Η ύλη του βιβλίου περιλαμβάνει δέκα κεφάλαια.

vii Πρόλογος Σκοπός του παρόντος βιβλίου είναι να διερευνήσει τη λειτουργία των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ) υπό την επίδραση διαταραχών. Καλύπτει την ύλη των μαθημάτων «Ανάλυση ΣΗΕ ΙΙ» και «Έλεγχος και Ευστάθεια ΣΗΕ», που διδάσκονται στους φοιτητές του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Η λειτουργία των ΣΗΕ στη μόνιμη κατάσταση είναι αντικείμενο άλλου μαθήματος. Η έννοια του συστήματος προσδιορίζει τον τρόπο ανάπτυξης των θεμάτων με έμφαση στην ποιοτική και φυσική κατανόηση των προβλημάτων και των λύσεών τους, ώστε να γίνουν κατανοητά τα λειτουργικά χαρακτηριστικά των ΣΗΕ. Το βιβλίο καλύπτει κλασσικά και σύγχρονα θέματα που συναντώνται στη μελέτη και εξάσκηση της επιστήμης του ηλεκτρολόγου μηχανικού, γι αυτό είναι χρήσιμο για νέους αλλά και έμπειρους ηλεκτρολόγους μηχανικούς. Ιδιαίτερη προσπάθεια κατεβλήθη να παρουσιασθούν για πρώτη φορά σε προπτυχιακό επίπεδο τα σύγχρονα θέματα ελέγχου της πραγματικής και της αέργου ισχύος με τη χρήση μετατροπέων, που χρησιμοποιούν διακοπτικά στοιχεία στερεάς κατάστασης. Η αξιοποίηση αυτών των μετατροπέων οδήγησε στην τάση για ανάπτυξη των «Αποδοτικότερων Δικτύων Μεταφοράς» και των «Ευέλικτων Συστημάτων Διανομής». Αν και η έμφαση του βιβλίου είναι στην κατανόηση και ανάλυση των βασικών προβλημάτων στα ΣΗΕ, επειδή το μέγεθος των ΣΗΕ απαιτεί για την επίλυση των πραγματικών προβλημάτων τους ευρεία χρήση Ηλεκτρονικού Υπολογιστή (Η/Υ), απαραίτητο συμπλήρωμα στην ανάπτυξη των θεμάτων είναι η περιγραφή της μεθοδολογίας ανάλυσης των ΣΗΕ με Η/Υ. Με ιδιαίτερη προσοχή επελέγησαν τ αριθμητικά Παραδείγματα, που αποτελούν απαραίτητο συμπλήρωμα στην κατα-

viii νόηση των θεμάτων που αναπτύσσονται. Προς την κατεύθυνση αυτή συμβάλλει σημαντικά και η επίλυση των Προβλημάτων (υπάρχουν οι απαντήσεις τους) που συνοδεύουν τα κεφάλαια. Η ύλη του βιβλίου περιλαμβάνει δέκα κεφάλαια. Στο εισαγωγικό κεφάλαιο 1 παρέχονται γενικές γνώσεις που σχετίζονται με την παραγωγή, μεταφορά και διανομή της ηλεκτρικής ενέργειας, πιθανούς τρόπους αποθήκευσης της, τα ηλεκτρικά φορτία και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Τα κυματικά φαινόμενα στα ΣΗΕ και η ανάλυση συμμετρικών και ασύμμετρων βραχυκυκλωμάτων με τη βοήθεια των συμμετρικών συνιστωσών εξετάζονται στα κεφάλαια 2, 3 και 4. Τα συστήματα ελέγχου πραγματικής ισχύος συχνότητας και αέργου ισχύοςτάσης εξετάζονται στα κεφάλαια 5 και 6 αντίστοιχα. Για την ανάλυση και σχεδίασή τους αξιοποιήθηκαν κλασσικές αλλά και σύγχρονες μεθοδολογίες ελέγχου. Η χρήση μετατροπέων με διακοπτικά στοιχεία στερεάς κατάστασης για τον έλεγχο της ροής πραγματικής και αέργου ισχύος περιγράφεται σε αυτά τα κεφάλαια. Το κεφάλαιο 7 ασχολείται με τη μεταβατική ευστάθεια των ΣΗΕ. Το κριτήριο των ίσων εμβαδών χρησιμοποιείται για τη διασαφήνιση της έννοιας της μεταβατικής ευστάθειας, ενώ αναπτύσσεται ο αλγόριθμος επίλυσης της μεταβατικής ευστάθειας μεγάλων ΣΗΕ. Η διαδικασία με την οποία αποκτούμε την καλύτερη εκτίμηση των μεταβλητών κατάστασης των ΣΗΕ, χρησιμοποιώντας μετρήσεις που γνωρίζουμε ότι έχουν λάθη και είναι πλεονασματικές, γνωστή ως εκτίμηση κατάστασης αναπτύσσεται στο κεφάλαιο 8. Η έννοια των Αποδοτικότερων Δικτύων Μεταφοράς και των Ευέλικτων Συστημάτων Διανομής καθώς και οι συσκευές με τις οποίες επιτυγχάνεται η δημιουργία τους περιγράφονται στο κεφάλαιο 9. Τα ποικίλα τεχνοοικονομικά προβλήματα από την απελευθέρωση της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας, οι θετικές και αρνητικές επιπτώσεις και οι παράγοντες που θα τις διαμορφώσουν, σύμφωνα με τις διεθνείς εμπειρίες, παρουσιάζονται σύντομα στο κεφάλαιο 10.

