| σύντομη περιγραφή: Λοιπόν, καλημέρα παιδιά. Ξεκινάμε την δεύτερη ενότητα του ΣΥΕΤΡΙΑ. Η δεύτερη ενότητα του ΣΥΕΤΡΙΑ, όπως είπαμε στο πρώτο μάθημα, αφορά τα γρήγορα μεταβατικά φαινόμενα. Θυμίζω πολύ γρήγορα ότι μέχρι τώρα ασχοληθήκαμε με τα πολύ γρήγορα μεταβατικά φαινόμενα. Τι είναι πολύ γρήγορα? Κυρίως ατμοσφαιρικές εγκαινώσεις, κεραυνοί, κυματικά φαινόμενα ή αντίστοιχα κυματικά φαινόμενα που δημιουργούνται από διακοπτικούς χειρισμούς. Είπαμε και στο πρώτο μάθημα και στο τελευταίο μάθημα της πρώτης ενότητας ότι αυτά συνήθως οδηγούν σε μεταβατικά φαινόμενα της δεύτερης κατηγορίας. Ερχόμαστε να δούμε τι είναι αυτά τα φαινόμενα που θα μας απασχολήσουν για τα επόμενα 1,2,3,4 μαθήματα θεωρίας. Έχουν σαν γενικό τίτλο ζεύξεις, αποζεύξεις και βραχικυκλώματα. Όλα αυτά ανήκουν στα γρήγορα μεταβατικά φαινόμενα και όλα αυτά οφείλονται σε κάποιους πολύ συγκεκριμένους λόγους, ούτως ώστε να μπορούμε να τα διαχωρίζουμε από τα πολύ γρήγορα που έχουμε πει και από τα αργά τα οποία θα δούμε στη συνέχεια στο τέλος του μαθήματος. Στο σύστημα ελεκτικής ενέργειας γίνονται συχνά συνεχώς χειρισμοί ή αλλαγές σε χρόνους πολύ μικρότερους της περιόδου TAF, που ως γνωστόν στο ελληνικό δίκτυο είναι 20 ms. Ο λόγος για αυτούς τους χειρισμούς είναι το ότι έχουμε σφάλματα και θέλουμε να γλυπνήσουμε, δηλαδή θέλουμε να κάνουμε την απόζευξη των σφαλμάτων. Έχουμε ζεύξεις και αποζεύξεις φορτίων, αυτό είναι κάτι τελείως φυσιολογικό, πάντα θέλουμε να κλείσουμε ένα κύκλωμα για να τροφοδοτήσουμε ένα φορτίο, πάντα θέλουμε να ανοίξουμε ένα διακόπτη για να ελευθερώσουμε μια περιοχή ή για να ανοίξουμε ένα τελευταίο φορτίο. Όλα αυτά γεννούνται με κλείσιμο και άνοιγμα διακοπτών. Το δεύτερο κομμάτι δεν είναι κάτι το οποίο φυσιολογικά μας τρομάζει, αλλά όπως θα δούμε οι ζεύξεις και αποζεύξεις των φορτίων σε πολλές περιπτώσεις οδηγούν σε μεγάλα ρεύματα ή σε μεγάλες τάσεις. Τώρα, από πού προέρχονται τα σφάλματα που είναι η πρώτη κατηγορία, σφάλματα και αποζεύξεις των σφαλμάτων που είπαμε πριν, τα σφάλματα, όπως είδαμε μέχρι τώρα, μπορούν να προέρχονται από ατμοσφαιρικές αικαινώσεις οι οποίες οδηγούν κάποια στιγμή τη μόνοση ενός μονωτήρα σε μια διάσπαση, άρα γίνεται ένα βραχική κυκλομαϊκή και πρέπει να κάνω μια αποζεύξη αυτού του κυκλώματος, ακόμα και αν είναι παροδικό, ή σε εσφαλμένους χειρισμούς ή και ατυχήματα. Δηλαδή, ή μπορεί κάποιος από το κέντρο ελέγχου να κλείσει, να ανοίξει, να διακόπτει μια στιγμή που δεν έπρεπε, ή να γίνει ένα ατύχημα, να γίνει κάτι το οποίο δεν το έχουμε προϋπολογίσει όσον αφορά την διαδικασία ατύχημα, ούτως ή άλλως, για να γίνει θα πρέπει να συνδρέχουν τουλάχιστον τρεις λόγοι αστοχίας, όπως θα τα δούμε