ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Σχετικά έγγραφα
ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΙIΙ Ενότητα 6

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ IΙ Ενότητα 6

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού σε κατάσταση Κορεσμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

Ανάλυση Σ.Η.Ε. Ενότητα 1: Ανάλυση συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

Διοικητική Λογιστική

ΣΤΑΘΜΟΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Λογιστική Κόστους Ενότητα 12: Λογισμός Κόστους (2)

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 5

Λογιστική Κόστους Ενότητα 8: Κοστολογική διάρθρωση Κύρια / Βοηθητικά Κέντρα Κόστους.

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Εφηρμοσμένη Θερμοδυναμική

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

Προηγμένος έλεγχος ηλεκτρικών μηχανών

ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ. Ενότητα 2: Αγωγή. Χατζηαθανασίου Βασίλειος Καδή Στυλιανή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

Εκκλησιαστικό Δίκαιο. Ενότητα 10η: Ιερά Σύνοδος της Ιεραρχίας και Διαρκής Ιερά Σύνοδος Κυριάκος Κυριαζόπουλος Τμήμα Νομικής Α.Π.Θ.

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 10η Άσκηση Αλγόριθμος Dijkstra

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΙIΙ Ενότητα 1

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ IΙ Ενότητα 2

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

Εισαγωγή στους Η/Υ. Ενότητα 2β: Αντίστροφο Πρόβλημα. Δημήτρης Σαραβάνος, Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Μηχανολόγων & Αεροναυπηγών Μηχανικών

Ηλεκτρικά Κινητήρια Συστήματα

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ IΙ Ενότητα 3

Ηλεκτρικά Κινητήρια Συστήματα

Ηλεκτροτεχνία ΙΙ. Ενότητα 2: Ηλεκτρικά κυκλώματα συνεχούς ρεύματος. Δημήτρης Στημονιάρης, Δημήτρης Τσιαμήτρος Τμήμα Ηλεκτρολογίας

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Εφαρμογές πληροφορικής σε θέματα πολιτικού μηχανικού

Προηγμένος έλεγχος ηλεκτρικών μηχανών

Μάρκετινγκ Αγροτικών Προϊόντων

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 3: Έλεγχοι στατιστικών υποθέσεων

Δομές Δεδομένων Ενότητα 1

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 1: Καταχώρηση δεδομένων

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 9η Άσκηση - Αλγόριθμος Kruskal

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 9η Άσκηση - Αλγόριθμος Prim

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 2: Περιγραφική στατιστική

Προηγμένος έλεγχος ηλεκτρικών μηχανών

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι. Ενότητα 8: Ενισχυτές με διπολικά τρανζίστορ. Χατζόπουλος Αλκιβιάδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ.

ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ. Ενότητα 1: Εισαγωγή. Χατζηαθανασίου Βασίλειος Καδή Στυλιανή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ

Ιστορία της μετάφρασης

Προηγμένος έλεγχος ηλεκτρικών μηχανών

Ηλεκτρικά Κινητήρια Συστήματα

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ-ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ IΙ Ενότητα 1

Προηγμένος έλεγχος ηλεκτρικών μηχανών

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΙIΙ Ενότητα 2

Βέλτιστος Έλεγχος Συστημάτων

Δυναμική και Έλεγχος E-L Ηλεκτρομηχανικών Συστημάτων

Εργαστήριο Ανάλυσης Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού Υπέρθερμου Ατμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 15: Ολοκληρώματα Με Ρητές Και Τριγωνομετρικές Συναρτήσεις Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 12: Κριτήρια Σύγκλισης Σειρών. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Ηλεκτρικά Κινητήρια Συστήματα

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Φροντιστήριο 1

Διοίκηση Επιχειρήσεων

Ηλεκτροτεχνία ΙΙ. Ενότητα 1: Βασικές Έννοιες Ηλεκτροτεχία Ηλεκτρονική. Δημήτρης Στημονιάρης, Δημήτρης Τσιαμήτρος Τμήμα Ηλεκτρολογίας