ix Για την επιμελημένη εργασία τους θερμές ευχαριστίες επιθυμώ να εκφράσω στο μεταπτυχιακό φοιτητή Νικόλαο Αντωνίου, για τη δακτυλογράφηση του βιβλίου, στους γιους μου Παναγή και Ανέστη για την εκπόνηση των σχημάτων και τον Παναγή που φιλοτέχνησε το εξώφυλλο του βιβλίου. Θερμές ευχαριστίες οφείλω να εκφράσω και προς την οικογένειά μου και τους γονείς μου για τη συνεχή συμπαράσταση και κατανόησή τους κατά τη συγγραφή του βιβλίου Πάτρα, Σεπτέμβριος 2004 Νικόλαος Α. Βοβός

xi Περιεχόμενα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΣΗΕ 1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ. 1 1.2 ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΣΗΕ.. 2 1.3 ΑΤΜΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟΙ ΣΤΑΘΜΟΙ. 8 1.3.1 Συμπαραγωγή. 12 1.4 ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΙΚΟΙ ΣΤΑΘΜΟΙ 12 1.5 ΣΥΝΔΥΑΣΜΕΝΟΥ ΚΥΚΛΟΥ ΣΤΑΘΜΟΙ. 13 1.6 ΝΤΙΖΕΛΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟΙ ΣΤΑΘΜΟΙ.. 14 1.7 ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟΙ ΣΤΑΘΜΟΙ.. 15 1.7.1 Παλιρροιακοί υδροηλεκτρικοί σταθμοί.. 20 1.8 ΠΥΡΗΝΙΚΟΙ ΣΤΑΘΜΟΙ.. 21 1.9 ΜΑΓΝΗΤΟΫΔΡΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ (ΜΥΔ). 25 1.10 ΜΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ.. 26 1.11 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ... 28 1.12 ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 29 1.13 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΠΟ ΒΙΟΜΑΖΑ 32 1.14 ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ.. 33 1.15 ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ.. 34 1.16 ΦΟΡΤΙΑ. 38 1.17 ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. 40 1.18 ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ 40 ΑΝΑΦΟΡΕΣ.. 41 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΚΥΜΑΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗ ΣΥΜΜΕΤΡΙΚΩΝ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ 2.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ. 43 2.2 ΥΠΕΡΤΑΧΕΑ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΑ-ΚΥΜΑΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ 43 2.3 ΜΕΣΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ-ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑΤΑ... 44 2.4 ΒΡΑΔΕΑ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ-ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΗ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ 46 2.5 ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΤΙΣ ΓΡΑΜΜΕΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ. 47 2.6 ΑΝΑΚΛΑΣΕΙΣ ΚΥΜΑΤΟΣ. 50 2.6.1 Παράσταση γραμμών με συγκεντρωμένες παραμέτρους. 56 2.7 ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΛΟΓΩ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΔΙΑΚΟΠΤΩΝ 57 2.8 ΣΥΜΜΕΤΡΙΚΑ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑΤΑ 59

xii 2.8.1 Αντοχή σε βραχυκύκλωμα (SCC). 60 2.8.2 Υπολογισμός του ρεύματος βραχυκύκλωσης με το θεώρημα του Thevenin 61 2.9 ΣΥΜΜΕΤΡΙΚΑ ΤΡΙΦΑΣΙΚΑ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΣΤΙΣ ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ 66 2.9.1 Ρεύματα βραχυκύκλωσης σε εναλλακτήρα 66 2.9.2 Επαγωγικές αντιστάσεις σύγχρονων μηχανών. 69 2.10 ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. 73 2.11 ΕΣΩΤΕΡΙΚΕΣ ΤΑΣΕΙΣ ΦΟΡΤΙΣΜΕΝΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ ΣΕ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ. 77 2.12 ΔΙΕΥΚΡΙΝΙΣΤΙΚΟ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΣΥΜΜΕΤΡΙΚΩΝ ΣΥΝΙΣΤΩΣΩΝ.. 