Partial discharge modeling and associated transients along medium voltage distribution cables
Year: 2013
Type: dissertation
Abstract: Η εξασφάλιση αξιόπιστης παροχής ηλεκτρικής ενέργειας σε βιομηχανικούς, εμπορικούς και οικιακούς καταναλωτές είναι μια σημαντική παράμετρος για κάθε εταιρεία ηλεκτρικής ενέργειας, λόγω της συνεχώς αυξανόμενης αξίωσης από τους πελάτες για μεγαλύτερη αξιοπιστία και υψηλή παραγωγικότητα. Επίσης, οι μη προγραμματισμένες διακοπές της παροχής ηλεκτρικής ενέργειας οδηγεί σε αυξημένο κόστος συντήρησης των μηχανημάτων. Τέτοιες διακοπές μπορεί να οφείλονται σε αποτυχία της μόνωσης των καλώδιων μέσης τάσης. Η παρουσία των μερικών εκκενώσεων (partial discharges, PD) είναι ένας από τους σημαντικότερους δείκτες της συνεχούς υποβάθμισης της ηλεκτρικής μονώσεως. Καθώς ένα υψηλό ποσοστό των αποτυχιών συνδέονται με την παρουσία μερικών εκκενώσεων, η ανάγκη για την ταξινόμηση και αξιολόγηση των σημάτων PD είναι απαραίτητη. Για τους παραπάνω λόγους, ένα ηλεκτρικό μοντέλο του εν λόγω φαινομένου ως μέρος του ηλεκτρικού συστήματος είναι απαραίτητο. Η χωρητική αναπαράσταση ενός κενού εντός της μόνωσης (μοντέλο) έχει χρησιμοποιηθεί από καιρό για τη μελέτη των μεταβατικών φαινομένων που δημιουργούνται από μία μερική βλάβη του κενού εντός της μόνωσης. Ως εναλλακτική λύση για την χωρητική αναπαράσταση του κενού (μοντέλο) εντός της μόνωσης, η έννοια της επαγώμενου φορτίου έχει εισαχθεί από ερευνητές του Τεχνολογικού Πανεπιστήμιου της Δανίας εκφράζοντας την έντονη κριτική κατά της χωρητικής μοντελοποίησης του κενού εντός της μόνωσης. Αυτή η διατριβή συζητά και αντικρούει αυτή την κριτική και εκμεταλλεύεται τις δυνατότητες και τις αδυναμίες της κλασικής χωρητικής μοντελοποίησης του κενού εντός της μόνωσης από θεωρητική άποψη. Προτείνονται τρία νέα μοντέλα: α) μια βελτιωμένη έκδοση του κλασικού χωρητικού μοντέλου, β) ένα χωρητικό μοντέλο που βασίζεται στην επαγωγή του φορτίου και γ) ένα προηγμένο χωρητικό μοντέλο του κενού εντός της μόνωσης που βασίζεται σε έννοιες streamer. Επιπλέον, στην παρούσα διατριβή, οι γεωμετρικές και φυσικές παράμετροι που διέπουν το κλασσικό χωρητικό μοντέλο του κενού εντός της μόνωσης (σε βελτιωμένη έκδοση), όπως επίσης και τα άλλα δύο προτεινόμενα μοντέλα, υπολογίζονται με τη χρήση της κλασσικής ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας, με έννοιες του μηχανισμού streamer και της φυσικής που διέπει την ηλεκτρική εκκένωση αερίων. Τα τρία μοντέλα χρησιμοποιούνται για να αναπαράγουν μεταβατικά σήματα (PD σήματα) και να εξετάσουν την διάδοση τους κατά μήκος του πυρήνα ενός τυπικού καλωδίου μέσης τάσης σε πραγματικές συνθήκες δικτύου ηλεκτρικής ισχύος. Τα αποτέλεσμα των τριών μοντέλων συγκρίνονται με πειραματικά διαθέσιμα δεδομένα που λήφθηκαν από τη διεθνή βιβλιογραφία.
DOI: 10.82357/gnosis/239
Author: Achillides, Zenon A.
Language: English
Subfield: Electrical and Electronic Engineering
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W827400596