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ IΙ Ενότητα 8

Προστασία Σ.Η.Ε. Ενότητα 3: Ηλεκτρονόμοι απόστασης. Νικόλαος Βοβός Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Ατμοσφαιρική Ρύπανση

Δυναμική και Έλεγχος E-L Ηλεκτρομηχανικών Συστημάτων

Ηλεκτροτεχνία Ηλ. Μηχανές & Εγκαταστάσεις πλοίου (Θ)

Θέματα Εφαρμοσμένης. Ενότητα 14.2: Η ψήφος στα πρόσωπα. Θεόδωρος Χατζηπαντελής Τμήμα Πολιτικών Επιστημών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

Γενική Φυσική Ενότητα: Εισαγωγή στην Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας

Διοικητική Λογιστική

Transcript:

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΣΤΑ ΣΗΕ Λαμπρίδης Δημήτρης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 2

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 3

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΚΥΜΑΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ Ι

Περιεχόμενα ενότητας 1. Γενικά πάνω στα μεταβατικά φαινόμενα 2. Κατάταξη των μεταβατικών φαινομένων i. Πολύ γρήγορα μεταβατικά φαινόμενα ii. iii. Γρήγορα μεταβατικά φαινόμενα Αργά μεταβατικά φαινόμενα 3. Κυματικά φαινόμενα i. Εισαγωγή ii. Τυποποίηση κρουστικού κύματος iii. iv. Εξίσωση κύματος σε ομοιογενή ΓΜΧΑ Φυσική ερμηνεία της λύσης ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 5

1. ΓΕΝΙΚΑ Ηλεκτρικά Μεταβατικά Φαινόμενα (ΜΦ): Όταν αλλάζουν ξαφνικά τα ηλεκτρικά κυκλώματα, τότε Αλλάζουν ρεύματα, τάσεις (σε χρόνους << Τ) Μεγάλες καταπονήσεις από υπερρεύματα - υπερτάσεις Τοπικές βλάβες Αποσύνδεση γεννητριών σταθμών παραγωγής Συνολική κατάρρευση διασυνδεδεμένου δικτύου (Black Out) ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 6

Η εκτίμηση των φαινομένων που λαμβάνουν χώρα σε ένα ΣΗΕ κατά τη διάρκεια της μεταβατικής περιόδου είναι απαραίτητη για τον ικανοποιητικό προσδιορισμό: των συσκευών ελέγχου της μόνωσης της προστασίας του δικτύου ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 7

2. ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΤΩΝ ΜΦ i. Πολύ γρήγορα μεταβατικά φαινόμενα (< 5 ms) Κυματικά φαινόμενα Πολύ γρήγορη απόσβεση, λόγω των απωλειών των ΓΜ Προκαλούνται από: ατμοσφαιρικές εκκενώσεις διακοπτικά φαινόμενα ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 8

Βασικοί λόγοι για τους οποίους είναι απαραίτητη η κατανόηση των κυματικών φαινομένων είναι: ο προσδιορισμός της μόνωσης των συνιστωσών του δικτύου, και ο προσδιορισμός της μορφής των κρουστικών τάσεων, με τις οποίες γίνονται οι δοκιμές των διαφόρων συσκευών του ΣΗΕ Τα κυματικά φαινόμενα οδηγούν στη διάσπαση της μόνωσης των συσκευών Η καταστροφή της μόνωσης ισοδυναμεί με βραχυκύκλωμα ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 9

ii. Γρήγορα μεταβατικά φαινόμενα (10 1000 ms) Βραχυκυκλώματα Έχουν γρήγορη απόσβεση, που προσδιορίζεται από την υπομεταβατική χρονική σταθερά της ΣΓ (Τ d = 20 50 ms) Οι 10 πρώτοι κύκλοι των ρευμάτων βραχυκύκλωσης είναι σημαντικοί στην πράξη Βραχυκυκλώματα προκαλούνται από: Απότομες αλλαγές της τοπολογίας του δικτύου Διάσπαση της μόνωσης, λόγω κυματικού φαινομένου ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 10

