ΣΥΜΜΕΤΡΙΚΕΣ ΣΥΝΙΣΤΩΣΕΣ ΣΕ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Abstract

Περίληψη Στην παρούσα διπλωματική εργασία διερευνάται η δομή και η λειτουργιά των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ). Αρχικά γίνεται μια εισαγωγή στην δομή των ΣΗΕ και των βασικών αρχών και μεθόδων ανάλυσης. Πιο συγκεκριμένα αναλύονται βασικές έννοιες όπως το ανά μονάδα σύστημα, η τριφασική ισχύς και οι αρμονικές. Έπειτα γίνεται ανάλυση των βασικών συνιστωσών των ΣΗΕ δηλαδή των Σύγχρονων Γεννητριών, των Μετασχηματιστών, των Γραμμών Μεταφοράς και των διάφορων φορτίων. Στην συνέχεια αναλύεται ένα από τα βασικά εργαλεία ανάλυσης ΣΗΕ, που είναι οι Συμμετρικές Συνιστώσες και τα Ακολουθιακά Δίκτυα. Γίνεται μια σύντομη ιστορική αναδρομή ενώ αναλύεται μαθηματικά η κάθε μέθοδος. Καθώς είναι κρίσιμη η ομαλή λειτουργία των ΣΗΕ κρίνεται αναγκαία η μελέτη των πιθανών διαταραχών και σφαλμάτων. Αρχικά αναλύονται τα μεταβατικά φαινόμενα που μπορούν να λάβουν χωρά. Στην συνέχεια αναλύονται τα συμμετρικά και ασύμμετρα βραχυκυκλώματα για τα διάφορα μέρη ενός ΣΗΕ και εφαρμόζεται η μέθοδος των συμμετρικών συνιστωσών. Στα πλαίσια της εργασίας κατασκευάζονται δυο διαφορετικά ΣΗΕ με την χρήση του λογισμικού προσομοίωσης Matlab/Simulink. Γίνεται προσομοίωση ιδανικών τριφασικών πηγών τάσης, σύγχρονων γεννητριών, γραμμών μεταφοράς και φορτίων καθώς και της αλληλεπίδρασης μεταξύ τους. Για την ανάλυση διαταραχών και σφαλμάτων υλοποιούνται 5 διαφορετικά σενάρια διαταραχών/σφαλμάτων. Από τα αποτελέσματα της εργασίας προκύπτει ότι τα ΣΗΕ έχουν πολύπλοκη δομή που καθιστά την προσομοίωση τους απαραίτητη για την ανάλυση της λειτουργιάς τους. Προκύπτει ότι τα διάφορα σφάλματα επιδρούν διαφορετικά στα διάφορα σημεία ενός ΣΗΕ και η μέθοδος των Συμμετρικών συνιστωσών αποτελεί ένα σημαντικό εργαλείο για την ανάλυση αυτών.