Μελέτη και Υπολογιστική Προσομοίωση Ηλεκτρικών και Μαγνητικών Πεδίων Εξαιρετικά Χαμηλής Συχνότητας σε Γραμμές Μεταφοράς Υψηλής Τάσης

Abstract

Η συνεχής ανάπτυξη των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας και η αυξανόμενη ζήτηση για μεταφορά μεγάλων ποσοτήτων ηλεκτρικής ισχύος έχουν οδηγήσει στην εκτεταμένη χρήση γραμμών μεταφοράς υψηλής και υπερυψηλής τάσης. Η λειτουργία των εγκαταστάσεων αυτών συνοδεύεται από την ανάπτυξη ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων εξαιρετικά χαμηλής συχνότητας (Extremely Low Frequency – ELF), τα οποία αποτελούν αντικείμενο επιστημονικού ενδιαφέροντος λόγω της ανθρώπινης έκθεσης σε αυτά. Η αξιολόγηση των επιπέδων των πεδίων στην περιοχή των γραμμών μεταφοράς και η σύγκρισή τους με τα καθορισμένα επίπεδα αναφοράς αποτελούν σημαντικό ζήτημα για την εκτίμηση της έκθεσης του γενικού πληθυσμού.

Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία εξαιρετικά χαμηλής συχνότητας που αναπτύσσονται στην περιοχή εναέριων γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Για τη μελέτη τους αναπτύσσονται υπολογιστικά μοντέλα σε περιβάλλον CDEGS/SESCAD, μέσω των οποίων πραγματοποιούνται προσομοιώσεις για διαφορετικές διατάξεις γραμμών μεταφοράς 150 kV και 400 kV, απλού και διπλού κυκλώματος. Διερευνάται η επίδραση της γεωμετρίας των γραμμών, της απόστασης μεταξύ παράλληλων γραμμών, του συνδυασμού διαφορετικών διατάξεων και της σχετικής διάταξης των φάσεων στη χωρική κατανομή των πεδίων, καθώς και η επίδραση της παρουσίας πρόσθετης γραμμής μέσης τάσης 20 kV. Τα αποτελέσματα αναδεικνύουν τη σημαντική επίδραση των παραπάνω παραμέτρων στη διαμόρφωση και στις μέγιστες τιμές των πεδίων, ενώ σε ορισμένες εξεταζόμενες περιπτώσεις προκύπτουν τοπικές τιμές ηλεκτρικού πεδίου άνω των 5 kV/m.