Η χειρότερη περίπτωση βραχυκυκλώματος: Προσδιορίζει την ικανότητα διακοπής των διακοπτών ισχύος Το μέγεθος και η διεύθυνση των ρευμάτων βραχυκύκλωσης: Προσδιορίζουν το σύστημα ηλεκτρονόμων προστασίας που θα ανιχνεύσει το σφάλμα και θα ενεργοποιήσει χειρισμούς Τα βραχυκυκλώματα οδηγούν σε μηχανικές ταλαντώσεις των δρομέων των σύγχρονων γεννητριών (ΣΓ) ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 11

iii. Αργά μεταβατικά φαινόμενα (1 s 1 20 min) Ευστάθεια μεταβατικής κατάστασης Αργή απόσβεση, λόγω της μεγάλης ροπής αδράνειας των δρομέων των ΣΓ Μικρά δίκτυα (~ MW) 3 4 κύκλοι ταλάντωσης / sec Μεγάλα δίκτυα (~ GW) 3 4 κύκλοι ταλάντωσης / min ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 12

U, P e, P sh = ct επιτάχυνση δρομέα ΣΓ Ηλεκτρομηχανικές ταλαντώσεις (ηλεκτρομηχανικά ΜΦ) Οδηγούν σε μερική η ακόμα και σε ολική κατάρρευση του διασυνδεδεμένου ΣΗΕ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 13

3. ΚΥΜΑΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ i. Εισαγωγή Μέγιστη Ταχύτητα Διάδοσης ΗΜ Κύματος σε ΓΜ v max = c = 300 m/μs Χρόνος Όδευσης τ (Transit Time) ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 14

Δ u = ΦΟΡΤΙΟ α) Δ L 1 L 2 L 3 L n u = C 1 C 2 C 3 C n β) Σχ.2.1: α) Ομοιογενής ΓΜ δυο αγωγών β) Αναπαράσταση της ΓΜ με συγκεντρωμένες παραμέτρους ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 15

Μια διαταραχή ταξιδεύει, σε μια ΓΜ μήκους l, με πεπερασμένη ταχύτητα v Μια διαταραχή που επιβάλλεται σε ένα σημείο x 1 της ΓΜ γίνεται αισθητή σε ένα άλλο σημείο x 2 της ΓΜ μετά από πεπερασμένο χρονικό διάστημα ίσο με το χρόνο όδευσης τ 12 του κύματος μεταξύ των δυο σημείων τ x x v 12 2 1 Χρήση κυματικών εξισώσεων ΓΜ Ρεύμα, τάση: όχι συνεχείς πάνω στη ΓΜ Υπερτάσεις: Μόνωση συσκευών Προστασία συσκευών Μορφή τυλιγμάτων ΜΣ ισχύος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 16

3 αγωγοί φάσεων 1 τουλάχιστον αγωγός γης προστασίας μεταβλητές αντιστάσεις λόγω φαινόμενου κορώνα μεταβλητές αντιστάσεις λόγω επιδερμικού φαινόμενου εισαγωγή αντιδράσεων από την επίδραση του εδάφους Ανάλυση δύσκολη Ομοιογενείς γραμμές 2 αγωγών, χωρίς απώλειες Απαισιόδοξα αποτελέσματα, δηλαδή βρισκόμαστε στην ασφαλή πλευρά ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 17

