Διπλωματική Εργασία του φοιτητή του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ:ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ Διπλωματική Εργασία του φοιτητή του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών ΚΡΑΤΗΜΕΝΟΥ ΙΩΑΝΝΗ ΤΟΥ ΣΩΤΗΡΙΟΥ Αριθμός Μητρώου: 6006 Θέμα «ΜΕΛΕΤΗ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ ΑΠΟ ΚΕΡΑΥΝΟΥΣ ΣΕ ΓΡΑΜΜΕΣ ΜΕΣΗΣ ΤΑΣΗΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΡΙΠΟΛΕΩΣ» Επιβλέπων ΕΛΕΥΘΕΡΙΑ ΠΥΡΓΙΩΤΗ Επίκουρη Καθηγήτρια Αριθμός Διπλωματικής Εργασίας: Πάτρα, Ιανουάριος

2 2

3 ΠΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ Πιστοποιείται ότι η Διπλωματική Εργασία με θέμα «ΜΕΛΕΤΗ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ ΑΠΟ ΚΕΡΑΥΝΟΥΣ ΣΕ ΓΡΑΜΜΕΣ ΜΕΣΗΣ ΤΑΣΗΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΡΙΠΟΛΕΩΣ» Του φοιτητή του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών ΚΡΑΤΗΜΕΝΟΥ ΙΩΑΝΝΗ ΤΟΥ ΣΩΤΗΡΙΟΥ Αριθμός Μητρώου:6006 Παρουσιάστηκε δημόσια και εξετάστηκε στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών στις.../../ Ο Επιβλέπων Ελευθερία Πυργιώτη Επίκουρη Καθηγήτρια Ο Διευθυντής του Τομέα Αντώνιος Αλεξανδρίδης Καθηγητής 3

4 4

5 Ευχαριστίες Θα ήθελα να ευχαριστήσω την επιβλέπουσα καθηγήτρια μου κυρία Πυργιώτη Ελευθερία για την εμπιστοσύνη και πλούσια βοήθεια που μου προσέφερε κατά τη διάρκεια εκπόνησης της παρούσας εργασίας, τον κύριο Ηλία Κούρο για την πολύτιμη βοήθεια όσο αναφορά τη συνεργασία μου με τη ΔΕΗ αφού χωρίς αυτήν θα ήταν αδύνατη η εκπόνηση αυτής της διπλωματικής εργασίας, καθώς και όλη την οικογένεια μου και τους φίλους μου για τη στήριξη και συμπαράσταση κατά τη διάρκεια των προπτυχιακών μου σπουδών. 5

6 6

7 Αριθμός Διπλωματικής Εργασίας: Θέμα: «ΜΕΛΕΤΗ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ ΑΠΟ ΚΕΡΑΥΝΟΥΣ ΣΕ ΓΡΑΜΜΕΣ ΜΕΣΗΣ ΤΑΣΗΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΡΙΠΟΛΕΩΣ» Φοιτητής: Κρατημένος Ιωάννης Επιβλέπων: Ελευθερία Πυργιώτη, Επίκουρη Καθηγήτρια Περίληψη Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η συμπεριφορά των γραμμών μέσης τάσης της ΔΕΗ και συγκεκριμένα των εναέριων γραμμών μέσης τάσης του δικτύου της ΔΕΗ σε κεραυνικά πλήγματα. Οι κεραυνοί συνιστούν ένα φυσικό φαινόμενο που σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να γίνει επικίνδυνο τόσο για την ασφάλεια των ανθρώπων όσο και την ασφάλεια των κτηρίων ή λοιπών εγκαταστάσεων. Οι εγκαταστάσεις της ΔΕΗ λοιπών και κυρίως οι γραμμές διανομής είναι ευάλωτες σε πλήγματα από κεραυνούς τα οποία συνήθως οδηγούν το σύστημα της ΔΕΗ σε μόνιμο ή παροδικό σφάλμα. Παροδικό ορίζεται όταν το κύκλωμα ξαναμπεί σε λειτουργία χωρίς να χρειαστεί ο ανθρώπινος παράγοντας καθώς επενεργούν οι προστατευτικές διατάξεις του ενώ το μόνιμο έχει την έννοια ότι για να ξαναμπεί το κύκλωμα που έχει πληγεί χρειάζεται η επέμβαση του ανθρώπου συγκεκριμένα των τεχνικών της ΔΕΗ. Η συμπεριφορά των εναέριων γραμμών μέσης τάσης καθορίζεται από αρκετούς παράγοντες μερικοί από τους πιο σημαντικούς είναι οι εξής: η πυκνότητα των κεραυνών για μια συγκεκριμένη γεωγραφική περιοχή (GFD) η οποία μετριέται με την πυκνότητα των κεραυνών απευθείας στο έδαφος, ή ο αριθμός των άμεσων κεραυνικών πληγμάτων απευθείας στη γραμμή. Βέβαια η συμπεριφορά μιας γραμμής 7

8 εμπεριέχει μεγάλη αβεβαιότητα και τα θεωρητικά αποτελέσματα δύναται να διαφέρουν από τα πραγματικά. Μελετώντας την εργασία αυτή μπορούμε να κάνουμε μια καλή εκτίμηση της συμπεριφοράς μια γραμμής διανομής με μεγάλη σχετικά ακρίβεια όσο αναφορά βεβαίως τα πιθανά σφάλματα της γραμμής από πτώση κεραυνού. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η IEEE οδηγία η οποία αναλύει την συμπεριφορά των εναέριων γραμμών διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. Αντικείμενο της είναι η εύρεση λύσεων για την μείωση των βραχυκυκλωμάτων που προκαλούνται από κεραυνό στις εναέριες γραμμές. Στο δεύτερο κεφάλαιο εκτιμούνται τα θεωρητικά σφάλματα που αναμένονται από πτώση κεραυνού στις πέντε υπό εξέταση εναέριες γραμμές διανομής μέσης τάσης του δικτύου της ΔΕΗ στη περιοχή της Τρίπολης Αρκαδίας βάση της προαναφερθείσας οδηγίας. Αναπτύσσεται στη συνέχεια η καταγραφή των σφαλμάτων και των βλαβών για τις πέντε γραμμές διανομής με βάση τα στοιχεία που συλλέχθηκαν από τη ΔΕΗ για τα έτη 2008 έως Τέλος γίνεται σύγκριση μεταξύ των θεωρητικών και πραγματικών μετρήσεων, σύγκριση η οποία παρουσιάζεται με ραβδογράματα για την ευκολότερη εξαγωγή συμπερασμάτων. 8

9 Abstract This thesis studies the behavior of medium voltage lines of PPC in lightning strikes. The thunderbolts are a natural phenomenon which in some cases can be extremely dangerous for human safety and the safety of buildings or other facilities. The facilities of PPC and most specific the distribution lines are vulnerable to a lightning strike which usually leads to a permanent or a transient error. Transient error occurs when the circuit is put back into operation without having the human interaction, while the permanent error has to rejoin the circuit affected needs human intervention. The behavior of medium voltage overhead lines is determined by several factors. Certainly the behavior of a line involves great uncertainty and the theoretical results may differs from real. We can make a good estimate of a distribution line behavior with relatively high accuracy as reference certainly possible errors of the line from lightning strikes. In the first chapter is analyzed the IEEE directive which explains the behavior of overhead distribution lines for electricity. The purpose is to find solutions to reduce short-circuit caused by lightning to lines. In the second chapter is estimated the theoretical errors expected from lightning strikes in the five overhead medium voltage distribution network of electricity in the region of Tripolis based on the directive of IEE. Furthermore are displayed the recordings of errors and failures in the five distribution lines based on data collected by DEI for the years 2008 to Finally is held a comparison between theoretical and actual measurements. 9

10 10

11 Περιεχόμενα ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΝΑΝΤΙ ΤΩΝ ΚΕΡΑΥΝΩΝ[1] Π Π ΠΑΡΑΚΕΙΜΕΝΕΣ CFO CFO

12 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1-15kV ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2-35kV ΚΕΦΑΛΑΙΟ Διαδικασία μετρήσεων- Αποτελέσματα Εισαγωγικά ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΦΑΛΑΜΑΤΩΝ ΣΤΙΣ ΓΡΑΜΜΕΣ Γραμμή R-39 Τρίπολης-Διάφορα χωριά στα προάστια της τρίπολη Γραμμή R-21 Τρίπολης-Διάφορα χωριά στα προάστια της τρίπολη Γραμμή R-37 Τρίπολης-Διάφορα χωριά στα προάστια της τρίπολη Γραμμή R-36 Τρίπολης-Διάφορα χωριά στα προάστια της τρίπολη Γραμμή R-22 Τρίπολης-Διάφορα χωριά στα προάστια της τρίπολη Παρουσίαση Σφαλμάτων Στο δίκτυο Μέσης Τάσης Της Τρίπολης Σύγκριση και ανάλυση των αποτελεσμάτων Παρατηρήσεις Συμπεράσματα ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

13 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΝΑΝΤΙ ΤΩΝ ΚΕΡΑΥΝΩΝ[1] 1.1 ή ί µ έ ί µ ό µ ύ ί µ ά µ έ µµή µ ά ώ ύ, ύ ή/µ ή µµώ µή. ύµ µ ί ή, ί ό ά µό έ µµή µή. ό ό µ ά ό µ µ ύ έ ύ ό έ µµώ. ώ ά άµ ό ά, ό ό µ ύ ύ, ά ά µ ά ά ύ µ ή. ί ή ά µή/ µ ί ώ µ ύ, ό ί µµή ό ά έ, ί µό, ί, έ έ. ή ί ή ή µµώ µή ή µό µµώ µ ά. 1.2 ό : ύ ί ί ά έ ά ό ό έ µµέ µή, ί ώ ά ά έ έ. ί ί ί µό µµώ µή µά µ ά ά ό 69kV. έµ ί µ ύ 13

14 έ IEEE Std C ά ί, ό ό ή ί ί ά έ ύ µ ί µά ύ ό ό έ µµέ µή έ ά. έ : ή ί έ µ ί ά µ ό µ ύ. Ό ό µ ί έ ί ά µέ ή, ό ύ έ. IEEE Std C , IEEE ί µ ή έ ό ά ί ήµ όµ ύµ (ANSI). 1.3 ά ί ί µ ί ώ µ ώ µ ύ ή ό µέ : ά ύ µ ύ (back flashover lightning): ί ύ µ µό ό ή µ ό ό ά µέ ό ύ ή µ ή ά ή ί µ ό ά. ό ί µό έ ώ (basic impulse insulation level, BIL ή bil) (rated impulse withstand voltage) (surge arresters): ή ή ά ύ. ί µ ή ά ώ, µ έ (critical impulse flashover voltage, CFO) (insulators): µέ µή ή ά, ό µέ ή, ί ύ µ µέ ά, 50% ώ. Άµ ή µ (direct stroke): Έ ί ύ µ ύ ή µέ ό ύ ή µ ή ά. 14

15 µµή µή (distribution line): µµέ ή ύ έµ ύ ό έ ύ µό έ, ή µ ά 34.5 kv ή ό. ί ό ή ί ά ά ώ 69 kv. ύ µ ( ά) (flashover): ύµ έ µέ έ ή ά µ ή ή ή µό ί ά, άµ µέ ύ µ ύ ή ό. ά ό µ ή µ ά µ ά ά έ ί ώ ώ ί έ ό ό. ό ί (ground electrode): Έ ό ή µ µά ώ, ή ή µ έ µ ό έ ή ύ µ έ. ό ώ (ground flash density, GFD, Ng): µέ µό µά ό ό ά µ ά ώ ά µ ά ό µ µέ ή ( ί/ km2/ έ ). ή ό (guy insulator): Έ µ ό ί, ή µ µέ µ ή µ ά ύ ή µέ, µ ό µό ύ µ ώ ό ό ή ή µό άµ ή ή µ. ί έ ί ί µέ ί. ά µ ή ί ά, ί µέ έ ί ά ή µ ύ ύ µ ή ά µέ ' ό ό. ί (guy wire): Έ µ µέ ώ µ ί ή έ µ ύ ή άµ ό ή ή ά ή, ή άµ έ. Έµµ ή µ (indirect stroke): Έ ύ µ ύ ά ί ά µέ ό ύ, ά µ ί έ έ ό. 15

16 όµ ά, ή µ ύ (induced voltage, lightning stroke): ά ά έ ί ή µ ή ά ό έ έµµ ή µ. ώ ή µ ύ (lightning first stroke): ή έ έ µ ί ό ά ό όµ ύ ί µ έ όµ ό έ. ό ή µ ύ (lightning subsequent stroke): ί έ ύ µ ί ή µί ί έ ή ά ώ ή µ. ό (lightning flash): ή έ ύ, ή µ ί ό ύ ό ύ ύµ ό έ ή ό ή µ ή. ά µ ό ύ (lightning outage): ί ή ύµ, ί ώ ύ ί έ ύµ ά µ ύ µ, ώ ί µ ή ή µό ά µ. µ ά µµώ ύ (line lightning performance): ό µ µµή ά ή µό µά ό ύ ά ό µ ί ώµ ή ύ µµώ µ ί. έ µ ώ ί (ή έ ά ) (metaloxide surge arrester, MOSA): Έ έ µ ί ί µέ ό ά µ ώ ί µ µµ ή ί. έ ό ί (overhead groundwire, OHGW): ί µέ ώ (έ ή ό ) ά ό ύ µ ό ό άµ ή µ ό ύ. ί έ ύ µ ί άµ ή έµµ µέ µ ώ έ. 16

17 ί ί (shielding angle): ί άµ ό µµή µέ έ ύ ί µµή έ έ ό ί µ ό ό. ό ί (shield wire): ί ί µέ ά ύ ά ύ ύ : I. ί ώ ά ό άµ ή µ ώ. II. III. IV. ί όµ ά ύ ό ά µ ά ί. ί µ ή ί ό ήµ OHGW. ύ µ ί µ ή ί ό ήµ OHGW µέ ύ ά. ύ ί ά µέ ί ή ή έµµ µέ µ ώ έ. ό ά (spark gap): ή ά µ έ άµ ύ ύ ί ά µ µέ µ ύ ή έ ά ά ό. έ (surge arrester): ί ή ή ί ά µό ί ύµ ώ έ ή ή ά. 1.4 ά ά ώ ό και προήγουμενος. ώ ύ ά ύ ύ ί µµέ µής ά µ όµ µ ή ί ό µέ έ ύ, ά ή ά ό έ µµέ µή ί ό µ ύ ύ. ά ά µ ί, ί ό µ ύ έ ύµ, ό ώ έµ. Έ ά έ µ ί ό 17

18 έµ, ώ έ ή µ ύ µ ύ ί ό ί ό έ ό ό, ά έ µό µά ό ύ ί ά ό. ό έ ό µ, µ έ ή ό µ ί ί ό ά µέ ή ( µέ ί ά έ ). ήµ 1.1, ί ό µ ό ά. ό ί ί µ έ ά ό ή ό ί µέ µέ ή ύ ό ά έ µ ή. ό, µέ έ ί έ µ ό µ ή ά µέ. Έ µ µ έ ό ή ό µ ί ί ό ά ί ό ώ έ (GFD maps), ί ί µέ ό ί µ έ ί µ ύ ώ. ήµ 1.2 ί έ ί µ ό έ ά µέ ί µ ή. ήµ 1.1: ό µ ό ά 18

19 ήµ 1.2: ά GFD ( µέ ώ µ ή ) ήµ µ ύ ώ, ώ ί µέ ώ έ ί ό µ ή ά µέ ή. Έ ή µ ί, ά ί µ ύ έ µ ί GFD ά. ά GFD ί ύ µ ί ί ' ό ά µέ. ήµ έ έ ί ά ή µ µ ί µ ή. ό ό έ ό ώ, ί µ ύ ί µ ή ώ, µ µ ί, ί, µό ώ, µώµ ύµ µ ί ή µ ό. µέ έ ή, ά ήµ έ ή ί ά έ ή ί ( ό ά ό ) µ ύ ύ ύ. ή µή, ά GFD µ ύ µό µµώ µή, µώ µό µά ό ύ, ώ ί ύ ά 19

20 ύ ά ό ώ. ί µ µµή µή ά ό έ ή ό ώ ώ. ί ό ή έ ί ή µό ώ ά µ ά ή ά µ ά ό (GFD). GFD µ ί ί µ ά ό. Έ ώ ό ί ί ό ό ί ή [4], ύµ µ ί (1.1). N g = 0.04 T 1.25 [ ί / km / έ ] (1.1) Ό : Td: µό µ ώ ί ά ό ( ό ί ). Έ ά ό µ ύ GFD µ ί ύ ό ί ώ ί ή : N g =0.054T h 1.1 (1.2) µή µ µέ µή GFD µ ύ ί ί ό ί µ ύ ώ ή ό µ έ / ί ώ. έ µ µέ ώ ώ, έ µ έ µ µ ύ ή µ ή. ά ώ ώ έ ύ ό ύ έ µ έ µά ό µ ό. ή, έ ή µά ή ό έ µ ό ά 20% µ 50% ό µέ µή. ύµ µ µ ή ή,.. 10 km2, ό µά ό ά ή ό 30% µ 50% ό µέ ό. έ, µ ή µ ύ έ, km ό ί µ ό, ά 20% µ 25% ό µέ ό. έ µ µ ά ί ή 20

21 ό, ά ή ό ί µ ύ. Έ ό, µ έ µ ά µά, όµ µέ ώ ώ ί µ µ ί µέ ό. ό ί ύ ό ύ ώ : Ό ί ή ώ ώ µέ µ ή Ό ί ίµ ύ ώ ό ύ ό ί ή ί ί 1.1(CIGRE Working Group 33.01) ά άµ ώ, ύµ µ ί ύµ µ ί µέ ύµ ύ µ ί ί µ µ µ ή/ η µή. µέ ύµ ή µή ί µώ ύµ µ έ ό ό, ί ό έ [ 5]. 1 P( I i ) (1.3) ( i0 31) 21

22 ά ί µ ί ό µέ ύµ ύ ί ί ή µ ύ ό µ µέ µή io [ka]. ί 1.1: CIGRE άµ ύµ ύ 1.5 ώ ά µ µέ ύ µ ύ άµ έµµ µά ό ό ί µή. ί ί ύ έ µ ά µό ώ ύµ µµέ µή. ί µ ί έ ύ µ ό: 1) Άµ ή µ : Ό έ ό ή ό ά µµή, ό ύµ I, ά ύ µήµ έ 22

23 µµή ό µ ί ή µ,, ί ύ. ά έ ό ύµ /2, µέ µ µ ή ί Z, ί µ ό ό όµ έ. V I 2 0 Zo (1.4) ήµ 1.3 : µ ί ά ό άµ ή µ ύ ό ά [3] 2) όµ ά ό ά ά ή µ : ώ ό ό ύ έ έ, ά µ µµή, ί µ ό µ ί ό ό ύ, ύ ή µµή ό ό. ό ή µµή, ά έ ά µ ί,, ά ό ό ά xx' µµή, ό µ ό µ έ ί µ ί ά ά ό ώ ί ό ί µ µ ή ύ ί µά ύµ, I, µ µέ έ µµή, ' ό ί ί έ. ά έ ό ύµ I, µέ µ µ ή ί Z µµή ά µ ά. V I0 Zo (1.5) 23

24 ήµ 1.3 : µ ί ά ' ή ό έµµ ή µ ύ ό ά [3] ί ώ έ ί (άµ ) ή µ ί ύ µ µό. ά µ, έ µ ή ά ή µ ύ 10 ka µ ύ έ µ έ ί 2000 kv, ά ό ί µ ί ά ύ ά µ µό 69 kv µ ί ' έ µµέ. ό ά, µ ί µ ί ό έ ό έ ύµ ί µ ύ ί ή µ ύ έ ά µµή. ό ά ά µ µµή µή ό ή µ ώ ά µµή ί ά 300 kv ό. ί ί ό ύ ό ό ίµ ( ί, έ ), έ ό ώ µέ ό µµή µ ά ά άµ µ ά µµή ί ύ. 24

25 ήµ 1.3 : ή µέ ώ ί µ ί έ ύ µ ή ί ί µ µµή, ό ό ί ό ί ό ά ώ. ό ί ύ ό ό έ. µό ό ώ, ό έ (µ ύ έ ή ί ), ί ό ί Eriksson [6]. 25

26 0.6 28h b N Ng ( ) (1.6) 10 Οπού: h: ί ύ ύ (m) b: ά ή (m) Νg: ό ώ ( ί/km2/έ ) N: µό ώ /100 km/ έ ό µµέ µή, ό ά ά (b) ί ό µ έ. ό ί (1.6), ά ύ ό ί ά 20%, µό ό ώ µ έ µµή µή ί ά 12%. ώ έ µ ί ό µ µµή µ ί ή ύ ό ύ ' ό ό ά ό µ έ 4 Χ H, µ ί ό. ύµ µ µ έ 4 Χ H µό ώ µµή µή ό έ ά ά ύ µµή ύ έ µµή. έ µµή µή ό ά ό ό έ έ ά ό ύ ή. έ ί έ ώ, ώ, ή ό ί ί ό ώ ό έ ί µέ ό ά ί Π Π ΠΑΡΑΚΕΙΜΕΝΕΣ έ ί ί ά µµώ µή ί µ ό ό µ ά ί ύ. Έ ά έ µ ύ ή ύ ύ ή ί έ µµή. ώ έ ά ί, Sf, ί µήµ ά µ ά µµώ 26

27 µή ύ ό ά ίµ. µό µά µµή ό ί : N N 1 s (1.7) s f Έ µ ό ά ί (0.0) µ ί ό µµή ί ό έ ί ί ό ά έ, ώ ά ί έ (1.0) µ ί ό µµή ί ή µµέ ό άµ ή µ ώ. ήµ 1.4 ί έ ό µ ύ ά ί ( ί ή θωράκισης) µ µµή µή ύ 10m, µ ά έ ό ώ. ίµ ί ό ί µέ µ ί µµή ά µµή µή. ό µ ί ύ µ ά έ ή ώ. ήµ 1.4: ά ί ό ώ µέ ά ύ µ µµή µή ύ 10m. ήµ 1.4 µ ί ί µ ί ύ έ µµή µή, ά ύ ά ί ά ή ά ( ά µ ά 1, ό ό ά ί ύ µ 1). ά µ, ύµ έ µ 27

28 έ µµή µή ύ 10m µ ό έ ί ά ά : ) ά ό ί ύ 7.5m, 30m ό ή ά µµή µή ( Sfleft=0.23 ) ) ά ύ 15m, 40m ό ά ά µµή µή ( Sfright=0.4 ) ά GFD µ ή ί 1 ό /km2/έ, µό άµ µά µί έ µµή ό έ ί ί/100 km/έ, ό ί (1.5). Ό µµή ά ί ό ά ί, µό άµ µά µ ώ : N N 1 s s 11.5( ) 4.12 ί /100 km / έ (1.8) s fleft fright Ό άµ ή µ ώ έ ύ µ ά ό ί µό, ήµ ώ, ή ί άµ µό µµή µή ύ ό ό ί ή έ. ' ό µή µ µό άµ µά µ ύµ ί (1.6) ό έ ή (1.6) (1.7) µ ώ µέ µµή. ή ά, ύµ ό ά ή µ έ ύ µ ί µή ύµ µ ί Rusck [7], µέ ά ά ό, ή µ, µ ί µ µµή µ ά ί ό: V IH (1.9) y max 38.8 o a Οπού: Ιο: ί µέ µή ύµ ύ 28

29 Ha: ί µέ ύ µµή ά ό ί ά y: ί έ ό άµ µµή ή µ ύ. Η ί (1.9) µ ί έ ί µ ύ ό, µί ά, ά ό έ έ ώ µ έ. Έ µέ έ ό ή έ έ ό ί µ ί ά ά µή µό ά έ ά ί ά ό ί ό µέ ύ ό ύ ά. ό ά µ ί µ ύ ό µά ό όµ ά µ ί ί µ ά µµέ µ µ ά ί µό. ήµ 1.5 ί ό µά ά ί µ µή ά ά (CFO) µµή. έ µ ί ύ έ ά ί. µ - µέ ύ µ έ ύ έ ύ ό ί, ό ί έ ύ µ µ ύ µ µέ ή έ ύ µ µ έ ύ µ ή ί. έ µ έ µέ ύ µ έ έ ύ µ µ µέ έ ό ή έ ό ί. Έ µέ ύ µ µ ί ό ώµ, µ µέ µή CFO, ί µέ ό µ ώ ά µ ί ά µό. ό µ µέ ή ί έ, έ ή µ ύ CFO ό ά ί, ό µί ί ή ώµ ή ί, ό ί µέ έ ύ. µέ ί µέ GFD 1 ό/ 2 km /έ ύ µµή 10m. έ µ µ ύ ύ µµ ά ά µ µή µµή GFD. 29

30 ήµ 1.5: µό µά ό όµ ά έ έ µό µµή µή έ µ ί ά ήµ έ µµή ό έ ί ά ά ή έ ή ί. µό όµ µά ά ό ί ή ό ώ µέ µµή, όµ µ ί ύ µµή ό άµ ή µ ώ. ό µ ί ή όµ ά, ή ά µό µά ά µµή. µ ί ά, µ µµή µή ύ 10m ό έ µ GFD = 1 ό/ 2 km /έ έ ά έ 11 30

31 ύ /100km/έ ό άµ µά, ύµ µ ί (1.6). ό έ, όµ ά ί ό µ µό µµέ µ µ ά ί µό. ά µ, έ µ µέ ί, µό όµ µά ά µό άµ µά µό CFO ί ό ό 75 kv (ό ί ήµ 1.5). µέ έ, όµ ώµ ί µ ύ έ. ά, µ ύµ ή µ ό ί µ ά ά (CFO) ί µ ύ 300kV, όµ ώµ ί ό µ ά. ό ό µ ή ύ όµ ά ό ύ ί ό ό 300kV, ό ί ό ήµ 1.5. Έ ά ά έ ά µ ' ό ί ό ό µµέ µή έ έ µ µ έ, ί έ έ µό µ ί όµ ά ό ό. ό ή µ ί µ ί ί µ ή ά ά έ. 1.6 ύ ί, ί µ ά ί ή- µ ή µµώ µή ώ ύ ό µό έ µµώ. ό ώ, έ µµώ µή, µ ύ ό ό ύ µ ώ ώ ί έ ώ. µέ ά µ ύ ό ό ί ά, έ, ύ, µ ή fiberglass ( ήµ ). έ ' ά έ ή µ ή ύ. Ό µ ά ά µ ύ ά, ό έ µ ί ά µά, ά µ ί µ ό µή. 31

32 ό ά ά ί µά ό ώ µµέ µή ά ύ µό ή ά µ µό : ) µ έ ή, ό ό έ, ί, ώ µ ή µό 32

33 ) ό µό ύ ά ) ά ί ά ό ήµ µ ή, ήµ µ ύ ύ, ά µ ή ( ί ά, ό ή µ ά ί ). ά ύ µ ά ί ό ύ ή µ, ό έ µ ύ µ ί ί, ώµ ί ό ί ά ύ. ό ή µ ό µ ί ί ό µέ µ ό ί µό έ ώ (BIL) ό µέ µ ύ µ ώ ώ, έ µ ί ή ί µ ά CFO µώ ώ. CFO ί ί ί ά ί ά 50% ό µ ί ύ µ 50% ό έ µό. ή µή ί µ ή µ ά µό ή. ί ό µέ ό ώµ ύ µ ή µή, ό ά µέ ό έ µό µ ί ί ά ό µή CFO ή µή. ώ ά µέ ί έ έ µ, µ ύ ά ό µ ά ί µώµ CFO έ µέ µό µ ώ ώ. έ «ό ή µό» µ ί ί ή. ή µέ ή ό µ όµ ί µ ύ ί µό µµώ µ ά, ά έ µ ή ά µ ά ά µ ύ ή µµώ µή. ή µ ί CFO ό µ ό ί έ ' ή µή, ύ CFO έ ό έ έ ό (έ ά ό ό 33

34 έ µ ή ύ ί ά µ ό ό ή έ µό ί ί ) CFO ό έ µ ύ ή ώ ύ, µ ί ύ µµέ µή ό ύ ί έ ύ ά µ ύ µ ή ή ή µµή έ ώ µά ό ύ. έ 1930, µ ά µ ύ ά έ µ έ ό µ ή µά µό µ ύ. ώ ά ί ά ό ή ή µό, ί ύ, ή ά µό. µ ή ά ό µ ά ό ό ώ ά ή, έ µ µ ύ ί 40' 50'. ή ί ύµ ώ ά CFO ά AIEE Committe Report 1950, µ ή ά Όµ, ά έ µ µό ί ή µµώ µ ά ό µµέ µή. έ µµέ µή, µ ί µ ή µό ί ή ύ ά µ ύ ώ έ. ό, έ ά ύ µ ύ µ ύ ήµ ή έ. έ έ ύ µµέ µή µ ά µό ή ύ, ό ό ί ό, έ ά µώ έ ά µ ό µ µέ. ό, µµέ µή µ ύ µ ή µ ώ ί ό ήµ (fiberglass). 34

35 1.6.2 CFO µ έ έ ί ό έ µέ ύ ή έ µέ ήµ (fiberglass) ί ί kv ή ά µό έ ώ. µ ύ µή, ή µό ό ό έ ύ ή ό fiberglass ί, µό µ µ έ ί ί µό ό ά ί. Έ µό έ όµ ά µ ά µό ό µ ή, ώ ύ ή ό ήµ µ ή ί µ έ µό ή ά ώ. Ό ί ύ µ έ ά ύ ί ή fiberglass ί, ά ύ ή ό ύ µ ή µέ ά, ό ί µ µή ά ύ (CFO) ί ώ έ µέ CFO ώ ώ. ί µ µή ά ύ ώ µέ µ ή µ ά ά ό µ ά µ ύ ώ ό, έ ό ί ί ή ά. µέ µ, ά ί ί µ ί µ µ ί µ ύ ό ή µ ύ. µέ µέ ό -CFO µ ί µ ί ί ή CFO µ ή µή µ : I. ί µ ή ά ύ ύ µό ή CFO µ ύ II. ί CFO ύ µ ύ ί CFO ώ µό ό µ ί ί, ί µ ώ ά ί ί έ ά ί ή ά µ ά 35

36 έ µ, µ ώ ά ί ί ό µ ύ ύ έµ ά. ή ί ί ά µέ CFO ή µό έ ό ύ ύ µέ ί ό ί µ ά ύ (CFO voltage) ί ό έ µέ ό. µ ύ ό µ έ ύ ά, ί µ ά ύ (CFO) µ ύ ί ύ µ ό ' ό ά µ ύ ώ CFO µώ. µ ή ί ή- ή µό. CFO ά µ µ ύ ύ ό ύ ά ί CFO ύ ύ CFO ύ ύ. ή CFO ά ύ ά ί : CFOT CFOins CFOadd.sec (1.10) Όπου: CFO ins : είναι η CFO του κύριου συστατικού. CFO add. sec : είναι η CFO που προστίθεται από το δεύτερο συστατικό. Η συνολική CFO τάση τριών και πλέον συστατικών είναι: CFO CFOins CFOadd. sec CFOadd. third... CFOadd. nth (1.11) T Όπου: CFO add. third CFO add. nth : είναι η CFO που προστίθεται από το τρίτο συστατικό. : είναι η CFO που προστίθεται από το νιοστό στοιχείο. 36

37 Η ευρέως χρησιμοποιούμενη τιμή κρίσιμης τάσης βραχυκύκλωσης (CFO), καθώς επίσης και η CFO των προστιθέμενων υλικών δίδεται στους Πίνακες 1.2, 1.3,1.4. ί 1.2: ύ µό (CFO ns) ί 1.3: ό CFO ό ώ (CFOadd.sec) 37

38 ί 1.4: ί ά ό CFO (CFOadd.third) Παρατηρήσεις ί 1.2, 1.3, 1.4: 1)Ό µέ έ ί ή CFO. 2) µέ έ ά µώ ή ή ό. 3) µ ή έ µό ά µ. ί µέ έ ί µ µέ ώ. µέ ί ά έ έ ή, ά ί ά µό CFO, ώ ί έ ό όµ ώ ί. έ µ CFO ό έ ή ( ή ί ' ή, ή ό έ µ ή ) έ µ CFO ό έ ή ό ά µ CFO ό έ ή µ έ ή 0.8. ά ή µή ί ί ή. ά έ ά ί, ή CFO µ ί ί µ µ ώ ύ ί ό, ό : CFOadd. sec 0.45 CFOins CFOadd. thd 0.20 CFOins (1.12) ή µέ µ ό ό -CFO ά ί ή ί ή ί έ µ µ ά µ ±20%. ό ή έ µ ί έ µ µ ό µ ό : 38

39 ) έ ώ µώ έ ώ ή έ ή. ή µέ ώ ή έ µ. ) έ µώ έ ώ ό έ ή, µό µώ µ 0.8 µό CFO έ ή. ) ή µ έ µώ ί µ ά ύ CFO µό ά ή, ί ό µ ώ ί µ ά ύ µέ µή. ί " ύ µ ύ µ " µ ύ ή µ ά ύ ή ό όµ ά. έ ' έ ώ ά ά. ί : ί µ ί ί έ ' ύ ά µ ί CFO µ µµή. ό ί ί, έ µ ό έ µ, ί ά ώ ά ό άµ ί µ ύ µ ά ά. ή ί έ µή, ί µ ώ CFO ύ µ µ ύ. µ ί ά µ έ ό µ ύ ή, έ ό ό έ µό ( ά ό ό 30 kv CFO). Έ ή µ µ ί ή µό µ ύµ µ ή ό fiberglass. Έ µ ή 50cm ό fiberglass έ CFO ί 250kV. ό ί : έ ώ ί ί έ ό ά µ ά µώ µ ί µ ώ CFO ό ό. ί 15 kv, έ ό ί µ ί έ 95 kv BIL. ά µ ό ά ό, µ ί CFO ό ή µ ί ί 95 kv ( ί, ή BIL ά µ ύ ήµ ί ά 39