συνεχά, γιατί προσπαθούμε γενικώς να είμαστε ασφαλείς σε κάθε χειρισμό που κάνουμε στο σύστημα. Τώρα, τα ασφάλματα οδηγούν σε βραχικυκλώματα. Βραχικύκλωμα είναι μια ξαφνική και μη φυσιολογική αλλαγή της τοπολογίας του δικτύου, γιατί πολλές φορές έχουμε φυσιολογικές αλλαγές της τοπολογίας του δικτύου. Όταν δημιουργηθεί ένα ασφάλμα και όταν δημιουργηθεί μια ξαφνική και μη φυσιολογική αλλαγή της τοπολογίας, δημιουργούνται ταλαντώσεις μεταξύ πυκνωτών και αυτεπανών. Πού υπάρχουν πυκνωτές? Υπάρχουν πυκνωτές στο σύστημα. Όπως μάθαμε στα ΣΙΕ2, πολλές φορές τοποθετούμε πυκνωτές για αντιστάθμιση, για βελτίες του συντελεστή ισχύος. Υπάρχουν παραστατικές χωρητικότητες στο δίκτυο. Όπως είδαμε στα ΣΙΕ2, η γραμμή μεταφοράς έχει μια διανεμμένη χωρητικότητα ανά μονάδα μήκους. Αυτή, λοιπόν, συμπεριφέρεται χωρητικά. Θυμόμαστε μια ειδική περίπτωση, η γραμμή μεταφοράς χωρίς φορτίο, που συμπεριφέρεται ως ένας πυκνωτής. Αυτό θα το χρησιμοποιήσουμε στη συνέχεια. Και υπάρχουν και αυτεπαγωγές στο δίκτυο. Πού υπάρχουν αυτεπαγωγές στο δίκτυο? Υπάρχουν αυτεπαγωγές πάλι για λόγους αντιστάθμισης. Πολλές φορές χρειαζόμαστε επαγωγική αντιστάθμιση. Και υπάρχουν αυτεπαγωγές σε όλες τις άλλες συνεισθώσεις του δικτύου. Υπάρχει αυτεπαγωγή σε ένα μετασχηματιστή. Υπάρχει αυτεπαγωγή σε μια γραμμή μεταφοράς στον επόμενο μετασχηματιστή που βιβασμούν, στην επόμενη γραμμή διανομής και ούτω καθεξής. Αυτεπαγωγές υπάρχουν πάντα στο δίκτυο. Η συχνότητα αυτών των ταλαντώσεων είναι πάντα μεγαλύτερη της συχνότητας του δικτύου, δηλαδή η συχνότητα είναι μεγαλύτερη των 50 Hz. Πολλές φορές θα είναι και κάποια κίλο-ΧΕΡΤΣ όπως θα δούμε συνέχεια. Λόγω αυτής της συχνότητας και λόγω των ταλαντώσεων δημιουργούνται μεγάλες τάσεις, που θα τις ονομάσουμε γενικά υπερτάσεις, και μεγάλα ρεύματα που θα τα ονομάσουμε γενικά υπερεύματα και θα τα συγκεκριμανοποιήσουμε από εδώ και πέρα πότε έχουμε το ένα, πότε έχουμε το άλλο και πώς ορίζονται αυτά. Τι είναι υπέρταση? Ο ορισμός της υπέρτασης είναι πολύ γενικός γιατί η έννοια της υπέρτασης είναι πολύ γενική. Θα προσπαθήσουμε μέσα σε αυτό το μάθημα, την κάνουμε πολύ πιο συγκεκριμένη. Στο επόμενο μάθημα σε δικά κεφάλαια θα την κάνουμε ακόμα πιο συγκεκριμένη και θα αναφερόμαστε σε κανονισμούς και σε πρότυπα για να είμαστε σαφείς γιατί είναι υπέρταση και γιατί είναι επικίνδυνη υπέρταση. Γενικά υπέρταση ονομάζουμε μία μη φυσιολογική τάση που εμφανίζεται μεταξύ δύο σημείων του συστήματος και η οποία μη φυσιολογική τάση είναι μεγαλύτερη από την υψηλότερη τιμή τάσης που αναμένουμε μεταξύ των δύο σημείων σε συνθήκες κανονικής λειτουργίας. Αυτό δεν σημαίνει μεταξύ μας τίποτα αλλά επειδή έχει και μία έννοια