; Δεν είναι σωστό να απομακρύνουμε τους αγωγούς μεταξύ τους για να μειώσουμε το σφάλμα της μέτρησης που οφείλεται στην επαγωγική αντίδραση, γιατί όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση των αγωγών μεταξύ τους, τόσο μεγαλύτερη είναι η αυτεπαγωγή που δημιουργείται αρα και μεγαλύτερη η επαγωγική αντίδραση. 12. Δύο γραμμές μεταφοράς ευρίσκονται πάνω στους ίδιους πυλώνες, όπως φαίνεται στο σχήμα. Η επαγωγική αντίδραση της μιας γραμμής επηρεάζεται σημαντικά από την άλλη γραμμή; Η επαγωγική αντίδραση της μιας γραμμής δεν επηρεάζεται σημαντικά από την άλλη γραμμή (την επηρεάζει ελάχιστα), γιατί η απόσταση μεταξύ τους είναι σχετικά μεγάλη

14 13. Τα καλώδια ή οι εναέριες γραμμές παρουσιάζουν μεγαλύτερη επαγωγική αντίδραση και γιατί; Οι εναέριες γραμμές, επειδή έχουν μεγαλύτερες αποστάσεις μεταξύ τους, και η επαγωγική αντίδραση είναι ανάλογη (του λογαρίθμου) της απόστασης μεταξύ αγωγών (προς την ακτίνα τους). 14. Πως επηρεάζουν τα σύρματα γης την αυτεπαγωγή των αγωγών φάσεων γραμμής; [114] Έχουμε μείωση της αυτεπαγωγής των αγωγών, και είναι τόσο μεγαλύτερη όσο μικρότερη είναι η αυτεπαγωγή του σύρματος και όσο μεγαλύτερη η αλληλεπαγωγή του προς τους αγωγούς. 15. Πως επηρεάζουν τα σύρματα γης τις χωρητικότητες των αγωγών της γραμμής; [122] Τα σύρματα γης αυξάνουν τη χωρητικότητα των αγωγών της γραμμής. 16. Να σχεδιασθεί μία αντιμετατιθεμένη τριφασική γραμμή. [85] 17. Σε τι εξυπηρετεί η αντιμετάθεση των φάσεων γραμμής μεταφοράς; [84] Η αντιμετάθεση έχει σαν αποτέλεσμα την ίδια μέση αυτεπαγωγή και χωρητικότητα κάθε αγωγού στο μήκος ενός πλήρους κύκλου εναλλαγών. Εξυπηρετεί στην αντιμετώπιση της ασυμμετρίας των γραμμών, που προκύπτει όταν οι σταθερές δεν είναι ίδιες σε κάθε φάση. 18. Τι είναι ρεύμα φορτίσεως γραμμής μεταφοράς; [100] Το ρεύμα, το οποίο προκαλείται από την εναλλασσόμενη φόρτιση και εκφόρτιση της γραμμής, την οφειλόμενη σε μια εναλλασσόμενη τάση, [καλείται ρεύμα φορτίσεως της γραμμής, ή χωρητικό ρεύμα της γραμμής.] 19. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα χρησιμοποίησης πολλαπλών αγωγών; [132] Οι επιμέρους αγωγοί μιας δέσμης έχουν μικρότερη διατομή από την ισοδύναμη διατομή ενός μοναδικού αγωγού με αποτέλεσμα ευχερέστερους χειρισμούς και εγκατάστασή τους. Λόγω αλληλεπιδράσεως των ηλεκτρικών πεδίων, η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στην επιφάνεια κάθε αγωγού είναι σημαντικά μειωμένη και συνεπώς και οι εκκενώσεις Corona και οι τηλεπικοινωνιακές παρενοχλήσεις είναι αντίστοιχα μειωμένες σε σύγκριση με την περίπτωση ενός ισοδύναμου αγωγού ανά φάση. Οι πολλαπλοί αγωγοί μειώνουν επίσης την επαγωγική αντίδραση ανά φάση, βελτιώνοντας έτσι τη συμπεριφορά της γραμμής. [Τα πλεονεκτήματα αυτά συντέλεσαν στην καθιέρωση των πολλαπλών αγωγών στις γραμμές μεταφοράς υπερυψηλής τάσεως.] 