Σχ.2.3.α: Σχηματική παράσταση πτώσης κεραυνού σε ΓΜ: Ο κεραυνός πέφτει στο σημείο Α του αγωγού μίας φάσης. Το κύμα f 1 οδεύει προς τον πυλώνα και δημιουργεί υπερπήδηση του μονωτήρα ανάρτησης στο σημείο Β. Μετά την υπερπήδηση, το κύμα συνεχίζει να οδεύει στον αγωγό, με άλλη όμως μορφή f 1. Μέρος του ρεύματος f 1 οδεύει μέσω του πυλώνα προς τη γη. f 2 A f 1 ΑΓΩΓΟΣ ΓΗΣ Β f 1 '' f 1 ' ΦΑΣΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 18

Σχ.2.3.β: Σχηματική παράσταση πτώσης κεραυνού σε ΓΜ: Ο κεραυνός πέφτει στον αγωγό γης (προστασίας) και δημιουργεί υπερπήδηση του μονωτήρα ανάρτησης στο σημείο Β. Μετά την υπερπήδηση, δύο κύματα f 1 και f 2 οδεύουν εκατέρωθεν του αγωγού φάσης, ενώ το μεγαλύτερο μέρος του ρεύματος f 3 οδεύει μέσω του πυλώνα προς τη γη. f 2 ΑΓΩΓΟΣ ΓΗΣ Β f 3 f 1 ΦΑΣΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 19

ii. Η τυποποίηση του κρουστικού κύματος u u u e -αt αt u() t uˆ e e βt -αt -βt u ( e -e ) u e -βt Σχ.2.2.α: Διπλό εκθετικό κύμα t [μs] ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 20

u 100 % 90 % u 50 % 30 % O 1 T f t [μs] T t Σχ.2.2.β: Τυποποιημένο κρουστικό κύμα ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 21

Χρόνος μετώπου (front time) Τ f : Ο χρόνος μεταξύ των σημείων με 30% και 90% του μεγίστου της τάσης του κύματος, πολλαπλασιασμένος με 1,67 Χρόνος ημισείας τιμής (time to half-value) Τ t : Ο χρόνος μεταξύ των σημείων της υποθετικής αρχής των αξόνων Ο 1 και του σημείου με 50% της τάσης στην ουρά του κύματος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 22

Ένα τυποποιημένο κρουστικό κύμα χαρακτηρίζεται από τρεις αριθμούς, π.χ. το κύμα 300 kv 1,2 50 έχει Μέγιστο του κύματος = 300 kv Χρόνο μετώπου Τ f = 1,2 μs Χρόνο ημίσειας τιμής Τ t = 50 μs Οι δύο τελευταίοι αριθμοί χαρακτηρίζουν τη μορφή του û κύματος και δίνονται πάντα σε μs Κρουστικές τάσεις και κρουστικά ρεύματα δοκιμών περιγράφονται στο πρότυπο IEC 60060-1 High-voltage test techniques - Part 1: General definitions and test requirements ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 23

Σύμφωνα με το πρότυπο αυτό, κρουστικά κύματα με χρόνο μετώπου μέχρι 20 μs χαρακτηρίζονται ως κύματα κεραυνών (lightning impulses), ενώ αυτά που έχουν μεγαλύτερο χρόνο μετώπου χαρακτηρίζονται ως κύματα χειρισμών (switching impulses) Οι πιο συνηθισμένες μορφές κρουστικών κυμάτων τάσης δοκιμών των διαφόρων συνιστωσών των ΣΗΕ είναι σύμφωνα με το ίδιο πρότυπο τα κύματα με μορφή 1,2 50 (standard lightning impulse) 250 2500 (standard switching impulse) ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 24

iii. η εξίσωση του κύματος σε ομοιογενή ΓΜΧΑ i (x, t) L dx i (x, t) + di u (x, t) C dx u (x, t) + du d dx Σχ.2.4: Στοιχείο, μήκους dx, ομοιογενούς ΓΜ δύο αγωγών χωρίς απώλειες x ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 25