40 µ ό ό CFO ύ ήµ ). ύ ό, ό µ ώ ί µ ί ί µ έ ή έ ώ ή µ ύ ί ό µ ά ό µέ ύ ( ί, µέ ί, έ ί). ί ύ ά ό ά µέ µ ύ ύ ό έ. Ύ έ ύ: ύ έ ύ µ ί έ ό µµή µµή, ό ώµ ό µ µό ή. ύ ό, ό ά έ ό ί ύ ά, ό µ ή ί ί µ ά ύ. ώ µ ί µ ώ µ έ : ή µ έ ά ώ έ µµέ µή ά ώ, ό µ ώ µ ά CFO. ί ί µ ά ά µ ύ ί ύ έ έ. ά έ ό ά ά ί µέ, έ µ ί ί µ ό µ ή ή ό µέ. έ έ, ή CFO έ ό µ ή, µ ή µ µ ύ CFO έ µ ύ µί ώ µό ύ. ώ, έ ά έ ύ άµ µ ά έ ύ ά ήµ, ό µ ό µό ή µή. ό ό ύ ά ί ί µ ά µ ί. ή έ ί ά έ µ µ ί έ µ ό ό µ ά µµή έ ύ έ ί ή ά έ µ. ύ ό ί, µ ύ µ ύ ί µ ό ύ ή fiberglass ύ ά ί µό. ά ώµ : ό ά µ ί έ ό ή ύ έ µό. ά µέ ά ά ό ύ ά ή µ ώ ί 40

41 µό. ό µ ί ί µµέ µή ί ά ό µµέ µ ά, ύ ό. ώµ µ ά έ ή ό ί ί µέ µ ί ά ό. ό ί µ ί ή µ ί µό. ό µ ί ί µ ύ ό ί ό ό µ ή ό fiberglass. µµέ µ ή ώ : µµέ έ ί έ µµέ µή µ ύ ά ήµ µ ύ. µµέ ί ή (15-40 cm) έµ ό έ µ ό ό (messenger wire), έ ή ό µό. ή ό µέ ύ έ ό CFO, ί ή ά kv. ό ά µ ύ έ µό, µ ά µµώ ώ έ ύ, µ ί ί µ ό ό µ ή ή ή. µ ύµ ά µ ά ή µ CFO µ έ ά. έ έ έ έ µ µ ύ ύ, ή ί ό ί. ά ί µ ί µ ώ άµ ή µ ό ύ. ά ώµ έ µ ύ ό µ ύ ό µ ύ έ µό. µέ ί µ ύ ώ µ ά έ ύ. ά ά ύ µ µ ή : ύ µ ή ή ί ό ά ί ό ό ύ ό ή ί, ή ό ά ή ό. ά ά µ ύ ί ό ώ ό ύ ύ ά ή ( ό µ ά REA έ µ µέ ί ό ). ά µ ί ή, ά ά µ ύ ί ί έ ί µ ύ. ά ά ύ µ µ ή µ ώ µ ά 41

42 CFO µ ή. ά ή ό, ά ά, ύ µ µ ή έ ί ό µ ύ ό ά ύ µήµ. ύ ύ έ ύ έ ό ί ύ µ µ ή - ύ ά µ ή, ό ά ύ ό ί έ ό ή ό ί ό ό έ µ ά µ ά ώ ί. ό ύ ή ί ά ύ ό µ ί µ ί ά ό ύµ µή µ ί ή ό ύ. ά ά ί ά µ ή µή, ί ύ ό ή µ έ ά. ά µ ή ά ά µή ύ ί ί ά ό έ µέ ί, ό ό ά µ ί µ ί ά ύ. έ µ όµ ώ ή, ό ή ό ί ύ µ ό (ό ί ήµ 1.6). ό µµέ µή ύ έ ή ό έ άµ ή µ. µέ µή µ ί ά µή ύ πεδιάκη ένταση RMS ά µ ύ ό 10 kv/m ύ, ό ή ό έ µ ά έ µ. ά µ, µ µµή µή 13.2 kv µ 0.5 m ύ µ ύ µ ή ά έ ύ έ µ ά µ ά RMS ά µή ύ ά 132kV / 3 / 0.5m= 15.2kV / m. ά ί ά, ά ά ά 1 m ύ άµ ό ύ ά ό µέ ίµ 42

43 ό, ό ή µ ί ί έ µ ό ά. ό µ ί ή ί ώµ µ ά ί µό µ έ ά ύ. ά ύµ ό ό ί µ ή ά µ. ήµ 1.6: ό µ µ ύ ό, ό ώµ ό ό ό ύ ί µ ό µ ί ό ύ ή ύ ό ή ό ή ί ί ά ά. ό ά, έ µ ά ά µά ώ µ ί ί ά ί ό µέ ή. ό ή ό ύ ά ό ύ ά, ί ό ί ί ώ ί ύ. ά µ µό ύ µ ί µό ό ά ί ό µήµ ό ό ά µή ί. ά 43

44 ύ ί ό, ό ί ό µ ί ή ή. ά ά µέ έ ό ή ύ ί ό µ, ό ύ µήµ έ ύ, έ µ ή. Όµ ά έ ί ύ µ µό ί ό ύ. ύ ύ ή µ ύ ό ί µέ ά ά µ ή. ά µ ί µ ά ύµµ ώ, ί ή ά µ έ ά µ µέ ά µ ή ή ύ ώµ. ά ύ ή ά ό ή. ά µέ ή ύ ό ύ µ ώ ί ό ό ά ή ό. έ έ ί έ µ ή ύµ έ µ ά µ ύ. ί ύ µ ί, ί ώ ή ύµµ, µ ύ ώ ό ί ύ ό ά έ, ό ί ί µ έ - ύ έ. ό ί µό ό ή ύ µ ή. 1.7 ί ί, ί µέ ί ύ ά ό ύ ά ό ή µ ώ, ή ί έ ί ά. ό ύµ ώ έ, μ ό ό έ ( µέ ό µέ ύ ). ί µ ό, ό ί ώ ά ύ. 44

45 ά ύµ µ ύ ό ύ, ύ µ ύ µ ύ έ ί ό ύ έ, ώ µί µ ά ά µ ύ µ ύ ύ ύ ί ώ ά. ή ά µ ύ µ ί έ ά ώµ ά µή µό ό ό ί έ ό ύ ά. όµ ά ώµ ί έ ώ µό µ ό ώ ί µµέ µή. ί ί µ ύ έ µ ή ί ά µό : ) µ ί ό µό µό έ ά CFO µ ύ ύ ύ ά ώ ά. ) ύ µ έ ά ί. ί µ µό όµ µά µ ή µ ό ί µ ύµ ήµ 1.5. έ µ ό ί µµέ µή ώ ώ µ ό µό όµ µά. ύ ό ί ί µέ, ί ά ύ ά µέ ή ύ. Ό ά ί ί ά ό ί, ό ύ ί ύ, ό µ ό ί µό όµ µά ( ό ό µ ί µ ώ CFO). ώ έ µ ώ µ ό όµ ή µ έ ό ί ά ό ύ ά έ µ ό ί έ µ µ έ έ ό ί. έ ύ µ ά ώ µ ή ί, ή µ έ ό ί ό ά µ έ έ ό ό, ό έ µ µ ί µό όµ µά. έ ί ό µ ύµ έ µ µ ή µ ό ί έ ό. 45

46 ό ά ό ύ ί µ µµή µή ί ώ. έ ό ώ, ί ό, έ µό, ύ ύ έ ί µ ύ ί ό ί, ό ώ ί ή ί ί άµ ό ό ύ ύ ά. ύ µ ύ ώ ύ ό άµ ή µ, ά µί ά µ ί ύ µά έ ί. Παρά µέ ό ί ί, ί ί έ µ ί µ µ ά ί µέ ί ό ό ή µ ό ό ή ό ό ό ύ ά, ί µ ί ί 45 ή ό (ό ί ήµ 1.7). ό ύ µό µµέ µ ύ µ ό ό 15m µ ά µ ύ ώ µ ό ό 2m. ό µµέ ύ µ ό ί ί. έ ή ί IEEE Std µ ό ύ ί µµέ µή ά ί ό µό µ ύ ώ ώ ί ώ ά. ά ό ό ί ί ή µ ύ ' ό ύ, ί ύ ί ή µό. ύ ώ, ί ή ί µ ώ µ ύ ύ ί ό ύ µ ί άµ ί µ µ ή ά ί. ό µ ί ί µ ά ό fiberglass, ή ί µ ύ ό ύ ή µέ ό cm µ ά ό ύ. CFO ό µέ ό ό ά 46

47 ί µ ή µή ό ό ί. µ ή µέ µ έ ί µό ό µέ ί ί CFO µή. ήµ 1.7: ή ί ύ ύ ί CFO ά ό kv ί ί ί µ ή µ ή ώ ώ. µ ώ ί µ µ µέ ό, ί ύ ί ό ί µό µµέ µή µ ό ύ ί ί ά µέ µ ί. ί µ ή µ ή έ ό ί, ά ά έ ί µ ό 10 ά CFO ί µ ό ό 200 kv. ά ί ή ί µό CFO ί kv, µί ί ί 40 έ όµ ό. ό ί έ ί µέ ά ό έ µ ά έ µ. 47

48 ήµ 8 ί µ ά άµ ή µ ί ί µ έ ά µ µ ί ό ή ό ύ ύ µ CFO 175 kv 350kV. µµέ µή µέ ά ό µµέ µ ά µ ί ί ί ί ά ώµ. ύ ύ ή ά µ ύ ά έ ό άµ ή µ έ. ί ή έ ί ή ώ έ µό, µέ ύ ά µ ά ά µά ή µ ώµ, µ ύµ µ ή µ έ ά ύ ά ά, µό µ έ ό ό. έ ύ µό ό ά ώµ. ό ί ύ µ ύ ό ύµ έ, έ έ ό µ ά ί ύµ. έ ύ µό ώ ώ ό µέ ό ί µό ί. 48

49 ήµ 1.8: έ µ ί ί ό ύ ύ µ: µή ί µ ί 75m. 1.8 έ µµώ µή µ ύ µ ά ί µ ύ ό ί µ µ έ µ έ. έ ύ έ ά ή ώ ά ώ µ έ µ έ ά ά ά ή ά ύ. έ ί ό ό ύµ, ώ ά ί ά µ ί µό ά µ ά ό έ ό ύµ µµέ έ µέ ώ. έ µ ύ µ ύ ί µό µµέ µή ό µά 49

50 ώ ώµ. ά ύ έ ί έ µ (.. µ ά ό ί ό, ί ά µ ά ή ί ά ό ί µ ά ). ό ά ί µό µµώ µή, ό µ έ ά ί ό. ά έ ό ά έ ά ύµ µ ί έ µό µ ή ά ί µό, ό ά µ ό ώ. ή ά έ µ ύµ έ µ IEEE Std C ή ί ή. ί µ ύ ( ί µ - µέ µµώ ), ί ή ί έ µ έ µ µ ό ό ί ί. ό, ί µό µµώ, ά έ ί ί ί ί ί έ ί ά µ ό ό ό µό µµή. Ό µό έ ί, ό ί έµ έ έ ί ' ό έ µ ί µµή ί ό ή έ ί έ, έ µµή µή µ µ ά µ ί ί έ ή, έ έ µ ό ό ή ή. ή ή µ ί έ ώ ά L( d / d ) ά µή ύ ά i t ό ύµ ύ. ά ώ ά ά µή ύ έ ί ά ό έ. Έ ά ά µ ί ά ώ ύ ό έ. 50

