ΑΝΑΛΥΣΗ ΣΗΕ

Γεώργιος Κωνσταντόπουλος, Παναγής Βοβός

Περιγραφή

Η ανάπτυξη των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ) είναι συνυφασμένη με την ανάπτυξη και την ποιοτική αναβάθμιση της ζωής του ανθρώπου, γι αυτό και η ανάλυσή τους, ώστε να εξασφαλίζεται η καλή τους λειτουργία, είναι ζωτικής σημασίας.  Το μάθημα αυτό πραγματεύεται τη μελέτη ροής φορτίου,  με την οποία εκτιμάται η συμπεριφορά των ΣΗΕ στη μόνιμη κατάσταση λειτουργίας και τη μελέτη βραχυκυκλωμάτων, με την οποία προσδιορίζονται τα ρεύματα και οι τάσεις στα ΣΗΕ κατά τη διάρκεια διαφόρων τύπων βραχυκυκλωμάτων. Αναπτύσσονται προς τούτο τα κατάλληλα μαθηματικά μοντέλα, που περιγράφουν τη συμπεριφορά των ΣΗΕ σε κάθε μία από αυτές τις μελέτες και οι  υπολογιστικές τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την επίλυση των εξισώσεων που προκύπτουν για να εκτιμηθεί η συμπεριφορά των ΣΗΕ. Από την παρουσίαση αυτή διαπιστώνεται η χρησιμότητα αυτών των μελετών στη σχεδίαση και λειτουργία των ΣΗΕ.

CC - Αναφορά - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή

Ενότητες

Ανάλυση του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Μελέτη ροής φορτίου. Οικονομική λειτουργία συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Μελέτες σφαλμάτων. Μελέτες μεταβατικής ευστάθειας.

Γενικά. Οι σύγχρονοι κινητήρες. Οι μετασχηματιστές: Ισοδύναμα κυκλώματα μετασχηματιστή δύο τυλιγμάτων, Π-ισοδύναμο κύκλωμα μετασχηματιστή δύο τυλιγμάτων, Ανά μονάδα μονοφασικά ισοδύναμα τριφασικών μετασχηματιστών, Ανά μονάδα ισοδύναμο κύκλωμα μετασχηματιστή με μη ονομαστικό λόγο μετασχηματισμού. Οι γραμμές μεταφοράς. Τα φορτία. Ανά μονάδα μονοφασικό ισοδύναμο κύκλωμα συστήματος. Παράδειγμα.

Εισαγωγή. Εξισώσεις κόμβων - Πίνακας σύνθετων αγωγιμοτήτων ζυγών. Σχηματισμός του Ybus με χρήση του πίνακα πρόσπτωσης ζυγών. Αλγοριθμική μέθοδος σχηματισμού του πίνακα Ybus . Η μέθοδος της διαδοχικής απαλοιφής. Απαλοιφή κόμβων. Τριγωνική παραγοντοποίηση. Παράδειγμα.

Εισαγωγή. Στατικές εξισώσεις ροής φορτίου. Το πρόβλημα της ροής φορτίου. Κατασκευή του πίνακα αγωγιμοτήτων Ybus. Η υπολογιστική πλευρά του προβλήματος ροής φορτίου. Ανάλυση ροής φορτίου με τη μέθοδο Gauss - Seidel: Η μέθοδος Gauss - Seidel, Εφαρμογή της μεθόδου Gauss - Seidel για την επίλυση των εξισώσεων ροής φορτίου. Ανάλυση ροής φορτίου με τη μέθοδο Newton - Raphson:Η μέθοδος Newton - Raphson, Εφαρμογή της μεθόδου Newton - Raphson για την επίλυση των εξισώσεων ροής φορτίου. Αποζευγμένη μέθοδος επίλυσης των εξισώσεων ροής φορτίου. Παραδείγματα.

Εισαγωγή. Υπερταχέα μεταβατικά-κυματικά φαινόμενα. Μέσης ταχύτητας μεταβατικά φαινόμενα-βραχυκυκλώματα. Βραδέα μεταβατικά φαινόμενα-Μεταβατική ευστάθεια. Διάδοση κυμάτων στις γραμμές μεταφοράς. Ανακλάσεις κύματος: Παράσταση γραμμών με συγκεντρωμένες παραμέτρους. Μεταβατικά φαινόμενα λόγω λειτουργίας διακοπτών. Συμμετρικά βραχυκυκλώματα: Αντοχή σε βραχυκύκλωμα (SCC), Υπολογισμός του ρεύματος βραχυκύκλωσης με το θεώρημα του Thevenin. Συμμετρικά βραχυκυκλώματα στις σύγχρονες μηχανές: Ρεύματα βραχυκύκλωσης σε εναλλακτήρα, Επαγωγικές αντιστάσεις σύγχρονων μηχανών. Προσεγγίσεις στην ανάλυση βραχυκυκλωμάτων. Εσωτερικές τάσεις φορτισμένων μηχανών σε μεταβατικές συνθήκες. Διευκρινιστικό παράδειγμα για την ανάλυση συμεμτρικών συνιστωσών: Πορεία της λύσης, Κατασκευή του ισοδύναμου κυκλώματος, Υπολογισμός των μεταβολών των ρευμάτων και τάσεων, Ρεύματα και τάσεις μετά το βραχυκύκλωμα. Συστηματικός υπολογισμός βραχυκυκλώματος. Περίληψη. Παραδείγματα.