περισσότερο προέρχεται από κανονισμούς κανονιστική, υπαύλα, νομική, εμείς ξέρουμε ποια είναι αυτή η μεγαλύτερη υπέρταση σε κάθε σημείο γιατί ξέρουμε ποιο πρότυπο διέπει το κάθε σημείο, δηλαδή αν έχω ένα δίκτυο διανομής των 20 kV ξέρουμε ότι η μεγαλύτερη τάση που αναμένουμε σε κάποια σημεία εκεί όχι φυσιολογική αλλά σε συνθήκες κανονικής λειτουργίας μπορεί να είναι ας πούμε 24 kV. Αυτές οι τιμές θα γίνουν πολύ συγκεκριμένες του χρόνου στα ειδικά κεφάλαια σε κάθε περίπτωση όμως ξέρουμε τι είναι υπέρταση και σε κάθε περίπτωση μια τάση διπλάσια της ονομαστικής είναι με βεβαιότητα μια υπέρταση. Στα C3 θα αναφερόμαστε σε τάσεις 2 φορές στην ονομαστική 2 per unit, 3 φορές στην ονομαστική 3 per unit και είναι σαφής η εφαρμογή αυτής της πρότασης. Μια απορία που θα μπορούσε να έχει κάποιος είναι αν σε ένα δίκτυο διανομής των 20 kV μια τάση των 24,5 kV είναι υπέρταση ή όχι θα ξέρουμε ότι με το πρότυπο με το οποίο δουλεύουμε για τη συγκεκριμένη περίπτωση είναι υπέρταση. Θα ξέρουμε επίσης τότε ότι αυτή η υπέρταση δεν είναι επικίνδυνη αλλά αυτό είναι ένα επόμενο θέμα. Οι υπετάσεις γενικά χωρίζονται σε εσωτερικές και εξωτερικές. Η εσωτερική υπέρταση είναι μια υπέρταση που προέρχεται από φυσιολογικούς χειρισμούς. Κάποιος ενεργοποιεί με το πάτημα ενός κουπιού ένα διακόπτη ο οποίος κλείνει ή τον απενεργοποιεί το διακόπτη, ανοίγει. Αλλά μια υπέρταση μπορεί να είναι και εξωτερική, δηλαδή μια υπέρταση που αφήλει σε μια ατμοσφαιρική εκένωση όπως είδαμε στην πρώτη κατηγορία μεταβατικών, τα πολύ γρήγορα μεταβατικά. Γιατί πρέπει να εκτιμήσω σωστά την υπέρταση, σε αυτό το πρόβλημα έχω μέγιστη υπέρταση με τις χειρότερες συνθήκες 2 per unit. Αυτό είναι μια σωστή εκτίμηση. Τι συμβαίνει με αυτό, μπορώ να προσδιορίσω σωστά το είδος της διαστάσης και το κόστος των συσκευών μόνος εις, γιατί το είδος και οι διαστάσεις κατευθείαν αντανακλούν στο κόστος και δεύτερο μπορώ να προσδιορίσω τα μέσα προστασίας γιατί θα πρέπει αν σε ένα πρόβλημα για παράδειγμα η υπέρταση η επικίνδυνη είναι διπλάσια της ονομαστικής, τότε θα πρέπει ένα μέσο προστασίας να αντέχει την διπλάσια της ονομαστικής. Αν σε ένα άλλο πρόβλημα η υπέρταση είναι τριπλάσια της ονομαστικής, τότε θα πρέπει το μέσο προστασίας εκεί να αντέχει την τριπλάσια της ονομαστικής τάση, αλλιώς θα έχω πρόβλημα. Αυτό είναι αυτό το οποίο θα κάνουμε και σιγά σιγά θα τέσουμε να προχωράμε όταν θα δούμε συγκεκριμένα προβλήματα στο πρώτο κομμάτι του μαθήματος, είμαστε σε γενικούς ορισμούς. Πάμε να δούμε λίγο τα υπέρρευματα. Τι είναι υπέρρευμα? Είναι ένα ρέυμα μεγαλύτερο του ονομαστικού ρέυματος, είτε μιας συσκευής, είτε ενός σημείου κόμβου του συστήματος λεκτικής ενέργειας. Το