81 2.12.1 Πορεία της λύσης 82 2.12.2 Κατασκευή του ισοδυνάμου κυκλώματος 82 2.12.3 Υπολογισμός των μεταβολών των ρευμάτων και τάσεων 85 2.12.4 Ρεύματα και τάσεις μετά το βραχυκύκλωμα 89 2.13 ΣΥΣΤΗΜΑΤΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ 90 2.14 ΠΕΡΙΛΗΨΗ 95 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 96 ΑΝΑΦΟΡΕΣ.. 100 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΣΥΜΜΕΤΡΙΚΕΣ ΣΥΝΙΣΤΩΣΕΣ ΚΑΙ ΑΚΟΛΟΥΘΙΑΚΑ ΔΙΚΤΥΑ 3.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 102 3.2 ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΣΥΜΜΕΤΡΙΚΩΝ ΣΥΝΙΣΤΩΣΩΝ. 102 3.3 ΡΕΥΜΑ ΟΥΔΕΤΕΡΟΥ 106 3.4 ΤΡΙΦΑΣΙΚΗ ΙΣΧΥΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙ ΣΥΜΜΕΤΡΙΚΩΝ ΣΥΝΙΣΤΩΣΩΝ.. 107 3.5 ΔΙΑΜΗΚΕΙΣ ΣΥΝΘΕΤΕΣ ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΙΣ ΑΣΥΜΜΕΤΡΕΣ 108 3.6 ΑΚΟΛΟΥΘΙΑΚΕΣ ΣΥΝΘΕΤΕΣ ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΚΟΛΟΥΘΙΑΚΑ ΔΙΚΤΥΑ... 113 3.7 ΑΚΟΛΟΥΘΙΑΚΑ ΔΊΚΤΥΑ ΑΦΟΡΤΙΣΤΩΝ ΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ 114 3.8 ΣΥΝΘΕΤΕΣ ΑΚΟΛΟΥΘΙΑΚΕΣ ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΙΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΩΝ. 118 3.9 ΣΥΝΘΕΤΕΣ ΑΚΟΛΟΥΘΙΑΚΕΣ ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΙΣ ΓΡΑΜΜΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ 122 3.10 ΦΑΣΙΚΗ ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗ ΣΕ ΕΝΑ Υ/Δ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΗ 129 3.11 ΠΕΡΙΛΗΨΗ... 136 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ... 137 ΑΝΑΦΟΡΕΣ. 139 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΑΣΥΜΜΕΤΡΑ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑΤΑ 4.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 140 4.2 ΚΛΑΣΙΚΟΣ ΤΡΟΠΟΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΑΣΥΜΜΕΤΡΩΝ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. 141 4.3 ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΦΑΣΙΚΩΝ ΠΟΣΟΤΗΤΩΝ ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΟΝ ΤΥΠΟ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑ- ΤΟΣ... 142 4.3.1 Στερεά βραχυκυκλώματα στους ακροδέκτες σύγχρονων γεννητριών. 142 4.3.2 Στερεά βραχυκυκλώματα σε γραμμές μεταφοράς... 143 4.3.3 Βραχυκυκλώματα δια μέσου συνθέτων αντιστάσεων σε γραμμές μεταφοράς.. 145 4.4 ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΩΝ ΦΑΣΙΚΩΝ ΣΥΝΘΗΚΩΝ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ΣΤΙΣ ΣΥΜΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΟΥΣ ΣΥΝΙΣΤΩΣΕΣ 146 4.4.1 Στερεά βραχυκυκλώματα στους ακροδέκτες σύγχρονων γεννητριών. 146 4.4.2 Στερεά βραχυκυκλώματα σε γραμμές μεταφοράς 148 4.4.3 Βραχυκυκλώματα δια μέσου συνθέτων αντιστάσεων σε γραμμές μεταφοράς 149 4.5 ΣΥΝΔΕΣΗ ΑΚΟΛΟΥΘΙΑΚΏΝ ΔΙΚΤΥΩΝ 152 4.5.1 Στερεά βραχυκυκλώματα στους ακροδέκτες σύγχρονων γεννητριών. 152

xiii 4.5.2 Στερεά βραχυκυκλώματα σε γραμμές μεταφοράς... 154 4.5.3 Βραχυκυκλώματα δια μέσου συνθέτων αντιστάσεων σε γραμμές. 155 4.6 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΣ ΡΕΥΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΤΑΣΕΩΝ ΣΤΗ ΘΕΣΗ ΤΟΥ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ 156 4.6.1 Στερεά βραχυκυκλώματα στους ακροδέκτες σύγχρονων γεννητριών. 157 4.6.2 Στερεά βραχυκυκλώματα σε γραμμές μεταφοράς 158 4.6.3 Βραχυκυκλώματα δια μέσου συνθέτων αντιστάσεων σε γραμμές..... 159 4.7 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΦΑΣΙΚΩΝ ΤΙΜΩΝ ΡΕΥΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΤΑΣΕΩΝ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ. 161 4.7.1 Στερεά βραχυκυκλώματα στους ακροδέκτες σύγχρονων γεννητριών. 161 4.7.2 Στερεά βραχυκυκλώματα σε γραμμές μεταφοράς 163 4.7.3 Βραχυκυκλώματα δια μέσου συνθέτων αντιστάσεων στις γραμμές.. 163 4.8 ΨΗΦΙΑΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΣΥΜΜΕΤΡΩΝ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ Z bus 180 4.9 ΕΠΙΛΟΓΗ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ... 