51 έ µ έ µή µµή ή ί ό µ ό ί µό µµώ µή ό ί ί µ ύ. ά, ώ έ µ ύ ί ά µ ά. ί, ά µ µό µµώ ί ά µ ύ ό ή ή ά µ µό BIL. έ, ί ό ύ µµέ µή µ έ µέ ί ό ό ί ί. IEEE Std C έ ό ί έ έ έ έ µ ύ µ ώ ά ύ ό όµ ά ό ά ή µ ώ. ήµ 1.9 ί έ µ ί µό 150 kv ό ώµ ί ί. ί µ ί ό όµ ή ή έ µ ί µ ώ µ ά ώµ ύ ό όµ ά ( έ έ ά 8 ύ ί ά 25% µ ί ά µ ). ά ώµ µή µ ύ µ µ έ, έ µ ύ ί ί µ µ ώ, έ µ ή ί έ όµ ά. έ µ ύ ύ όµ µ ά µ ί µά, ά µ ύ ί ύ µ µ ά ί µό. ά «ύ µ ί» ήµ µ ί ί ό, µ ί ύ ή ύ ώ. έ έ ύ ύ µ ί ί ό µ έ ό µ ή ά ό ί έ µό µµή. 51

52 ήµ 1.9: ά έ 2 ώµ ό όµ ά µ - (CFO=150kV, h=10m, Ng = 1 ό /km /έ, µή ί µ = 75m) ί έ άµ µά ώ ί ύ ό ό ώ ώ µά, ό µ ί µ ώ µ ά ύ µέ ώ. ά, έ ύ ώ έ άµ µά, ά έ ύ ύ µ ή ό µ ύ ( ά ά ύ ). ήµ 1.10 ί µ ύ µά έ ί ά άµ ή µ. ά ήµ 10 έ ό έ ό ί µέ ά ύ. ό µό µά µ ί ί ό ύµ µ ήµ 10, ό έ ό ί µέ, µ ί ύ ό έ µό ό ά ί µό ό έ µέ ό ί ό. 52

53 µ 1.10: ό έ ί ό άµ ή µ µ: µή ί µ ί 75 m ά ό ά ά έ ί έ ώ µ ί ή µ ώ, έ µ ύ µ ύ ά ά, ά ά ύ ί ί. ά ή µ, έ ά ά ύ ό ύµ έ. ύ µ ί µέ ί ί ί ά µ ή µό ά ά ί ά µ ά. Ό έ ό ί, έ ί ή ή ύ έ µό ά ά. µ ύ ό ύ ί ( ήµ 1.8) µ ύ µ ύ µό µ ό ί έ ά ά. έ έ µ ύ ό ά ύ ή ύ, µέ ί µέ ί. 53

54 µ έ µ ή έ ύ (.. ή µµή µή, ί ό ί ), έ ή ί µή ά µ ώ ί µ ύ ύ έ ά ό άµ µά. Έ µ ό ό άµ µά ώ µ ύ ά έ ή έ έ ό ό έ ί ή 4/10 µs ό ύµ µή. ό µ ά ό ό ό έ έ ί ά µ ύ ό ό έ ό ό ί µ µέ. Ά έ µ µό ί µό έ ό ί µ ά ί ά ώµ ύ ό µ ό, ό έ ό ά ή µ. ά ώµ ό ώ µά ί ό ά έ ί ά, ό ά µ ί µ ό µ ή. 1.9 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1-15kV ό µ : ί ί µ ί ώ µ ύ µµή µή µ ύ, ά 15kV ( ήµ 1.11). µµή ί µί ή µ µέ ό ώ, µ ό ί 40 µ ώ µ ύ ύ ά ό. µ ή ί ANSI-class 55-4, µ ή µ ά ή. έ ό ί ί ώ µ µ ύ µ έ έ ό ά. ί έ µ ή µ ά (ANSI-class 54-4). ό µέ ύ ί 12.2m µ ά έ 2m. ό ί ί ί µ ά έ ύ µ ά ό έ ύ ώ. 54

55 ήµ 1.11: έ ύ ί ά 15kV ί µό : CFO ά έ ί µά ά ί.1. Άµ ή µ : GFD µ ί ί ό ό ί ή : 1.25 Ng ί /100 km / έ ύ ά ύ ί 10.2 m µ ά ή 2.24 m. ό ί (1.6), µό άµ µά ό έ ί 55

56 0.6 N = 4[ ] / ί /100 km / έ ί 1.5: µ ί CFO έ ί ώµ µ έ ύ 15k V ώ έ ό ά 0.75, ό ό άµ ή µ έ ύ µ, µώµ µό µά ό άµ ή µ ί : ώµ ό άµ ή µ = 11.5 ώµ /100km/έ όµ ώµ : µό µά ύ ύ µ ί ί ό ήµ 1.5, µ ώ µ ό CFO ί 152kV ά µ GFD: 56

57 όµ ώµ (ύ )=2 4 ί/100km/έ = 8 ώµ /100km/έ ή µ ύ µέ µµή µή ί µέ ( ί ό έ έ,.. Sf= 0.75), µ ύ µέ ή µ µ ύ ή ά µµή, ί ή ί µµή µή. ό έ ό όµ ώµ. µό µά ό ά έ ί µ ύ µ ύ έµµ µά ύ (8 ί/100km/έ ή ί ) µ ύ άµ µά ύ (46 ί/100km/έ ή ί ). µ ίµ, έ µ ό ώµ ό όµ ά ί ύ έ ώµ ύ. έ ώµ = 16 ώµ /100km/έ Ό ώµ ύ ό ύ ά. έ ά =άµ + όµ ά =27.5 ά µ /100km/έ έ ί έ : Έ ί ύ έ ί ά µ έ ύ µ ή. έ µό µ ί µά ό ά ί ύ ή έ, µ ό 300 kv CFO. ) ή 50 cm ό µ ή ύ ί ό fiberglass. ό ή CFO ό µ ί ά ί 310 kv [0.5m µ ή ό fiberglass ύ ί (250 kv) + µ ή ( kv= 47 kv) m ύ ύ (0.2 m 65 kv/m= 13 kv)]. ό ' ί ί ώµ ό όµ ά. ) ή ύ ό. ό έ µ µ ή ό ύ ί ώµ ό µ ί ά ί. CFO 57

58 ή ί ή ί 255 kv [µ ή (105 kv) + ύ ί (0.52 m 250 kv/m= 130 kv) + ύ ύ (0.3 m 65kV/ m= 20kV)]. ό µ ώ µό όµ µά ό ό 0.8 ώµ /100km/έ. Ά έ ώ, ό µ ό ύ, ί ύ, µ ύ ύ. έ ί µ ύ ό ύ ό ά ό µ ά έ ά ό ί ή ό ύ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2-35kV ό µ : ί ί έ µ ή έ έ µέ µµή µή ί ά ώ 35kV. µµή ί ή µ ή ί 0.5, ύ ό ά ίµ ό ί 60 µέ ί ά έ. έ ί ί ί 24. µ ή ά ί ANSI-class 55-5, µ ά ά. µµή µή ί ύ ώ ύ 15.24m, ά ώ ί µέ µ µ 58

59 ί ί 10 ή ό. ήµ 1.12: ή ύ ύ 35kV µ ό ί ό µ ύ CFO ί 1.6 ί έ ό ά ί µ ί - ύ ό fiberglass. ό ί έ µί ό 0.46m ό ύ, ί µέ ύ 0.49m ά ό µ ό ό ό. ί ή µ µή CFO ή 180kV, ά µ ύ όµ ά µά. ό µ ό CFO µ ά ί 261kV, µό µ ά ί µέ µ ά ά -, ό έ ό ή µ ό ί ά έ όµ ά ύ ή ύ ά. µ ό µ ά ώµ ά - ί 325kV ό ά C. 59

60 ί 1.6: CFO ύ ύ 35kV Άµ ή µ : µή GFD ί ό ό ί ή : Ng = 0.04(60)1.25 = 6.68 ί / km2 / έ ύ ύ ί ί 1.13m ά ύ ά ί 1.22 m. ό ί 1.6 µό άµ µά ό έ ί : 0.6 N / ί /100 km / έ 60 µώµ ή µ µ ή ή ί 0.5 ί : Άµ ή µ µµή µή = 43,8 ί/100km/έ ή µµή ώ ά ύ ί ί ί µ ό 45, ό ί έ µ ό ύ ό ί. µό µά µ ί ί ό

61 ήµ 1.8 µ µί ί ί 10 µ ώ µ ύ 350kV CFO. ώµ ό άµ ή µ = (43.8 ί/ 100km/ έ )*(4% ό µά ) = 1.8 ώµ /100km/έ όµ ώµ : CFO 325kV, ά µ ύµ ύµ ό ί ό όµ ώµ ( ί ό µ ύ ήµ 1.5). µέ ό µό µά ί άµ ή µ ό ώµ έ µ ό ύ ά µ ά : έ ά = άµ = 1.8 ά µά / 100 km / έ έ ί έ : µό ύ ήµ 1.12 έ ά ή µ ά. ί ί ί ό 10 ί ί µ ί ί ύ ί µ ό. ήµ 1.8 µ ί µ ί µό ά µ ή µ ά ό ί ί. ά µ µ µ ί ά 50, ί µά ί 35% άµ µά (15 ά µ / 100 km/ έ ). ή ί ή ή fiberglass ό µό ί µ ώ. ό ύ µ ά CFO ά ά ά. ά ύ ή ά µ ά, ύ ό ή έ ί µ µ ί ό ά ώ. 61

62 62

63 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Διαδικασία μετρήσεων- Αποτελέσματα 2.1 Εισαγωγικά Κατά το σχεδιασμό του δικτύου διανομής της ΔΕΗ λογίζεται σε σημαντικό βαθμό η προστασία του από τα κεραυνικά πλήγματα. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να εξεταστεί κατά πόσο θεωρούνται προστατευμένες οι γραμμές κατά τον θεωρητικό σχεδιασμό για την προστασία των γραμμών σε σύγκριση με τα δεδομένα της ΔΕΗ για την κανονική λειτουργία των γραμμών. Για το δίκτυο διανομής της ΔΕΗ στην περιοχή Τριπόλεως εξετάσαμε πέντε εναέριες γραμμές οι οποίες είναι οι εξής: R-39 Τρίπολης, γραμμή Τρίπολη-Διαφορά χωριά στα προάστια Τρίπολης R-21 Τρίπολης, γραμμή Τρίπολη- Διαφορά χωριά της ενδοχώρας R-37 Τρίπολης, γραμμή Τρίπολη- Ελαιοχώρι, Άγιος Πέτρος R-36 Τρίπολης, γραμμή Τρίπολη- Διαφορά χωριά της ενδοχώρας R-22 Τρίπολης, γραμμή Τρίπολη- Διαφορά χωριά της ενδοχώρας (Νεστάνη, Αρτεμίσιο) Οι τέσσερις αυτές γραμμές υπάγονται στη περιφερική διεύθυνση Πελοποννήσου στον Υ/Σ Τρίπολης. Σε αυτό το σημείο θα ήθελα να δώσω τις ευχαριστίες μου στους υπαλλήλους και τεχνικούς της ΔΕΗ κ ιδιαιτέρα θα ήθελα να ευχαριστήσω τον διευθυντή της ΔΕΗ Τρίπολης κύριο Δελληγιάννη Αλέξανδρο, τον προϊστάμενο του υποτομέα εκμετάλλευσης ΔΕΔΔΗΕ ΑΕ της περιοχής Τρίπολης κύριο Ηλία Κούρο και τον κύριο Κρατημένο Ευστάθιο υπάλληλο της ΔΕΗ που χωρίς την πολύτιμη βοήθεια τους δεν θα ήταν δυνατή η εκπόνηση της παρούσας διπλωματικής εργασίας. Στο παρόν κεφάλαιο θα παρουσιάσουμε τα καταγεγραμμένα σφάλματα στα δελτία σημαντικών μη προγραμματιζόμενων διακοπών της δημόσιας επιχείρησης ηλεκτρισμού στη περιοχή Τρίπολης για τα έτη Τα σφάλματα που θα μας απασχολήσουν είναι αυτά που έχουν καταγραφεί με τις παρακάτω αιτιολογίες: Άγνωστο Άνεμος Άλλα αίτια 63