υπέρρευμα είναι γενικός ορισμός, μπορεί να είναι είτε μια υπερφόρτιση, είτε ένα ρέυμα αυλαχτισμένος. Η υπερφόρτιση, που είναι η πιο απλή περίπτωση και η πιο συνηθισμένη, είναι ένα υπέρρευμα με τιμή από μία έως δέκα φορές μεγαλύτερη από το ρέυμα απόζευξης του μέσου προστασίας σε ένα σημείο του συστήματος. Τι είναι πάλι αυτό? Σε ένα σημείο του συστήματος θα έχω ένα συγκεκριμένο μέσο προστασίας, θα το δούμε στη μεθεπόμενη διαφάνεια, που λέγεται αυτόματος διακόπτης ισχύος, ο οποίος θα είναι προσδιορισμένος έτσι ώστε να διακόπτει ένα ρέυμα, όταν αυτό ξεπεράσει μία τιμή που εγώ θα του θέσω ως μέγιστη. Ο ίδιος ο διακόπτης ισχύος τη συνέχεια θα μπορεί να αποζεύξει και ένα ρέυμα αυλαχτικλώματος, αλλά θα το δούμε στη συνέχεια. Τη στιγμή που έχω ορίσει εγώ το ρέυμα απόζευξης του μέσου προστασίας, το οποίο το ορίζω σύμφωνα με τη σύμφωνα, το οποίο το ορίζω σύμφωνα με συγκεκριμένα πρότυπα, όπως θα δούμε για άλλη μία φορά στα ειδικά κεφάλαια του χρόνου, ανάλαβα με το επίπεδο τάσης στο οποίο βρισκόμαστε. Και αυτά τα πρότυπα μου λένε πόσες φορές μεγαλύτερο πρέπει να είναι αυτό το ρέυμα. Πραγματικά, ένα τέτοιο πρότυπο μου λέει ότι θα πρέπει να έχω διπλάσιο ρέυμα στο μέσο προστασίας σε ένα συγκεκριμένο σημείο. Τότε η υπερφόρτιση είναι κάτι το οποίο είναι από μία έως δέκα φορές αυτό το διπλάσιο ρέυμα που έχω ορίσει για εκείνο το σημείο. Το ρέμμα αυρακυκλώματος τώρα, που είναι το πιο εύκολο να το αντιληφθούμε, είναι το υπέροχο με τιμή μεγαλύτερη από το δεκαπλάσιο του ρέμματος απόζευση και φορές φορές και 100 και 1000 φορές μεγαλύτερο. Το ρέμμα αυρακυκλώματος είναι ένα ρέμμα της τάσης των κιλοαμπέρ και κυρίως με τέτοια ρέμματα θα ασχοληθούμε στα ασιατρία. Δηλαδή δεν θα υπάρχει κάποιο πρόβλημα επιβεβαίωσης του τι είναι αυτό το ρέμμα αν είναι υπερφόρτιση ή αυρακυκλώμα. Ανεξάρτητα από το τι είναι, ο τρόπος επίλυσης, γιατί ουσιαστικά θα μάθουμε το πώς θα επιλύουμε τα προβλήματα, είναι ο ίδιος. Το αν ένα ρέμμα το οποίο θα έχει μία συγκεκριμένη τοπολογία με ένα συγκεκριμένο χειρισμό είναι υπέρευμα ή ρέμμα βροχυκλώματος θα μας απασχολήσει περισσότερο του χρόνου, φέτος θα πρέπει να υπολογίσω την τιμή του. Δεν πρόκειται να υπάρχει κάποια ερώτηση, εξετάσεις αν αυτό είναι υπέρευμα ή βροχυκλώμα. Θα πρέπει να απαντήσετε σωστά ότι το ρέμμα κατά τη διάρκεια αυτής της αλλαγής της τοπολογίας θα είναι ίσο με τόσα κιλοαμπέρ. Η γραφική του παράσταση θα είναι αυτή η συγκεκριμένη. Πότε παρουσιάζονται τώρα αυτά τα ρέμματα, είτε υπερφορτήσεις είτε ρέμματα βροχυκλώματος, σε περιπτώσεις σφαλμάτων ή βροχυκλώματων, αλλά δυστυχώς και κατά της έυξης κάποιων συγκεκριμένων φορτίων, τα φορτί αυτά είναι οι αυτεπαγωγές, είναι οι