Εισαγωγή. Μετασχηματισμός συμμετρικών συνιστωσών. Ρεύμα ουδετέρου. Τριφασική ισχύς συναρτήσει συμμετρικών συνιστωσών. Διαμήκεις σύνθετες αντιστάσεις ασύμμετρες. Ακολουθιακές σύνθετες αντιστάσεις και ακολουθιακά δίκτυα. Ακολουθιακά δίκτυα αφόρτιστων γεννητριών. Σύνθετες ακολουθιακές αντιστάσεις μετασχηματιστών. Σύνθετες ακολουθιακές αντιστάσεις γραμμών μεατφοράς. Φασική μετατόπιση σε ένα Υ/Δ μετασχηματιστή. Περίληψη. Παραδείγματα.

Εισαγωγή. Κλασικός τρόπος μελέτης ασύμμετρων βραχυκυκλωμάτων. Συνθήκες φασικών ποσοτήτων ανάλογα με τον τύπο βραχυκυκλώματος: Στερεά βραχυκυκλώματα στους ακροδέκτες σύγχρονων γεννητριών, Στερεά βραχυκυκλώματα σε γραμμές μεταφοράς, Βραχυκυκλώματα δια μέσου σύνθετων αντιστάσεων σε γραμμές μεταφοράς. Μετατροπή των φασικών συνθηκών βραχυκυκλώματος στις συμμετρικές τους συνιστώσες: Στερεά βραχυκυκλώματα στους ακροδέκτες σύγχρονων γεννητριών, Στερεά βραχυκυκλώματα σε γραμμές μεταφοράς, Βραχυκυκλώματα δια μέσου σύνθετων αντιστάσεων σε γραμμές μεταφοράς. Σύνδεση ακολουθιακών δικτύων: Στερεά βραχυκυκλώματα στους ακροδέκτες σύγχρονων γεννητριών, Στερεά βραχυκυκλώματα σε γραμμές μεταφοράς, Βραχυκυκλώματα δια μέσου σύνθετων αντιστάσεων σε γραμμές μεταφοράς. Υπολογισμός Συμμετρικών Συνιστωσών ρευμάτων και τάσεων στη θέση βραχυκυκλώματος: Στερεά βραχυκυκλώματα στους ακροδέκτες σύγχρονων γεννητριών, Στερεά βραχυκυκλώματα σε γραμμές μεταφοράς, Βραχυκυκλώματα δια μέσου σύνθετων αντιστάσεων σε γραμμές μεταφοράς. Υπολογισμός των φασικών τιμών ρευμάτων και τάσεων βραχυκυκλώματος: Στερεά βραχυκυκλώματα στους ακροδέκτες σύγχρονων γεννητριών, Στερεά βραχυκυκλώματα σε γραμμές μεταφοράς, Βραχυκυκλώματα δια μέσου σύνθετων αντιστάσεων σε γραμμές μεταφοράς. Ψηφιακός υπολογισμός ασύμμετρων βραχυκυκλωμάτων με χρήση της Zbus. Επιλογή μοντέλου δικτύου: Ακολουθιακά δίκτυα. Συστηματικός υπολογισμός ασύμμετρων βραχυκυκλωμάτων. Περίληψη. Παραδείγματα.

Καθορισμός της ακολουθίας των φάσεων μιας τριφασικής πηγής ισχύος. Διευκρίνιση εννοιών σχετικών με τη μέτρηση πραγματικής και αέργου ισχύος

Στην άσκηση αυτή εξετάζεται η ροή πραγματικής και αέργου ισχύος σε μια γραμμή μεταφοράς και η προκαλούμενη πτώση τάσης στην γραμμή καθώς διαφόρων τύπων φορτία τροφοδοτούνται μέσω αυτής. Εξετάζεται επίσης η ρύθμιση που προκαλείται στην άφιξη της γραμμής από πυκνωτές παράλληλα συνδεδεμένους προς τα φορτία.

Στην άσκηση αυτή εξετάζονται παράμετροι που επηρεάζουν τη ροή πραγματικής και αέργου ισχύος σε μια γραμμή μεταφοράς. Συγκεκριμένα διερευνάται η εξάρτηση της ροής ισχύος από τα μέτρα και τις φασικές γωνίες των τάσεων στα άκρα της γραμμής.

Στην άσκηση αυτή μελετάται η εξάρτηση της πραγματικής ισχύος που ρέει σε μια γραμμή μεταφοράς από τη γωνία ισχύος δ (φασική γωνία μεταξύ των τερματικών τάσεων). Αναφέρονται τρόποι αύξησης της μεταφερόμενης ισχύος με τη χρήση μετασχηματιστών ανύψωσης και υποβιβασμού της τάσης καθώς επίσης με τη χρήση παράλληλων γραμμών μεταφοράς.

Στην άσκηση αυτή εξετάζεται η σύγχρονη μηχανή και στις δύο δυνατές καταστάσεις της, δηλαδή σαν γεννήτρια και σαν κινητήρας. Αναφέρεται ο τρόπος με τον οποίο μετράται η σύγχρονη αντίδραση της μηχανής και διερευνάται η επίδραση διαφόρων φορτίων στις τερματικές τάσεις κατά την λειτουργία σαν γεννήτρια. Εξετάζονται, τέλος, οι παράγοντες που επηρεάζουν την ροή πραγματικής και αέργου ισχύος όταν αυτή λειτουργεί σαν κινητήρας.

Στην άσκηση αυτή εξετάζεται η λειτουργία του σύγχρονου κινητήρα ως σύγχρονου αντισταθμιστή για τη ρύθμιση της τάσης στο άκρο άφιξης της γραμμής.

Ανοικτό Ακαδ. Μάθημα

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα
Επίπεδο: A-

Αρ. Επισκέψεων :  29901
Αρ. Προβολών :  179650

Ημερολόγιο