20. Οι γραμμές με πολλαπλούς αγωγούς έχουν μεγαλύτερη ή μικρότερη αυτεπαγωγή και χωρητικότητα σε σύγκριση με τις γραμμές με απλούς αγωγούς της ίδιας ικανότητας μεταφοράς και γιατί; [82,95,137,139] L α, C α : αυτεπαγωγή και χωρητικότητα απλού αγωγού. L π, C π : αυτεπαγωγή και χωρητικότητα πολλαπλού αγωγού. L α = ln(d ισ /r) => L α / L π = ln(r ισ /r) > 1 L π = ln(d ισ /r ισ ) άρα L α > L π C α =0,0556/ln(D ισ /r) => C α / C π = ln(d ισ /r) / ln(d ισ /r ισ ) = ln(r/r ισ ) < 1 C π =0,0556/ln(D ισ /r ισ ) άρα C α < C π 21. Για ποια τάση και τι είδους πολλαπλοί αγωγοί χρησιμοποιούνται στην Ελλάδα; [132] Οι γραμμές μεταφοράς 400kV του ελληνικού συστήματος έχουν δύο αγωγούς ανά φάση, με διάστημα 30cm μεταξύ των αγωγών κάθε φάσεως

15 VI. Εξισώσεις και ισοδύναμα κυκλώματα γραμμών (Κεφ. 4 ο ) [19] 1. Ποιες γραμμές θεωρούνται μικρού, Ποιες μεσαίου και Ποιες μεγάλου μήκους; [145] Όσον αφορά στη χωρητικότητα, εναέριες γραμμές μεταφοράς μήκους μέχρι 80 περίπου χιλιομέτρων θεωρούνται μικρές γραμμές. Γραμμές μέσου μήκους θεωρούνται οι γραμμές με μήκος μεταξύ 80 και 240 περίπου χιλιομέτρων. Γραμμές μήκους μεγαλύτερου από 240χιλιόμετρα θεωρούνται γραμμές μεγάλου μήκους και απαιτούν υπολογισμούς με κατανεμημένες παραμέτρους για την τήρηση παραδεκτής ακρίβειας αποτελεσμάτων. 2. Να σχεδιασθεί το ισοδύναμο κύκλωμα και να αναγραφεί το μέγεθος κάθε στοιχείου γραμμής 15 kv, μήκους 10 km με R' = 0,20 Ω/km και X'L = 0,40 Ω/km. [146] Έχουμε γραμμή μικρού μήκους, και το ισοδύναμο αποτελείται από τη γεννήτρια των 15 kv σε σειρά με τη σύνθετη αντίσταση της γραμμής και με το φορτίο. Η σύνθετη αντίσταση της γραμμής είναι: Z = R (ολ) + jx L(ολ) = R l+jx L l = 0,20 Ω/km 10km + j0,40 Ω/km 10km = 2Ω + j4ω [παραλείπεται η σχεδίαση, είναι ένα οβάλ σχήμα στην σελίδα 146 του βιβλίου] 3. Τι είναι διακύμανση τάσεως γραμμής μεταφοράς; [145-6] Διακύμανση τάσεως μιας γραμμής μεταφοράς είναι η εκατοστιαία διαφορά τάσεως του άκρου αφίξεως της γραμμής, σε κενή λειτουργία και με πλήρες φορτίο, υπό ορισμένο συντελεστή ισχύος και σταθερή τάση αναχωρήσεως, ανηγμένη στην τάση πλήρους φορτίου. 4. Για διατήρηση συγκεκριμένης τάσεως αφίξεως μεγαλύτερη τάση αναχωρήσεως απαιτείται για ωμικό η επαγωγικό φορτίο; [147] Για επαγωγικό φορτίο. 5. Για διατήρηση συγκεκριμένης τάσεως αφίξεως μεγαλύτερη τάση αναχωρήσεως απαιτείται για φορτίο με επαγωγικό η χωρητικό χαρακτήρα; [147] Με επαγωγικό χαρακτήρα. 6. Τι είναι συντελεστής ανακλάσεως τάσεως ρ; [156] Ο λόγος της ανακλώμενης τάσεως προς την προσπίπτουσα τάση στο πέρας της γραμμής [είναι γνωστός ως συντελεστής ανακλάσεως τάσεως, και συμβολίζεται με ρ.] 7. Ποια καλείται επίπεδη ή άπειρη γραμμή; [157] [Εάν μια γραμμή τερματίζει στη χαρακτηριστική της αντίσταση Ζ c, ο συντελεστής ανακλάσεως μηδενίζεται και συνεπώς δεν υπάρχει ανακλώμενο κύμα, είτε τάσεως ή εντάσεως.] Μια γραμμή, η οποία τερματίζει στη χαρακτηριστική της αντίσταση ονομάζεται επίπεδη γραμμή, ή άπειρη γραμμή. 8. Τι είναι η φυσική ισχύς μιας γραμμής; [157] Η φόρτιση κρουστικής αντιστάσεως καλείται και φυσική ισχύς, της γραμμής. [Όταν η γραμμή φορτίζεται με την φυσική ισχύ της, οι άεργες απώλειες της γραμμής εξουδετερώνονται, δηλ. οι επαγωγικές απώλειες εξισώνονται με την παραγόμενη από τη γραμμή χωρητική ισχύ.] 9. Η φυσική ισχύς γραμμών με πολλαπλούς αγωγούς είναι μεγαλύτερη ή μικρότερη από την φυσική ισχύ γραμμών της αυτής ικανότητας μεταφοράς με απλούς αγωγούς και γιατί; [] Είναι μεγαλύτερη, γιατί δεδομένης μεγαλύτερης χωρητικότητας της γραμμής, χρειάζεται μεγαλύτερη φαινόμενη ισχύς φορτίου για να την αντισταθμίσει με την επαγωγική ισχύ του. *(με κάθε επιφύλαξη) 10. Πόση είναι η συνήθης ηλεκτρική γωνία των γραμμών μεταφοράς ανά μονάδα μήκους για f=50 Ηz; [159] Για f=50hz, οπότε, λ=6000km περίπου, η ηλεκτρική γωνία μιας γραμμής ανά μονάδα μήκους γίνεται, Δ=0,06 ο /km. 11. Ποια γραμμή χαρακτηρίζεται χωρίς απώλειες; [159] Σε μια γραμμή χωρίς απώλειες είναι R=G=0, [και Z=jX, Y=jB.] 12. Ποια γραμμή χαρακτηρίζεται χωρίς παραμόρφωση; [161] Στη γραμμή Heavyside, ή γραμμή χωρίς παραμόρφωση, ισχύει R/L=G/C

16 13. Τι είναι το φαινόμενο Ferranti; [174] Το χωρητικό ρεύμα ή ρεύμα φορτίσεως της γραμμής, ρέον δια μέσου της επαγωγικής αντιστάσεως, προκαλεί ανύψωση της τάσεως της γραμμής, η οποία μεγαλώνει με την απόσταση από την αναχώρηση και παίρνει τη μεγαλύτερη τιμή της στο πέρας της γραμμής. [Το φαινόμενο αυτό καλείται φαινόμενο Ferranti.] 14. Τι συνέπειες έχει το φαινόμενο Ferranti; [174] [Εάν στο άκρο αναχωρήσεως η τάση διατηρείται σε κανονική τιμή, στο πέρας της γραμμής είναι δυνατόν να ανυψωθεί σε μη κανονικές τιμές καθώς το φορτίο πλησιάζει στο μηδέν,] θέτοντας σε κίνδυνο τη μόνωση της γραμμής ή του εξοπλισμού ή προκαλώντας πολύ υψηλά ρεύματα μαγνητίσεως και απώλειες στους μετασχηματιστές (οι οποίοι συνδέονται πιθανόν με το άκρο αυτό της γραμμής). 