μετασχηματιστές, γιατί συμπεριφέρονται ως αυτεπαγωγές, είναι οι ασύγχρονες και οι σύγχρονες μηχανές, γιατί συμπεριφέρονται και αυτές επαγωγικά κατά την ζεύξη, ακόμα και οι σύγχρονες όπως θα δούμε στην τρίτη ενότητα των ΣΥΕ, κατά τη διάρκεια μεταβατικών φαινόμενων και μεταβατικών φαινόμενων είναι η εκκίνηση μιας σύγχρονης γενήτριας, όταν αυτή η μηχανή συμπεριφέρεται και επαγωγικά. Άρα υπερέυματα έχω πάντα, είτε έχω σφάλμα, είτε έχω ζεύξεις οποιοδήποτε φορτίον, εκτός από τις περιπτώσεις που έχω ζεύξεις απλών φορτίων που δεν περιέχουν αυτεπαγωγές, αλλά σχεδόν πάντα έχω μια αυτεπαγωγή στους σύστημα ελεύθερης ενεργίας, γιατί ακόμα και το καλώδιο το οποίο συνδέει την οποιαδήποτε συσκευή έχει και αυτό μια αυτεπαγωγή. Τι προκαλεί ένα μεγάλο ρέβμα, προκαλεί ενόχληση σε ασθενή δίκτυα λόγω μεγάλης πτώσης τάσης. Εδώ τώρα θα χρειαστώ λίγο τη βοήθειά σας για να καταλάβω τι λέει αυτή η πρόταση, γιατί μέχρι τώρα δεν με βοηθήσατε σε τίποτα στο σημερινό μάθημα. Τι λέει πάλι αυτή η πρόταση. Προκαλούν ενοχλήσεις σε ασθενή δίκτυα λόγω μεγάλης πτώσης τάσης. Ένα μεγάλο μεγάλης πτώσης τάσης. Προσπαθώ λίγο να σκεφτώ για να απαντήσω, μια που βλέπω τόσα χέρια σκόντων. Έχω λοιπόν ένα μεγάλο ρέβμα. Ξεκινάμε με το πρώτο στοιχείο από την πολύ σωστή απάντηση μέχρι ένα σημείο που μου έδωσες. Έχω ένα πολύ μεγάλο ρέβμα. Αυτό το πολύ μεγάλο ρέβμα, όταν το δίκτυο είναι ασθενές, μου λέει αυτή η πρόταση, θα διηγήσει σε ακόμα μεγαλύτερη πτώση τάσης. Πότε ένα μεγάλο ρέβμα, αλλά το ίδιο μεγάλο ρέβμα, δημιουργεί μεγαλύτερη πτώση τάσης πάνω σε μια σύνθετη αντίσταση, όταν αυτή η σύνθετη αντίσταση είναι μεγάλη. Άρα από αυτή την πρόταση καταλαβαίνω ότι τα ασθενή δίκτυα, τα βραχυκύκλωση παρουσιάζουν μεγάλη σύνθετη αντίσταση. Ερχόμαστε λίγο στο να ορίσουμε την ισχύ βραχυκύκλωση ενός δικτύου, όχι ακόμα μέσω σχέσεις, αλλά περισσότερο ποιοτικά. Η ισχύς βραχυκύκλωση ενός δικτύου είναι ένα μέγεθος, το οποίο μου το δίνει ο διανομέας, στην Ελλάδα ο διαχειριστής του δικτύου, ο ΔΕΔΙΕ, και το οποίο έχει μια συγκεκριμένη τιμή. Παρουσιάζουμε ως χάρη για την υπερδελχή της Αισαλονίκης και για τα 20 κιλοβόλτ, είναι 250 ΜΜΠ. Τι είναι αυτό? Αυτό είναι ένα ισοδύναμο μέγεθος, το οποίο το χρησιμοποιώ για να διαστασιολογήσω το μέσο προστασίας και έμμεσα να εκτιμήσω το ρεύμα σφάλματος, το οποίο θα συνισφέρει το δίκτυο από το ανάντι, από εκεί που βρίσκομαι και πιο πάνω. Εγώ όταν κάνω μία προσομοίωση ενός σφάλματος στο δίκτυό μου, θα έχω μία πηγή από αριστερά που θα είναι το δίκτυο της διανομής. Αυτό το δίκτυο της διανομής πώς θα το αντικαταστήσω με ένα ισοδύναμο τεβέν εις το κύκλωμά μου με μία πηγητάσεις πίσω από μία σύνθετη αντίσταση. Αυτή η σύνθετη αντίσταση