181 4.9.1 Ακολουθιακά δίκτυα 181 4.10 ΣΥΣΤΗΜΑΤΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΣΥΜΜΕΤΡΩΝ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. 183 4.11 ΠΕΡΙΛΗΨΗ... 192 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 192 ΑΝΑΦΟΡΕΣ.. 196 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗΣ ΙΣΧΥΟΣ-ΣΥΧΝΌΤΗΤΑΣ 5.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 197 5.2 ΚΕΝΤΡΟ ΚΑΤΑΝΟΜΗΣ ΦΟΡΤΙΟΥ. 198 5.3 ΔΟΜΗ ΨΗΦΙΑΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ 201 5.3.1 Σύστημα ελέγχου ηλεκτρικής ενέργειας της Ελλάδoς.. 204 5.4 ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΥΤΟΜΑΤΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ.. 205 5.5 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΧΩΡΙΣ ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΕΛΕΓΧΟ 206 5.6 ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΒΡΟΧΩΝ P- f ΚΑΙ Q-V 208 5.7 ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΔΙΑΦΟΡΩΝ. 209 5.8 ΑΥΤΟΜΑΤΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΦΟΡΤΙΟΥ-ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ. 210 5.9 ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΟΥ ΡΥΘΜΙΣΤΗ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ. 213 5.10 ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΟΥ ΣΤΡΟΒΙΛΟΥ. 215 5.11 ΔΙΑΙΡΕΣΗ ΦΟΡΤΙΟΥ ΜΕΤΑΞΥ ΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ.. 219 5.12 ΔΙΑΙΡΕΣΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΣΕ ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΕΛΕΓΧΟΥ. 222 5.13 ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ ΙΣΧΥΟΣ ΣΕ ΠΕΡΙΟΧΗ ΕΛΕΓΧΟΥ 223 5.14 ΣΧΗΜΑΤΙΚΗ ΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΕΛΕΓΧΟΥ. 226 5.15 ΕΛΕΓΧΟΣ ΙΣΧΥΟΣ-ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΑΠΟΜΟΝΩΜΕΝΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΕΛΕΓΧΟΥ 230 5.16 ΕΝΤΟΛΗ ΕΛΕΓΧΟΥ Δ P c = 0... 230 5.17 ΕΝΤΟΛΗ ΕΛΕΓΧΟΥ ΔP c 0... 236 5.18 ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΥΟ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΕΛΕΓΧΟΥ. 242 5.19 ΝΕΑ ΜΟΝΙΜΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΔΥΟ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΜΕ Δ Pc1 =Δ Pc2 = 0. 243 5.20 ΧΡΟΝΙΚΗ ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΔΥΟ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΜΕ Δ Pc1 =Δ Pc2 = 0 245 5.21 ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΥΟ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΕΛΕΓΧΟΥ ΜΕ ΔP c 0... 249 5.22 ΕΛΕΓΧΟΣ P-f ΓΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑ n-περιοχων ΕΛΕΓΧΟΥ. 251 5.23 ΒΕΛΤΙΣΤΗ ΡΥΘΜΙΣΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ 253 5.24 ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΣΤΙΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ 255 5.25 ΒΕΛΤΙΣΤΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΣΗΕ.. 257 5.26 ΜΟΝΤΕΛΟ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΓΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΥΟ ΠΕΡΙΟΧΩΝ 257 5.27 ΒΕΛΤΙΣΤΗ ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΗ ΕΛΕΓΧΟΥ.. 261