64 Ανθρώπινη επέμβαση Ατάνυστοι αγωγοί Ζώα πτηνά Κακοκαιρία Κακός χειρισμός Κλαδιά δέντρων Κεραυνός Ξένα σώματα Πάγος χιόνι Υλικά δικτύου Για να εξάγουμε το συμπέρασμα μας θα πρέπει πρώτα να υπολογίσουμε τα θεωρητικά σφάλματα πληγμάτων από κεραυνό για τις εναέριες γραμμές σύμφωνα με την οδηγία της ΙΕΕΕ για τη συμπεριφορά των εναέριων γραμμών διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτή τη μέθοδο θα την χρησιμοποιήσουμε για τη μελέτη και των πέντε γραμμών και θα υπολογίσουμε για την κάθε μια τον αντίστοιχο αριθμό σφαλμάτων σε περίπτωση πλήγματος από κεραυνό. Στην συνέχεια θα συγκρίνουμε τα θεωρητικά με τα πραγματικά σφάλματα και βάση αυτής της σύγκρισης θα εξάγουμε τα συμπεράσματα μας. 2.2 ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ Η πληροφορία που λάβαµε από την ΕΗ Τρίπολης για τις εν λόγω γραµµές διανοµής είναι ότι δεν προστατεύονται από αγωγό η αγωγούς προστασίας, παρά µόνο από αλεξικέραυνα, τα οποία βρίσκονται τοποθετημένα στους µμετασχηματιστές και στις διάφορες ενώσεις των γραµµών. Η διατοµή και ο τύπος των αγωγών είναι 3 95 ACSR που σηµαίνει ότι έχουµε τις τρεις αγωγούς για τις τρεις φάσεις διατοµής 95mm από αλουμίνιο µε ψυχή από χάλυβα. Επίσης οι γραµµές διανοµής που δεν έχουν αγωγούς προστασίας εφοδιάζονται µε διακόπτες ταχείας επαναφοράς. Ο υπολογισμός του ολικού αριθμού σφαλμάτων από κεραυνούς σε γραµµές διανοµής γίνεται αν αθροίσουµε τον αριθµό τριών επιµέρους τύπων σφαλµάτων. Αυτά είναι ο αριθµός βραχυκυκλωµάτων από άµεσα πλήγµατα κεραυνών στη 64

65 γραµµή, ο αριθµός βραχυκυκλωµάτων εξ αιτίας γειτονικών πληγµάτων και τέλος, τα σφάλµατα από ζηµιά του προστατευτικού εξοπλισµού. Η µμεθοδολογία ακολουθεί τα εξής βήµατα: Βήµα 1 : Εκτίµηση της πυκνότητας των κεραυνών στην περιοχή που εξετάζουµε (Ng). Η πυκνότητα κεραυνών στη γη µπορεί να εκτιµηθεί από τα δεδοµένα του ισοκεραυνικού χάρτη της Ελλάδας σε συνάρτηση µε µια εµπειρική προσέγγιση της κεραυνικής δραστηριότητας που λαµβάνεται από τους ντόπιους κατοίκους. Βήµα 2 : Εκτίµηση των πληγµάτων των κεραυνών σε απροστάτευτη γραµµή (N), αυτό εξαρτάται από τον τύπο του στύλου και της γραµµής και γίνεται µε βάση τον τύπο 4.6. ηλαδή σε γραµµή χωρίς εξωτερική προστασία, π.χ. δέντρα, σπίτια και άλλα. Βήµα 3 : Ο υπολογισµός του Sf συντελεστή θωράκισης της γραµµής από γειτονικά αντικείµενα. Γειτονικά δέντρα, ψηλά αντικείµενα ή και άλλες γραµµές ελαττώνουν ουσιαστικά τον αριθµό των πληγµάτων σε µία γραµµή. Βήµα 4 : Υπολογισµός του αριθµού των βραχυκυκλωµάτων Ns πουbοφείλονται σε άμεσα πλήγματα κεραυνών στη γραμμή. Βήµα 5 : Υπολογισµός του αριθµού των βραχυκυκλωµάτων Ni που οφείλονται σε έµµεσα πλήγµατα στη γραµµή. ηλαδή προσδιορισµός των επαγόµενων βραχυκυκλωµάτων. O αριθµός των επαγόµενων βραχυκυκλωµάτων υπολογίζεται θεωρώντας το µικρότερο CFO path (στην περίπτωσή µας 125 kv). Αυτό προκύπτει από τους πίνακες που δίνουν την τυπική αντοχή σε κρουστική τάση κεραυνών. Στην παρούσα περίπτωση των γραµµών διανοµής 20kV έχουµε (IEC - 71)[3]: Ύψιστη τάση λειτουργίας Τυπική αντοχή σε µικρής Τυπική αντοχή σε κρουστική εξοπλισµού Um(kV), τιµή διάρκειας εναλλασσόµενη τάση κεραυνών (kv), τιµή r.m.s. τάση (kv), τιµή r.m.s. peak Πίνακας 2.1: Τυπικά επίπεδα µόνωσης για 20kV [3] 65

66 Βρίσκουμε τον αριθµό των επαγόµενων βραχυκυκλωµάτων σε ανοιχτό έδαφος, δηλαδή για απροστάτευτη γραµµή. Έπειτα ανάγουµε αυτήν την τιµή στις συνθήκες της εκάστοτε περιοχής, πολλαπλασιάζοντας την µε το GFD της περιοχής µελέτης. Σύµφωνα µε την οδηγία της IEEE για να υπολογίσουµε τον αριθµό των έµµεσων βραχυκυκλωµάτων σε προστατευµένη γραµµή θεωρούµε ότι ο αριθµός αυτός βρίσκεται κάπου µεταξύ του αριθµού των επαγόµενων βραχυκυκλωµάτων σε ανοιχτό έδαφος και του αριθµού των άµεσων πληγµάτων σε ανοιχτό έδαφος. Βήµα 6 ο Εκτίµηση της τάξης σφαλµάτων Νp που οφείλεται στην µη καλή λειτουργία των προστατευτικών διατάξεων. Βήµα 7 ο Εκτίµηση του Νολ. (overall outage rate). O Νολ. για µια γραµµή διανοµής δίνεται από την έκφραση: N1 Ns Ni N p όπου, Ns= Υπολογίζεται από το Βήµα 4 Ni= Υπολογίζεται από το Βήµα 5 Np= Υπολογίζεται από το Βήµα 6 Βήµα 8ο: Το N1 που υπολογίσθηκε µε την παραπάνω διαδικασία είναι ανά 100km και έτος. Τέλος ανάγουµε το Ν1 στο πραγµατικό µήκος της γραµµής και προκύπτει το Νολ. 2.3 ΘΕΩΡΗΤΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΦΑΛΑΜΑΤΩΝ ΣΤΙΣ ΓΡΑΜΜΕΣ Παρακάτω ακολουθεί ο θεωρητικός υπολογισµός των σφαλµάτων για κάθε γραµµή ξεχωριστά Γραμμή R-39 Τρίπολης-Διάφορα χωριά στα προάστια της τρίπολη Η πρώτη γραμμή που μελετήσαμε η R-39 ενώνει τον υποσταθμό της τρίπολης με την βιομηχανική περιοχή της τρίπολης και αρκετά χωριά στα περίχωρα της πόλης. Πρόκειται για μια αστική περιοχή με μέτρια βλάστηση όσο ανάφορα τα περίχωρα της πόλης, η γραμμή λοιπόν έχει μεγάλο συντελεστή προστασίας από τις διάφορες 66

67 κατασκεύες που συνηπάρχουν μαζί με τη κατασκευή της γραμμής. Στη συνέχεια παρουσιάζεται η προσεγγιστική σχεδιάση της όδευσης της γραμμής όπως αποτυπώθηκε στους χάρτες του διαδυκτιακού ισότοπου google earth βάση των μονογραμμίκων σχεδίων των γραμμών τα οποία παραχωρήθηκαν από τη ΔΕΗ. Εικόνα 2.1 : Χάρτης από δορυφόρο με την όδευση της γραμμής R-39 Σύµφωνα µε τον µονογραµµικό χάρτη όδευσης της γραµµής που µας παραχωρήθηκε από την ΕΗ υπολογίσθηκε το συνολικό µήκος της γραµµής στα 53,004km. Θα ακολουθήσουµε την µεθοδολογία που αναλύθηκε στην προηγούµενη παράγραφο για να υπολογίσουμε τον θεωρητικό αριθμό σφαλμάτων από κεραυνό για τη γραμμή. Η εκτίµηση των ηµερών καταιγίδας ανά έτος για αυτή την περιοχή της Τρίπολης είναι σύμφωνα με το κλιματικό Άτλας της Ελλάδας (διατμηματική διπλωματική εθνικού Μετσόβιου πολυτεχνείου) [8][9][10] ως: Td 30 έ ί / έ Υπολογίζουμε τώρα την πυκνότητα κεραυνών στην επιφάνεια της γης ως εξής: N T N g g 2 Ng 2.80 ί / km / έ 67

68 Κάνοντας τη θεώρηση ότι το μέσο ύψος της γραμμής είναι στα 12m και το πλάτος στα 2.5m μπορούμε βάση και των παραπάνω στοιχείων να υπολογίσουμε τον αριθμό των σφαλμάτων που οφείλονται σε άμεσα πλήγματα κεραυνών, σε αθωράκιστη βεβαίως γραμμή διανομής ως: h b N N g /100 km / έ θωράκισης Στη συνέχεια και σύμφωνα με το βήμα 3 θα εισάγουμε τον συντελεστή s f της γραμμής λόγω γειτονικών αντικειμένων της κατασκευής. Η όλη διάταξη μπορεί να προστατεύεται από τα άμεσα πλήγματα κεραυνών από τα διάφορα δέντρα, κτίρια, βουνά ή γενικά υψηλότερες κατασκευές. Μια γραμμή η οποία προστατεύεται κατά αυτόν τον τρόπο δέχεται πολύ λιγότερα άμεσα πλήγματα από κεραυνό από ότι μια γραμμή σε ανοικτό έδαφος. Σύμφωνα με το παρακάτω σχήμα της σχετικής οδηγίας υπολογίζουμε τον προαναφερθείσα συντελεστή προστασίας ως εξής: Εικόνα 2.2: Υπολογισμός του συντελεστή προστασίας Από της πληροφορίες που λάβαμε από το μονογραμμικό σχέδιο της γραμμής το οποίο μας παρείχε βεβαίως η ΔΕΗ διαπιστώσαμε ότι πρόκειται για μια αστική γραμμή σε συνδυασμό με μέτρια βλάστηση θεωρούμε ότι γύρω από τη γραμμή υπάρχουν αντικείμενα χαμηλότερου ύψους: 68