προζηωρίζεται από μία ισχύ, που την ονομάζουμε ισχύ βραχική κύκλωσης, ισχύ επίπεδο σφάλματος και η οποία θα μου πει ότι στο συγκεκριμένο πρόβλημα η σύνθετη αντίσταση του δικτύου από το σημείο που βρίσκομαι και πέρα είναι πάνω ως χάρη 1,5 Ωμ. Λέω μια υποθετική τιμή. Σε αυτό το 1,5 Ωμ θα έχω μεγαλύτερη τόση τάσης, λέει αυτή η πρόταση, όταν το δίκτυο Ωμ είναι ασθενές. Όταν το δίκτυο Ωμ είναι ασθενές, έχει μικρότερη ισχύ βραχική κύκλωσης, άρα έχει μεγαλύτερη σύνθετη αντίσταση και μπορεί αυτή η σύνθετη αντίσταση να είναι 5 Ωμ ή 10 Ωμ. Άρα το ίδιο ρεύμα σφάλματος θα μου δημιουργήσει μεγαλύτερο πρόβλημα σε ένα ασθενές δίκτυο και τι είναι ασθενές δίκτυο, ένα μικρό αυτόνομο δίκτυο. Ένα δίκτυο ενός μικρού νησιού. Ένα δίκτυο το οποίο τροφωθώ εγώ από ένα ηλεκτροπαραγωγός ΕΒΓΟΣ. Αυτά είναι ασθενή δίκτυα. Άρα όσο πιο μικρό είναι το δίκτυο σε εγκατεστημένη ισχύ, τόσο πιο έντονο θα είναι το πρόβλημα από τα υπερεύματα λόγω της ακόμα μεγαλύτερης υπέροχης στάσης. Σε κάθε περιεπτωσία, ο σωστός υπολογισμός αυτών των ρευμάτων, τι θα μου προσδιορίσει το μέγεθος και το είδος των συσκευών προστασίας, πίσω έννοιες που θα αναλύσουμε διαξοδικά του χρόνου πάλι στα ειδικά κεφάλαια, αλλά φαντάζομαι ότι μια έννοια γενική ασφαλής, αλλά γενική θα υπάρχει, ασφάλειες, αυτόματι διακόπτες υπερέντασης και διακόπτες ισχύος. Για τις διακόπτες ισχύος θα μιλήσουμε αμέσως μετά. Η ασφάλεια είναι μια συσκευή προστασίας η οποία έχει μέσα ένα τικτό, ένα σύρμα, το οποίο θα καεί αν περάσει συγκεκριμένο ρεύμα για συγκεκριμένο χρόνο. Αυτά θα τα δούμε αναλυτικά στα ειδικά κεφάλαια της καμπύλας ρεύματος χρόνου και θα δούμε πώς θα διασθεσιολογήσουμε μια ασφάλεια. Ένας αυτόματος διακόπτης υπερέντασης είναι μια συσκευή η οποία αποτελείται από ένα μετασχηματιστή έντασης, ο οποίος μετράει το ρεύμα το οποίο περνάει από ένα σημείο του συστήματος, το μετασχηματίζει σε μια πολύ πιο χαμηλή τιμή για να μην δημιουργηθεί κάποιο πρόβλημα στη συσκευή μου και το στέλνει σε έναν ηλεκτρονόμο που είναι μια συσκευή που δέχεται μία τιμή ρεύματος, πολύ χαμηλή, και αποφασίζει με κάποιο όλιο που του έχω βάλει εγώ αν αυτή η τιμή είναι επικίνδυνη ή όχι και αν είναι επικίνδυνη ο ηλεκτρονόμος θα δώσει αυτόματα εντολή σε ένα διακόπτη ο οποίος βρίσκεται κοντά του να ανοίξει. Το μέγεθος και το είδος έχει να κάνει το μέγεθος με το πόσο μεγάλο είναι το ρεύμα και το είδος προς τα πού πηγαίνει το ρεύμα. Υπάρχουν περιπτώσεις όπου το ρεύμα πηγαίνει από το ανάντι στο κατάντι, αλλά υπάρχουν περιπτώσεις που το ρεύμα πηγαίνει και αντίθετα. Υπάρχουν περιπτώσεις όταν έχω διανεμημένη παραγωγή, όπου υπάρχει ρεύμα και από το ανάντι και από το κατάντι και από το σφάλμα. Και