xiv 5.28 ΠΕΡΙΛΗΨΗ... 265 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ... 265 ΑΝΑΦΟΡΕΣ.. 269 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΕΡΓΟΥ ΙΣΧΥΟΣ-ΤΑΣΗΣ 6.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ. 270 6.2 ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΛΕΓΧΟΥ ΤΑΣΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ. 271 6.3 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΡΥΘΜΙΣΤΗ ΤΑΣΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ 273 6.4 ΑΠΛΗ ΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ.. 276 6.5 ΚΥΚΛΩΜΑ ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΡΥΘΜΙΣΤΗ ΤΑΣΗΣ.. 277 6.6 ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ. 278 6.7 ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ Q-V 284 6.8 ΕΞΑΡΤΗΣΗ ΤΗΣ ΤΑΣΗΣ ΖΥΓΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΕΡΓΟ ΙΣΧΥ 285 6.9 ΜΕΘΟΔΟΙ ΕΛΕΓΧΟΥ ΤΗΣ ΤΑΣΗΣ ΖΥΓΩΝ. 288 6.10 ΧΩΡΗΤΙΚΗ ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΗ ΣΕΙΡΑΣ.. 289 6.11 ΕΓΚΑΡΣΙΑ ΧΩΡΗΤΙΚΗ ΚΑΙ ΕΠΑΓΩΓΙΚΗ ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΗ 294 6.11.1 Βασικές αρχές λειτουργίας TSC και TCR.. 300 6.12 ΣΥΓΧΡΟΝΟΣ ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΤΗΣ. 302 6.13 ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΗΣ ΤΑΣΗΣ ΜΕ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΗ.. 304 6.13.1 Μετασχηματιστής αντιστάθμισης.... 306 6.13.2 Μετασχηματιστές με στατικό-ηλεκτρονικό LTC.. 307 6.14 ΑΣΤΑΘΕΙΑ ΤΑΣΗΣ.. 309 6.14.1 Ανάλυση φαινομένου της αστάθειας τάσης... 311 6.14.2 Χρονική διάρκεια της αστάθειας τάσης. 316 6.15 ΠΕΡΙΛΗΨΗ 318 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ... 319 ΑΝΑΦΟΡΕΣ... 321 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΉ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 7.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ. 322 7.2 ΣΥΓΧΡΟΝΙΣΜΟΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ ΣΕ ΑΠΕΙΡΟ ΖΥΓΟ... 323 7.3 ΑΠΛΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΥΟ ΜΗΧΑΝΩΝ. 327 7.4 ΟΡΙΣΜΟΙ ΚΑΙ ΕΠΕΞΗΓΗΣΗ ΤΩΝ ΟΡΩΝ.. 329 7.5 ΤΥΠΟΙ ΑΣΤΑΘΕΙΑΣ. 333 7.6 ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΗ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ- ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ. 336 7.7 ΕΞΙΣΩΣΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗΣ 337 7.8 ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΗ ΙΣΧΥΣ ΣΤΡΟΒΙΛΟΥ.. 339 7.9 ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΞΟΔΟΣ ΤΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ... 340 7.10 ΑΠΛΗ ΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΣΥΓΧΡΟΝΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ.. 348 7.11 ΜΕΘΟΔΟΙ ΜΕΛΕΤΗΣ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΗΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ.. 349 7.12 ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΙΣΩΝ ΕΜΒΑΔΩΝ ΓΙΑ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΗ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ 349 7.13 ΑΛΛΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΚΡΙΤΗΡΙΟΥ ΤΩΝ ΙΣΩΝ ΕΜΒΑΔΩΝ.. 353 7.13.1 Αποσύνδεση παράλληλης γραμμής 354 7.13.2 Τριφασικό βραχυκύκλωμα σε παράλληλη γραμμή 356 7.14 ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΕΠΙΛΥΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗΣ (ΕΜΜΕΣΗ ΛΥΣΗ)... 366 7.15 ΜΕΛΕΤΗ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΗΣ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. 368 7.15.1 Περιγραφή του συστήματος 369 7.15.2 Λύση του προβλήματος.. 370

xv 7.16 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΡΟΗΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΙΛΥΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ. 375 7.17 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ... 377 7.18 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΗ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ 379 7.19 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΕΛΕΓΧΟΥ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΤΑΣΗΣ ΣΤΗ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΗ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑ... 