69 - Μια μέση απόσταση από την κατασκευή 20m. - Ύψος εμπόδιων από τη δεξιά πλευρά 10m s f Ύψος εμπόδιων από την αριστερή πλευρά 10m s f Αθροίζοντας τώρα τους δύο επιμέρους συντελεστές προκύπτει ο συνολικός συντελεστής προστασίας για τη γραμμή: s f s f 1 s f Έχοντας υπολογίσει το συντελεστή προστασίας της γραμμής μπορούμε να υπολογίσουμε τον συνολικό αριθμό των άμεσων πληγμάτων της γραμμής από κεραυνούς ανά έτος στα 100km από το τύπο: N N 1 s ί /100 km / έ s f Έπειτα και σύμφωνα με την μεθοδολογία υπολογίζουμε τον αριθμό των έμμεσων πληγμάτων από κεραυνούς στη γραμμή. Ο αριθμός αυτός υπολογίζεται με τη βοήθεια του παρακάτω σχήματος της οδηγίας αν θεωρήσουμε το μικρότερο CFO path, το οποίο στην περίπτωση μας είναι 125kV. 69

70 Εικόνα 23.: Υπολογισμός επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων Χρησιμοποιώντας το παραπάνω σχήμα θεωρούμε ότι ο αριθμός των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων είναι τρία (3). Κάνουμε αναγωγή αυτού του αριθμού στην πυκνότητα των κεραυνών στην επιφάνεια της γης και υπολογίζουμε τον αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων: ό ώ ί /100 km / έ. Βεβαίως όταν μια γραμμή προστατεύεται όπως περιγράφηκε και νωρίτερα κατά τον υπολογισμό του συντελεστή θωράκισης τότε δέχεται λιγότερα άμεσα πλήγματα κεραυνών. Το κέρδος όμως της λειτουργίας των διαφόρων δομών 70

71 προστασίας αντισταθμίζεται από το γεγονός ότι οι διάφορες αυτές κατασκευές (ψηλά κτίρια, δέντρα) προσελκύουν και περισσότερα κεραυνικά πλήγματα κοντά στη γραμμή διανομής με αποτέλεσμα την αύξηση του αριθμού των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων. Για να καταλήξουμε στον τελικό αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων θεωρούμε μια προσαύξηση της τάξης του 80% στον αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων σε ανοικτό έδαφος. Όπως είναι κατανοητό μεγάλος συντελεστής προστασίας ή θωράκισης συνεπάγεται και μεγάλο αριθμό επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων στη γραμμή διανομής. Σύμφωνα με την οδηγία της IEEE ο συνολικός αριθμός των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων για μια γραμμή αναμένεται να είναι μεταξύ του αριθμού των άμεσων πληγμάτων σε ανοικτό έδαφος και του αριθμού των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων σε ανοικτό έδαφος. Άρα προκύπτουν τα παρακάτω: N ί /100 km / έ i Με N p 0 δηλαδή κάνοντας την παραδοχή ότι δεν υπάρχουν σφάλματα λόγω κακής λειτουργιάς των προστατευτικών διατάξεων στη γραμμή, υπολογίζουμε τον τελικό και συνολικό αριθμό των βραχυκυκλωμάτων που συμβαίνουν στην γραμμή διανομής R-39 ο οποίος δίνεται από την ακόλουθη σχέση:. N1 Ns Ni N p ί /100 km / έ. Τελικά, κάνοντας αναγωγή στον ολικό μήκος της γραμμής που έχουμε υπολογίσει από το μονογραμμικό σχέδιο της γραμμής(53km) προκύπτει ο συνολικός αριθμός βραχυκυκλωμάτων N ο οποίος υπολογίζεται: N ,53 11,76 ά / έ. Ο παραπάνω αριθμός είναι η θεωρητική τιμή των αναμενόμενων σφαλμάτων ανά έτος για τη γραμμή διανομής R-39, όπως θα δούμε και παρακάτω η αναμενόμενη με τη πραγματική τιμή των σφαλμάτων ανά έτος παρουσιάζει αποκλίσεις. 71

72 2.3.2 Γραμμή R-21 Τρίπολης-Διάφορα χωριά στα προάστια της τρίπολη Η δεύτερη γραμμή που μελετήσαμε, η R-21 ενώνει τον υποσταθμό της Τρίπολη με διάφορα χωριά της περιοχής του δήμου Λεβιδίου και δήμου Γορτυνίας. Πρόκειται για μια ορεινή γραμμή με πλούσια βλάστηση. Είναι μια γραμμή με την μεγαλύτερη συχνότητα σφαλμάτων συγκριτικά με τις υπόλοιπες που εξετάσαμε. Στην συνέχεια παρουσιάζεται η προσεγγιστική σχεδίαση της όδευσης της γραμμής όπως αποτυπώθηκε στους χάρτες του διαδυκτιακού ισοτόπου google earth βάση των μονογραμμικών σχεδίων των γραμμών τα οποία παραχωρήθηκαν από τη ΔΕΗ. Εικόνα 2.4 : Χάρτης από δορυφόρο με την όδευση της γραμμής R-21 Σύµφωνα µε τον µονογραµµικό χάρτη όδευσης της γραµµής που µας παραχωρήθηκε από την ΕΗ υπολογίσθηκε το συνολικό µήκος της γραµµής στα 172km. Θα ακολουθήσουµε την µεθοδολογία που αναλύθηκε στην προηγούµενη παράγραφο για να υπολογίσουμε τον θεωρητικό αριθμό σφαλμάτων από κεραυνό για τη γραμμή. Η εκτίµηση των ηµερών καταιγίδας ανά έτος για αυτή την περιοχή της Τρίπολης είναι σύμφωνα με το κλιματικό Άτλας της Ελλάδας (διατμηματική διπλωματική εθνικού Μετσόβιου πολυτεχνείου) [8][9][10] ως: Td 25 έ ί / έ 72

73 εξής: Υπολογίζουμε τώρα την πυκνότητα κεραυνών στην επιφάνεια της γης ως N T N g g 2 Ng 2.23 ί / km / έ Κάνοντας τη θεώρηση ότι το μέσο ύψος της γραμμής είναι στα 12m και το πλάτος στα 2.5m μπορούμε βάση και των παραπάνω στοιχείων να υπολογίσουμε τον αριθμό των σφαλμάτων που οφείλονται σε άμεσα πλήγματα κεραυνών, σε αθωράκιστη βεβαίως γραμμή διανομής ως: h b N N g /100 km / έ θωράκισης Στη συνέχεια και σύμφωνα με το βήμα 3 θα εισάγουμε τον συντελεστή s f της γραμμής λόγω γειτονικών αντικειμένων της κατασκευής. Η όλη διάταξη μπορεί να προστατεύεται από τα άμεσα πλήγματα κεραυνών από τα διάφορα δέντρα, κτίρια, βουνά ή γενικά υψηλότερες κατασκευές. Μια γραμμή η οποία προστατεύεται κατά αυτόν τον τρόπο δέχεται πολύ λιγότερα άμεσα πλήγματα από κεραυνό από ότι μια γραμμή σε ανοικτό έδαφος. Σύμφωνα με το παρακάτω σχήμα της σχετικής οδηγίας υπολογίζουμε τον προαναφερθείσα συντελεστή προστασίας ως εξής: Εικόνα 2.5: Υπολογισμός του συντελεστή προστασίας 73

74 Από της πληροφορίες που λάβαμε από το μονογραμμικό σχέδιο της γραμμής το οποίο μας παρείχε βεβαίως η ΔΕΗ διαπιστώσαμε ότι πρόκειται για μια αστική γραμμή σε συνδυασμό με μέτρια βλάστηση θεωρούμε ότι γύρω από τη γραμμή υπάρχουν αντικείμενα χαμηλότερου ύψους: - Μια μέση απόσταση από την κατασκευή 10m. - Ύψος εμπόδιων από τη δεξιά πλευρά 10m s f Ύψος εμπόδιων από την αριστερή πλευρά 10m s f Αθροίζοντας τώρα τους δύο επιμέρους συντελεστές προκύπτει ο συνολικός συντελεστής προστασίας για τη γραμμή: s f s f 1 s f Έχοντας υπολογίσει το συντελεστή προστασίας της γραμμής μπορούμε να υπολογίσουμε τον συνολικό αριθμό των άμεσων πληγμάτων της γραμμής από κεραυνούς ανά έτος στα 100km από το τύπο: N N 1 s ί /100 km / έ s f Έπειτα και σύμφωνα με την μεθοδολογία υπολογίζουμε τον αριθμό των έμμεσων πληγμάτων από κεραυνούς στη γραμμή. Ο αριθμός αυτός υπολογίζεται με τη βοήθεια του παρακάτω σχήματος της οδηγίας αν θεωρήσουμε το μικρότερο CFO path, το οποίο στην περίπτωση μας είναι 125kV. 74

75 Εικόνα 2.6: Υπολογισμός επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων Χρησιμοποιώντας το παραπάνω σχήμα θεωρούμε ότι ο αριθμός των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων είναι τρία (3). Κάνουμε αναγωγή αυτού του αριθμού στην πυκνότητα των κεραυνών στην επιφάνεια της γης και υπολογίζουμε τον αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων: ό ώ ί /100 km / έ. Βεβαίως όταν μια γραμμή προστατεύεται όπως περιγράφηκε και νωρίτερα κατά τον υπολογισμό του συντελεστή θωράκισης τότε δέχεται λιγότερα άμεσα πλήγματα κεραυνών. Το κέρδος όμως της λειτουργίας των διαφόρων δομών 75

76 προστασίας αντισταθμίζεται από το γεγονός ότι οι διάφορες αυτές κατασκευές (ψηλά κτίρια, δέντρα) προσελκύουν και περισσότερα κεραυνικά πλήγματα κοντά στη γραμμή διανομής με αποτέλεσμα την αύξηση του αριθμού των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων. Για να καταλήξουμε στον τελικό αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων θεωρούμε μια προσαύξηση της τάξης του 80% στον αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων σε ανοικτό έδαφος. Όπως είναι κατανοητό μεγάλος συντελεστής προστασίας ή θωράκισης συνεπάγεται και μεγάλο αριθμό επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων στη γραμμή διανομής. Σύμφωνα με την οδηγία της IEEE ο συνολικός αριθμός των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων για μια γραμμή αναμένεται να είναι μεταξύ του αριθμού των άμεσων πληγμάτων σε ανοικτό έδαφος και του αριθμού των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων σε ανοικτό έδαφος. Άρα προκύπτουν τα παρακάτω: N ί /100 km / έ i Με N p 0 δηλαδή κάνοντας την παραδοχή ότι δεν υπάρχουν σφάλματα λόγω κακής λειτουργιάς των προστατευτικών διατάξεων στη γραμμή, υπολογίζουμε τον τελικό και συνολικό αριθμό των βραχυκυκλωμάτων που συμβαίνουν στην γραμμή διανομής R-39 ο οποίος δίνεται από την ακόλουθη σχέση:. N1 N N N ί /100 km / έ. s i p Τελικά, κάνοντας αναγωγή στον ολικό μήκος της γραμμής που έχουμε υπολογίσει από το μονογραμμικό σχέδιο της γραμμής(53km) προκύπτει ο συνολικός αριθμός βραχυκυκλωμάτων N ο οποίος υπολογίζεται: N ά / έ. Ο παραπάνω αριθμός είναι η θεωρητική τιμή των αναμενόμενων σφαλμάτων ανά έτος για τη γραμμή διανομής R-21, όπως θα δούμε και παρακάτω η αναμενόμενη με τη πραγματική τιμή των σφαλμάτων ανά έτος παρουσιάζει αποκλίσεις. 76