αυτά είναι τα πιο επικίνδυνα προβλήματα και αυτά θα δείτε στο τέλος του μαθήματος της διανεμημένης, όταν θα πάτε σε σφάλματα εκεί. Και επίσης προζεωρίζει τη δυναμική εντοχή των εγκαταστάσεων. Τι μπορεί να εννοώ τώρα εδώ με δυναμική εντοχή. Πού πηγαίνει το μυαλό σας. Ένα μεγάλο ρεύμα δυνάμεις μεταξύ αγωγών, πάρα πολύ σωστά. Οι δυνάμεις αυτές θα ταλαντώσουν διάφορα σημεία του συστήματος. Μπορεί να ταλαντώσουν τυλίγματα, οπουδήποτε έχουμε, σε μετασηματιστές, σε μηχανές. Μπορεί να ταλαντώσουν ζυγούς, δηλαδή μεταλλικές μπαρές, οι οποίες βρισκόνται για να δέχονται πολλούς αγωγούς και να ξεκινάν από εκεί πολλοί αγωγοί, χρησιμοποιώ γενικές εκφράσεις γενικούς ορισμούς. Αυτές οι δυνάμεις μπορούν να βγάλουν τα τυλίγματα από τη θέση τους, μπορούν να σπάσουν μία μπάρα. Άρα θα πρέπει να διαστασιολογήσουμε σωστά και αυτές τις συνισθώσεις του συστήματος, με βάση τα μέγιστα ρεύματα και τις μέγιστες δυνάμεις, στις οποίες οδηγούν αυτά τα μέγιστα ρεύματα. Ουσιαστικά με αυτά που είπα τώρα, καλύπτω σε μεγάλο βαθμό και τα επόμενα κομμάτια, έχουμε να κάνουμε τον ΣΙΕ3 και των ειδικών κεφαλαίων. Κυρίως ασχοληθούμε με αυτά τα πράγματα και με πάρα πολλές υποπεριπτώσεις. Και μάλιστα θα κλείσουμε το κεφάλαιο των ειδικών κεφαλαίων με το θέμα των δυνάμεων σε ζυγούς, για να δείτε ότι τελικά όλα αυτά έχουν κάποιο νόημα και τελικά έχουν κάποια πρακτική εφαρμογή στη μελέτη και συνεργασία που θα κάνετε σε ειδικά κεφαλαί. Υπάρχουν κάποια συσκευές στα ΣΙΕ που λέγονται διακόπτες. Διακόπτες έχετε στο σπίτι σας, διακόπτες έχετε στον πίνακα του σπιτιού σας. Θα αρχίσουμε σιγά σιγά να τους ταξινομούμε, να τους κατηγοριοποιούμε όπως πρέπει ανάλογα με τη χρήση τους. Οι διακόπτες είναι οι συσκευές με τις οποίες κάνουμε τις έυξεις και τις αποζεύξεις των διαφόρων φορτίων. Μέχρι αυτή τη στιγμή τουλάχιστον στην πλειοψηφία των συστημάτων ελεκτικής ενέργειας οι ζεύξεις και αποζεύξεις γίνονται μέσω διακοπτών με μηχανικές επαφές. Κάποια στιγμή θα αρχίσουν να εφαρμόζονται ηλεκτρονικοί διακόπτες και στα Συστήματα Ελεκτικής Ενέργειας και θα αλλάξουν πάρα πολλά από όσα λέμε τώρα, αλλά ακόμα είναι πολύ νωρίς. Το πολύ νωρίς σημαίνει για τα επόμενα τουλάχιστον τρία με τέσσερα χρόνια δεν πιστεύω να αλλάξει τίποτα. Οι διακόπτες με τους οποίους γίνονται οι χειρισμοί τώρα ανήκουν σε τρεις κατηγορίες. Η πρώτη κατηγορία είναι ο αποζεύκτης. Ο αποζεύκτης είναι ένας διακόπτης ο οποίος κάνει χειρισμό σε μηδενικό φορτίο και μηδενικό φορτίο για το CA είναι ένα φορτίο μικρότερο γενικά των 40 Α. Μπορεί να είναι μια μπάρα στον ελεύθερο αέρα η οποία ανοίγει προς τα πάνω, στρίβει προς τα δεξιά, κάνει και τα δύο αυτά. Σε κάθε περίπτωση έχω οπτική επαφή, την