380 7.20 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΒΡΟΧΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ.. 381 7.21 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΒΡΟΧΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΤΑΣΗΣ. 383 7.22 ΣΧΕΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΤΑΣΗΣ ΔΙΕΓΕΡΣΗΣ ΚΑΙ ΤΕΡΜΑΤΙΚΗΣ ΤΑΣΗΣ.. 384 7.23 ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ... 385 7.24 ΠΕΡΙΛΗΨΗ 386 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ... 388 ΑΝΑΦΟΡΕΣ... 391 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ 8.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ. 392 8.2 ΕΚΤΙΜΗΤΗΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΑΠΟ ΤΗ ΡΟΗ ΙΣΧΥΟΣ ΓΡΑΜΜΩΝ 395 8.3 ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ. 405 8.4 ΔΕΙΚΤΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΓΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΜΕ ΘΟΡΥΒΟ. 406 8.5 ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ... 409 8.6 ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΣ ΕΣΦΑΛΜΕΝΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ... 410 8.7 ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ Σ ν ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΑΝΟΝΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ 412 8.8 ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΤΗΣ ΕΚΤΙΜΗΣΗΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΜΕ ΤΗΝ ΠΡΟΣΘΕΣΗ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ. 418 8.9 ΠΕΡΙΛΗΨΗ..... 423 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ. 423 ΑΝΑΦΟΡΕΣ... 425 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΤΕΡΑ ΔΙΚΤΥΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΑΙ ΕΥΕΛΙΚΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΔΙΑΝΟΜΗΣ 9.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ. 427 9.2 ΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΕΛΕΓΚΤΩΝ ΙΣΧΥΟΣ ΣΤΑ FACTS.. 430 9.2.1 Αντισταθμιστής κορεσμένης επαγωγής.. 432 9.2.2 Ελεγχόμενος με θυρίστορ ρυθμιστής φασικής γωνίας... 435 9.2.3 Ενοποιημένος ελεγκτής ροής ισχύος.. 435 9.3 ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΙΣΧΥΟΣ 437 9.4 ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ ΓΙΑ ΤΗ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΕΥΕΛΙΚΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΔΙΑΝΟΜΗΣ 439 9.5 ΔΙΑΚΟΠΤΙΚΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ..... 442 9.6 ΕΓΚΑΡΣΙΟΙ ΚΑΙ ΣΕΙΡΙΑΚΟΙ ΡΥΘΜΙΣΤΕΣ.... 446 9.7 ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΤΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ.. 449 ΑΝΑΦΟΡΕΣ... 452 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 ΑΠΕΛΕΥΘΕΡΩΣΗ ΤΗΣ ΑΓΟΡΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ: ΔΙΕΘΝΕΙΣ ΕΜΠΕΙΡΙΕΣ 10.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 454 10.2 ΜΟΡΦΕΣ ΑΠΕΛΕΥΘΕΡΩΣΗΣ ΤΗΣ ΑΓΟΡΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. 456

xvi 10.3 ΑΠΕΛΕΥΘΕΡΩΣΗ ΤΗΣ ΑΓΟΡΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΙΣ ΗΠΑ. 459 10.4 ΑΠΕΛΕΥΘΕΡΩΣΗ ΤΗΣ ΑΓΟΡΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΗ ΒΡΕΤΑΝΙΑ... 461 10.5 ΑΠΕΛΕΥΘΕΡΩΣΗ ΤΗΣ ΑΓΟΡΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΗ ΝΟΡΒΗΓΙΑ... 464 10.6 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΠΕΛΕΥΘΕΡΩΣΗ ΤΗΣ ΑΓΟΡΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΥ.. 465 10.7 ΑΠΕΛΕΥΘΕΡΩΣΗ ΤΗΣ ΑΓΟΡΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ... 468 10.8 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ. 469 10.9 Η ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΥ ΤΟΝ 21 ΟΝ ΑΙΩΝΑ... 469 10.10 ΠΕΡΙΛΗΨΗ.. 472 ΑΝΑΦΟΡΕΣ. 472