15. Πως αντιμετωπίζεται το φαινόμενο Ferranti; [174] Συνήθη μέτρα, τα οποία λαμβάνονται για τη μείωση της τάσεως του τέρματος αφόρτιστης γραμμής είναι η σχετική μείωση της τάσεως αναχωρήσεως της γραμμής ή η επαγωγική αντιστάθμιση αυτής, δηλαδή η σύνδεση επαγωγικών πηγών ισχύος στο ανοικτό πέρας της γραμμής. 16. Τι σκοπό έχει η αντιστάθμιση μιας γραμμής μεταφοράς; [201] Η αντιστάθμιση μιας γραμμής μεταφορά έχει σκοπό την εξουδετέρωση της ανυψώσεως της τάσεως κατά μήκος της, λόγω αποτελέσματος Ferranti κατά την κενή κυρίως λειτουργία της γραμμής. 17. Τι επιτυγχάνεται με την χωρητική αντιστάθμιση σειράς γραμμής μεταφοράς; [203] [Η χωρητική αντιστάθμιση σειράς πραγματοποιείται με την παρεμβολή της χωρητικότητας ενός πυκνωτή εν σειρά προς τη γραμμή, με σκοπό τη] μείωση της επαγωγικής της αντιδράσεως, στην οποία οφείλεται κατά ένα μέρος η ανύψωση της τάσεως της γραμμής. 18. Τι επιτυγχάνεται με την εγκάρσια επαγωγική αντιστάθμιση γραμμής μεταφοράς; [204] [Η εγκάρσια αντιστάθμιση συνίσταται στη σύνδεση ενός επαγωγικού πηνίου παράλληλα προς τη γραμμή στο πέρας της με σκοπό τη] μερική ή πλήρη εξουδετέρωση του χωρητικού ρεύματος της γραμμής, το οποίο αποτελεί την άλλη αιτία της ανυψώσεως της τάσεως. 19. Πως μεταβάλλεται η ισχύς των καταναλωτών όταν μεταβάλλεται η τάση τροφοδοτήσεως; [σ] Οι περισσότεροι καταναλωτές μπορούν να μοντελοποιηθούν με τη συνολική σύνθετη αντίσταση που παρουσιάζουν στην πλευρά του δικτύου, με αποτέλεσμα το ρεύμα που τους διαρρέει να είναι ανάλογο της τάσης τροφοδοτήσεως. Έτσι η καταναλισκόμενη ισχύς των καταναλωτών καταλήγει να είναι ανάλογη του τετραγώνου της τάσης τροφοδοτήσεως, [και αυτός είναι ο λόγος που αυτή πρέπει να παραμένει σταθερή (σε πολύ στενά όρια, της τάξης του 5%). Μια σημαντική μεταβολή της τάσης τροφοδοτήσεως έχει πολύ σημαντικές συνέπειες στην ισχύ που θα απορροφήσουν οι καταναλωτές, με αποτέλεσμα να καούν ή να υπολειτουργούν.] VII. Μηχανικά χαρακτηριστικά γραμμών και υπολογισμός διατομής αγωγών (Κεφ. 6 ο ) [3] 1. Ποιες είναι οι βασικές απαιτήσεις της μηχανικής σχεδίασης γραμμών; [264] Οι βασικότερες απαιτήσεις της μηχανικής σχεδιάσεως των γραμμών αφορούν στις ελάχιστες αποστάσεις των αγωγών από το έδαφος και από γειτονικά κτίσματα και τη μηχανική αντοχή των αγωγών, των μονωτήρων και των φορέων. 2. Ποιες είναι οι μηχανικές δυνάμεις που καταπονούν τις εναέριες γραμμές στη μόνιμη κατάσταση λειτουργίας; [264] Οι μηχανικές δυνάμεις, οι οποίες καταπονούν τις γραμμές, είναι το βάρος των αγωγών, η δύναμη του ανέμου και πιθανώς το βάρος του πάγου, ο οποίος σχηματίζεται από το χιόνι. 3. Τι είναι βέλος γραμμής; [267] Βέλος της γραμμής καλείται η διαφορά ύψους ανάμεσα στο ψηλότερο σημείο στήριξης, και στο χαμηλότερο σημείο της «κοιλιάς» του αγωγού