Συντάχθηκε 15-06-2026 11:38
Τόπος:
Σύνδεσμος τηλεδιάσκεψης
Έναρξη: 16/06/2026 17:00
Λήξη: 16/06/2026 18:00
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Ένρι Αγιάζι
με θέμα
Μεταβατική Συμπεριφορά Μοντέλων Γειώσεων
Transient Behavior of Grounding Systems
Εξεταστική Επιτροπή
Επίκουρος Καθηγητής Γεώργιος Πέππας (επιβλέπων)
Καθηγητής Κωνσταντίνος Γυφτάκης
Αναπληρωτής Καθηγητής Θωμάς Τσοβίλης (ΑΠΘ, Τμήμα ΗΜΜΥ)
Περίληψη
Η συνεχής αύξηση της ζήτησης ενέργειας, σε συνδυασμό με την πλήρη εξάρτηση του ανθρώπινου πολιτισμού στην ηλεκτρική ενέργεια καθιστά ολοένα και πιο σημαντική την αξιόπιστη και αδιάλειπτη λειτουργία των μονάδων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Επιπλέον, η ταυτόχρονη ανάγκη για την παραγωγή ενέργειας, σε μια εποχή που μας απασχολεί το πρόβλημα της κλιματικής κρίσης, έχει οδηγήσει πολλούς επιστήμονες και μηχανικούς στην αναζήτηση εναλλακτικών μορφών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Οι πιο διαδεδομένες εναλλακτικές, είναι η μετατροπή της αιολικής και ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική, μέσα από τις ανεμογεννήτριες και αντίστοιχα από τα φωτοβολταϊκά στοιχεία. Στις περισσότερες περιπτώσεις οι μονάδες αυτές βρίσκονται σε απομακρυσμένες περιοχές και είναι εκτεθειμένες σε ακραία καιρικά φαινόμενα. Για τον λόγο αυτό, είναι εξαιρετικής σημασίας η προστασία τους από κεραυνικά πλήγματα ή βραχυκυκλώματα ή οποιαδήποτε διακοπή της εγκατάστασης είτε για λόγους συντήρησης είτε σφάλματος του δικτύου. Aυτο οποίο επιτυγχάνεται με τον σωστό σχεδιασμό του συστήματος γείωσης.
Ο σωστός σχεδιασμός του συστήματος γείωσης είναι κρίσιμος για την ασφαλή όδευση και εξουδετέρωση των ρευμάτων σφάλματος από την εγκατάσταση προς την γη. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η μεταβατική συμπεριφορά απλών συστημάτων γείωσης, και στην συνέχεια το σύστημα γείωσης ενός αιολικού πάρκου. Η ανάλυση της μεταβατικής συμπεριφοράς των συστημάτων γείωσης γίνεται μέσω διαφορετικών μοντέλων και προσφέρει σημαντικές πληροφορίες για την ποιότητα και την αξιοπιστία του. Για παράδειγμα την μεταβολή της αντίστασης γείωσης σε συνάρτηση της συχνότητας, τις υπερτάσεις που αναπτύσσονται στην επιφάνεια τους εδάφους (βηματικές τάσεις) καθώς και οι επαγόμενες τάσεις στα διπλανά μεταλλικά αντικείμενα (τάσεις επαφής). Η ανάλυση πραγματοποιείται με την χρήση του προγράμματος εξομοίωσης κυκλωμάτων ATP -EMTP. Πολλαπλά μοντέλα έχουν προταθεί από την βιβλιογραφία, τα οποία εξετάζονται και συγκρίνονται μεταξύ τους. Τέλος, το καταλληλότερο μοντέλο επιλέγεται για την προσομοίωση ενός συστήματος γείωσης υπό διαφορετικές συνθήκες εδάφους αρχικά για μια ανεμογεννήτρια και στην συνέχεια για ένα αιολικό πάρκο με 23 ανεμογεννήτριες, υπό κυματομορφές κλάσης I του πρότυπου IEC 62305-1.
Abstract
The constant raise of energy demand, combined with the complete dependence of human civilization on electricity, makes the reliable and uninterrupted operation of electrical power plans increasingly important. Furthermore, the simultaneous need for energy, at a time when we are concerned about the climate crisis problem, has led more scientists and engineers to search for alternative ways of electricity production. The most widespread alternatives of alternatives are the conversion of wind and solar energy into electricity, through wind turbines and photovoltaic cells, respectively. In most cases, these units are in remote areas and are exposed to extreme weather conditions, such as lightings strikes. For this reason, it is of utmost importance to protect them from lighting strikes or short circuits faults or any interruption of the installation, whether for maintenance reasons or network faults, which is achieved by properly designing the grounding system.
The proper design of the grounding system is crucial for safe routing and neutralization of fault currents from an installation into the earth. In this thesis, the transient behaviour of simple grounding systems is investigated followed by the analysis of the grounding system of a wind park. The analysis for the transient behaviour of grounding systems is done through different models and offers important information about its quality and reliability. For example, the variation of the grounding resistance as a function of frequency, known as grounding impedance, the over voltages that develop on the ground surface (step voltages) as well as the induced voltages in adjacent metal objects (contact voltages). The analysis is carried out using the ATP-EMTP circuit simulation program. Various grounding models proposed in the literature are examined and compared, to select the most suitable one for the scope of this work. The selected model is then applied to the simulation of a wind turbine grounding system followed by the simulation of a 23-wind generator park using class I waveforms of IEC 62305-1.