εξίσωση κύματος u 1 2 2 u 2 2 2 x v t 2 2 i 1 i 2 2 2 x v t v: η ταχύτητα διάδοσης του κύματος στο μέσο που περιβάλλει τη γραμμή v 1 L C ~ 300 m/μs σε Εναέριες Γραμμές Μεταφοράς ~ 170 m/μs σε Μονωμένα Καλώδια ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 26

Η λύση της εξίσωσης κύματος ικανοποιείται από συναρτήσεις τάσης της μορφής όταν ενδιαφερόμαστε για μια συγκεκριμένη θέση x 0 και ζητάμε τη μεταβολή της τάσης σαν συνάρτηση του χρόνου u(x 0, t) ή εναλλακτικά από συναρτήσεις τάσης της μορφής όταν ενδιαφερόμαστε για μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή t 0 και ζητάμε τη μεταβολή της τάσης σαν συνάρτηση της θέσης u(x, t 0 ) ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 27

Αν ορίσουμε τη χαρακτηριστική (κυματική) αντίσταση της γραμμής Z 0 L C προκύπτουν από τις συναρτήσεις τάσης οι αντίστοιχες συναρτήσεις έντασης 1 i ( x, t) f1 ( x vt) f2 ( x vt) Z 0 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 28

iv. Φυσική ερμηνεία της λύσης f 1 (y) y = x v t t = t 0 χωρική κατανομή f 1 (x v t 0 ) x = x 0 τιμή f 1 (x 0 - v t 0 ) t 1 > t 0 ίδια τιμή έχει στο σημείο x 1, όταν y = ct, δηλ. x 1 v t 1 = x 0 v t 0 x 1 x 0 = v (t 1 t 0 ) > 0 το κύμα f 1 (x v t) προχωρά με ταχύτητα v το κύμα f 2 (x + v t) επιστρέφει με ταχύτητα v ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 29

u f 1 (y) f 1 (y) v (t x 1 -t 0 ) 0 x 1 x α) i i 1 = f 1 (y) / Z 0 i 1 = f 1 (y) / Z 0 v (t x 1 -t 0 ) 0 x 1 x β) Σχ.2.5: Οδεύοντα κύματα σε ΓΜΧΑ α) Προχωρούν κύμα τάσης β) Προχωρούν κύμα ρεύματος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 30

u f 2 (y) f 2 (y) v (t x 1 -t 0 ) 1 x 0 x γ) i x 1 x 0 v (t 1 -t 0 ) x δ) i 2 = - f 2 (y) / Z 0 i 2 = - f 2 (y) / Z 0 Σχ.2.5: Οδεύοντα κύματα σε ΓΜΧΑ γ) Επιστρέφον κύμα τάσης δ) Επιστρέφον κύμα ρεύματος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 31

Το ρεύμα του προχωρούντος κύματος έχει το ίδιο πρόσημο με το προχωρούν κύμα τάσης με το οποίο αντιστοιχίζεται, και το ρεύμα του επιστρέφοντος κύματος έχει αντίθετο πρόσημο από το επιστρέφον κύμα τάσης με το οποίο αντιστοιχίζεται. Η ισχύς ρέει πάντα προς την κατεύθυνση προς την οποία οδεύει το κύμα. 2 f2 ( x, t) p2 ( x, t) Ισχείς κυμάτων: Z0 p 1 ( x, t) f 2 1 ( x, t) Z 0 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 32

Σημείωμα Αναφοράς Copyright, Λαμπρίδης Δημήτρης. «ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ, ΚΥΜΑΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ Ι». Έκδοση: 1.0. Θεσσαλονίκη 2015 Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: http://opencourses.auth.gr/eclass_courses. ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 33

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά - Μη Εμπορική Χρήση - Όχι Παράγωγα Έργα 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ 34

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Τέλος ενότητας Επεξεργασία: Σβάρνα Κωνσταντίνα Θεσσαλονίκη, Εαρινό εξάμηνο 2013-2014

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Σημειώματα

Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΑΠΘ