Επίδραση του τρόπου υπολογισμού του ρεύματος σφάλματος στις αναπτυσσόμενες τάσεις (βηματικές και επαφής) σε αιολικά πάρκα

Abstract

Σκοπός της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της υπολογιστικής επίδρασης του ρεύματος σφάλματος στις αναπτυσσόμενες τάσεις (βηματικές και επαφής) σε αιολικά πάρκα και κατεπέκταση στην παρεχόμενη ασφάλεια αυτών. Αρχικά, γίνεται θεωρητική προσέγγιση του τρόπου εκδήλωσης και υπολογισμού του ρεύματος σφάλματος σε ηλεκτρικά δίκτυα. Στην συνέχεια, ακολουθεί ανασκόπηση των επικρατέστερων τυποπoιημένων μεθόδων υπολογισμού του ρεύματος σφάλματος ύστερα από την οποία επιλέγεται και περιγράφεται αναλυτικά το διεθνές Πρότυπο IEC 60909 και το αμερικάνικο Πρότυπο ANSI/IEEE C 37.010. Στην προσπάθεια μιας ρεαλιστικής προσέγγισης του θέματος, μοντελοποιείται ένα υπαρκτό αιολικό πάρκο και προσομοιώνεται η λειτουργία του υπό συνθήκες σφάλματος, με χρήση του λογισμικού PSAF. Τέλος, αφού σχεδιαστεί πλέγμα γείωσης για τις ανεμογεννήτριες και το κτίριο ελέγχου του αιολικού πάρκου, προσομοιώνεται η απόκριση του διασυνδεδεμένου συστήματος γείωσης αυτού, υπό συνθήκες σφάλματος, και πραγματοποιείται παραμετρική μελέτη ασφάλειας έναντι των αναπτυσσόμενων τάσεων, κάνοντας χρήση του λογισμικού CYMGrd.

The aim of this diploma thesis is to study the way that the short circuit current calculation procedure affects the developed voltages (step and touch) in wind farms and therefore the provided safety. Initially, a theoretical approach is given in regard to the way of event and calculation of fault current in electrical networks. Then it follows, a review of the predominant standardized fault current calculation methods after which the international Standard IEC 60909 and the american Standard ANSI/IEEE C 37.010 are selected and described in detail. In the effort of a realistic approach of the subject, an existing wind farm is being modeled and its operation is being simulated under faulted conditions, with use of the software PSAF. Lastly, after designing ground grids for the wind turbines and the control building, simulations of wind farm’s interconnected grounding system response is carried out, under faulted conditions, whereas a parametric safety study is hold, with the aid of CYMGrd software.