77 2.3.3 Γραμμή R-37 Τρίπολης-Διάφορα χωριά στα προάστια της τρίπολη Η τρίτη γραμμή που μελετήσαμε η R-37 ενώνει τον υποσταθμό της τρίπολης με την και αρκετά χωριά στο νομό Αρκαδίας. Πρόκειται για μια περιοχή με σημαντική βλάστηση,η γραμμή λοιπόν έχει συντελεστή προστασίας από τις διάφορες κατασκεύες κ δέντρα που συνηπάρχουν μαζί με τη κατασκευή της γραμμής. Στη συνέχεια παρουσιάζεται η προσεγγιστική σχεδιάση της όδευσης της γραμμής όπως αποτυπώθηκε στους χάρτες του διαδυκτιακού ισότοπου google earth σχεδίων των γραμμών τα οποία παραχωρήθηκαν από τη ΔΕΗ. βάση των μονογραμμίκων Εικόνα 2.7 : Χάρτης από δορυφόρο με την όδευση της γραμμής R-37 Σύµφωνα µε τον µονογραµµικό χάρτη όδευσης της γραµµής που µας παραχωρήθηκε από την ΕΗ υπολογίσθηκε το συνολικό µήκος της γραµµής στα 230km. Θα ακολουθήσουµε την µεθοδολογία που αναλύθηκε στην προηγούµενη παράγραφο για να υπολογίσουμε τον θεωρητικό αριθμό σφαλμάτων από κεραυνό για τη γραμμή. Η εκτίµηση των ηµερών καταιγίδας ανά έτος για αυτή την περιοχή της Τρίπολης είναι σύμφωνα με το κλιματικό Άτλας της Ελλάδας (διατμηματική διπλωματική εθνικού Μετσόβιου πολυτεχνείου) [8][9][10] ως: Td 30 έ ί / έ 77

78 εξής: Υπολογίζουμε τώρα την πυκνότητα κεραυνών στην επιφάνεια της γης ως N T N g g 2 Ng 2.80 ί / km / έ Κάνοντας τη θεώρηση ότι το μέσο ύψος της γραμμής είναι στα 12m και το πλάτος στα 2.5m μπορούμε βάση και των παραπάνω στοιχείων να υπολογίσουμε τον αριθμό των σφαλμάτων που οφείλονται σε άμεσα πλήγματα κεραυνών, σε αθωράκιστη βεβαίως γραμμή διανομής ως: h b N N g /100 km / έ θωράκισης Στη συνέχεια και σύμφωνα με το βήμα 3 θα εισάγουμε τον συντελεστή s f της γραμμής λόγω γειτονικών αντικειμένων της κατασκευής. Η όλη διάταξη μπορεί να προστατεύεται από τα άμεσα πλήγματα κεραυνών από τα διάφορα δέντρα, κτίρια, βουνά ή γενικά υψηλότερες κατασκευές. Μια γραμμή η οποία προστατεύεται κατά αυτόν τον τρόπο δέχεται πολύ λιγότερα άμεσα πλήγματα από κεραυνό από ότι μια γραμμή σε ανοικτό έδαφος. Σύμφωνα με το παρακάτω σχήμα της σχετικής οδηγίας υπολογίζουμε τον προαναφερθείσα συντελεστή προστασίας ως εξής: Εικόνα 2.8: Υπολογισμός του συντελεστή προστασίας 78

79 Από της πληροφορίες που λάβαμε από το μονογραμμικό σχέδιο της γραμμής το οποίο μας παρείχε βεβαίως η ΔΕΗ διαπιστώσαμε ότι πρόκειται για μια γραμμή σε συνδυασμό με σημαντική λοφώδη βλάστηση θεωρούμε ότι γύρω από τη γραμμή υπάρχουν αντικείμενα χαμηλότερου ύψους: - Μια μέση απόσταση από την κατασκευή 10m. - Ύψος εμπόδιων από τη δεξιά πλευρά 10m s f Ύψος εμπόδιων από την αριστερή πλευρά 10m s f Αθροίζοντας τώρα τους δύο επιμέρους συντελεστές προκύπτει ο συνολικός συντελεστής προστασίας για τη γραμμή: s f s f 1 s f Έχοντας υπολογίσει το συντελεστή προστασίας της γραμμής μπορούμε να υπολογίσουμε τον συνολικό αριθμό των άμεσων πληγμάτων της γραμμής από κεραυνούς ανά έτος στα 100km από το τύπο: N N 1 s ί /100 km / έ s f Έπειτα και σύμφωνα με την μεθοδολογία υπολογίζουμε τον αριθμό των έμμεσων πληγμάτων από κεραυνούς στη γραμμή. Ο αριθμός αυτός υπολογίζεται με τη βοήθεια του παρακάτω σχήματος της οδηγίας αν θεωρήσουμε το μικρότερο CFO path, το οποίο στην περίπτωση μας είναι 125kV. 79

80 Εικόνα 2.9: Υπολογισμός επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων Χρησιμοποιώντας το παραπάνω σχήμα θεωρούμε ότι ο αριθμός των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων είναι τρία (3). Κάνουμε αναγωγή αυτού του αριθμού στην πυκνότητα των κεραυνών στην επιφάνεια της γης και υπολογίζουμε τον αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων: ό ώ ί /100 km / έ. Βεβαίως όταν μια γραμμή προστατεύεται όπως περιγράφηκε και νωρίτερα κατά τον υπολογισμό του συντελεστή θωράκισης τότε δέχεται λιγότερα άμεσα πλήγματα κεραυνών. Το κέρδος όμως της λειτουργίας των διαφόρων δομών 80

81 προστασίας αντισταθμίζεται από το γεγονός ότι οι διάφορες αυτές κατασκευές (ψηλά κτίρια, δέντρα) προσελκύουν και περισσότερα κεραυνικά πλήγματα κοντά στη γραμμή διανομής με αποτέλεσμα την αύξηση του αριθμού των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων. Για να καταλήξουμε στον τελικό αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων θεωρούμε μια προσαύξηση της τάξης του 80% στον αριθμό των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων σε ανοικτό έδαφος. Όπως είναι κατανοητό μεγάλος συντελεστής προστασίας ή θωράκισης συνεπάγεται και μεγάλο αριθμό επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων στη γραμμή διανομής. Σύμφωνα με την οδηγία της IEEE ο συνολικός αριθμός των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων για μια γραμμή αναμένεται να είναι μεταξύ του αριθμού των άμεσων πληγμάτων σε ανοικτό έδαφος και του αριθμού των επαγόμενων βραχυκυκλωμάτων σε ανοικτό έδαφος. Άρα προκύπτουν τα παρακάτω: N ί /100 km / έ i Με N p 0 δηλαδή κάνοντας την παραδοχή ότι δεν υπάρχουν σφάλματα λόγω κακής λειτουργιάς των προστατευτικών διατάξεων στη γραμμή, υπολογίζουμε τον τελικό και συνολικό αριθμό των βραχυκυκλωμάτων που συμβαίνουν στην γραμμή διανομής R-39 ο οποίος δίνεται από την ακόλουθη σχέση:. N1 Ns Ni N p ί /100 km / έ. Τελικά, κάνοντας αναγωγή στον ολικό μήκος της γραμμής που έχουμε υπολογίσει από το μονογραμμικό σχέδιο της γραμμής(230km) προκύπτει ο συνολικός αριθμός βραχυκυκλωμάτων N ο οποίος υπολογίζεται: N ά / έ. Ο παραπάνω αριθμός είναι η θεωρητική τιμή των αναμενόμενων σφαλμάτων ανά έτος για τη γραμμή διανομής R-37, όπως θα δούμε και παρακάτω η αναμενόμενη με τη πραγματική τιμή των σφαλμάτων ανά έτος παρουσιάζει αποκλίσεις. 81

82 2.3.4 Γραμμή R-36 Τρίπολης-Διάφορα χωριά στα προάστια της τρίπολη Η τέταρτη γραμμή που μελετήσαμε, η R-36 ενώνει τον υποσταθμό της Τρίπολη με διάφορα χωριά της περιοχής του δήμου Φαλάνθου και δήμου Τρίπολης. Πρόκειται για μια ορεινή γραμμή με πλούσια βλάστηση. Είναι μια γραμμή με την μεγαλύτερη συχνότητα σφαλμάτων συγκριτικά με τις υπόλοιπες που εξετάσαμε. Στην συνέχεια παρουσιάζεται η προσεγγιστική σχεδίαση της όδευσης της γραμμής όπως αποτυπώθηκε στους χάρτες του διαδυκτιακού ισοτόπου google earth βάση των μονογραμμικών σχεδίων των γραμμών τα οποία παραχωρήθηκαν από τη ΔΕΗ. Εικόνα 2.10 : Χάρτης από δορυφόρο με την όδευση της γραμμής R-36 Σύµφωνα µε τον µονογραµµικό χάρτη όδευσης της γραµµής που µας παραχωρήθηκε από την ΕΗ υπολογίσθηκε το συνολικό µήκος της γραµµής στα 198km. Θα ακολουθήσουµε την µεθοδολογία που αναλύθηκε στην προηγούµενη παράγραφο για να υπολογίσουμε τον θεωρητικό αριθμό σφαλμάτων από κεραυνό για τη γραμμή. 82

83 Η εκτίµηση των ηµερών καταιγίδας ανά έτος για αυτή την περιοχή της Τρίπολης είναι σύμφωνα με το κλιματικό Άτλας της Ελλάδας (διατμηματική διπλωματική εθνικού Μετσόβιου πολυτεχνείου) [8][9][10] ως: Td 25 έ ί / έ Υπολογίζουμε τώρα την πυκνότητα κεραυνών στην επιφάνεια της γης ως εξής: N T N g g 2 Ng 2.23 ί / km / έ Κάνοντας τη θεώρηση ότι το μέσο ύψος της γραμμής είναι στα 12m και το πλάτος στα 2.5m μπορούμε βάση και των παραπάνω στοιχείων να υπολογίσουμε τον αριθμό των σφαλμάτων που οφείλονται σε άμεσα πλήγματα κεραυνών, σε αθωράκιστη βεβαίως γραμμή διανομής ως: h b N N g /100 km / έ θωράκισης Στη συνέχεια και σύμφωνα με το βήμα 3 θα εισάγουμε τον συντελεστή s f της γραμμής λόγω γειτονικών αντικειμένων της κατασκευής. Η όλη διάταξη μπορεί να προστατεύεται από τα άμεσα πλήγματα κεραυνών από τα διάφορα δέντρα, κτίρια, βουνά ή γενικά υψηλότερες κατασκευές. Μια γραμμή η οποία προστατεύεται κατά αυτόν τον τρόπο δέχεται πολύ λιγότερα άμεσα πλήγματα από κεραυνό από ότι μια γραμμή σε ανοικτό έδαφος. 83