βλέπω αν έχει ανοίξει, ασφαλίζει στην ανοιχτή θέση και είναι βασική και απαραίτητη προϋπόθεση, αφού γίνουν όλα τα άλλα, να ανοίξει και αυτός ο αποζεύκτης για να μπορέσει κάποιος να πάει να επισκευάσει, να διωθώσει, να προσθέσει ή να αφαιρέσει κάτι στο σύστημα. Δεν έχει όμως καμία προστασία ο αποζεύκτης και γι' αυτό θα δούμε με ποιον τρόπο θα γίνονται οι χειρισμοί όταν έχω έναν αποζεύκτη. Ο πιο συχνός διακόπτης που υπάρχει στο σύστημα ελεύθερης ενέργειας είναι ο διακόπτης φορτίου. Τι είναι ο διακόπτης φορτίου, είναι ο διακόπτης με το οποίο κάνω χειρισμό στο ονομαστικό ρεύμα ενός φορτίου. Αυτός είναι ο διακόπτης φορτίου. Έκλεισα τέσσερις διακόπτες φορτίου, θα τους ανοίξω αμέσως γιατί έχουμε και πρόβλημα φωτισμού. Αυτοί οι τέσσερις διακόπτες φορτίου είναι διαστασιολογημένοι για το ονομαστικό ρεύμα αυτών των φωτιστικών. Τελεία. Δεν πρόκειται αυτοί οι διακόπτες να μπορέσουν να ανοίξουν, κάποια στιγμή αν συμβεί ένα σφάλμα σε ένα από τα φωτιστικά. Γιατί δεν αντέχουν να διακόψουν ρεύμα μεγαλύτερο από το ονομαστικό τους. Το ρεύμα το οποίο μπορεί να διακόψουν, για παράδειγμα, από ένα ρεύμα της τάξης των 10 Α, θα τους διαστασιολογήσω ανάλογα με το φορτίο το οποίο ανοίγουν και κλείνουν. Επειδή συνήθως τα φορτεία σε μια βιομηχανία, σε μια εγκατάσταση μέσης τάσης είναι μεγαλύτερα από ένα απλό φωτιστικό σώμα, ή ακόμα και τα φωτιστικά εκεί θα έχουν πολύ μεγαλύτερη ισχύ, οι διακόπτες φωτίου συνήθως διαστασιολογούνται σε ρεύματα φωτίου που είναι από 100 έως 1000 Α. Σπάνια έχουμε ρεύμα φωτίου μεγαλύτερο των 1000 Α. Εδώ να κάνω μια ερώτηση, αν χρειάζομαι ένα ρεύμα φωτίου μεγαλύτερο των 1000 Α, τι θα κάνω να βάλω δύο γραμμές που να αντέχει κάθε 1.000 Α. Ναι, αλλά αυτές οι γραμμές θα τροφοδοτούνται, σκέφτομαι τώρα λογικά στην απάντησή σου από τον ίδιο μετασχηματιστή. Δηλαδή, αν το φωτίο μου θέλει 2.000 Α, θα πρέπει να στέλνω 2.000 Α από το μετασχηματιστή μου για αυτό το φωτίο, που είναι μεγάλο ρεύμα για μόνιμη κατάσταση λειτουργίας, θα πρέπει να το μειώσω, πώς μπορώ να το μειώσω αυτό το ρεύμα, αυξάνοντας τι άλλο, το επίπεδο τάσης του συγκεκριμένου φωτίου. Όταν λοιπόν έχω ένα κινητήρα, ο οποίος ζητάει μεγαλύτερο ρεύμα, θα τον τροφοδοτήσω, τοποθετώντας έναν μικρό μετασχηματιστή, τοπικά, ο οποίος θα είναι στα 3,6 κιλόβολτ, στα 6 κιλόβολτ, στα 10 κιλόβολτ, ούτως ώστε να μειώσει αυτό το μεγάλο ρεύμα και να έχω εξοικονόμηση και στην καλωδίωση, αλλά και κυρίως πολύ μικρότερα ρεύματα εκκίνησης του κινητήρα. Παρ' όλα αυτά, η λύση αυτή δεν είναι κακή. Αν δεν έχω να τροφοδοτήσω κινητήρα, μπορεί να γίνει, γιατί γλιτώνω τα έξοδα της εγκατάστασης ενός μετασχηματιστή, άρα θα πρέπει να γίνει πάντα μια τεχνοεκονομική μελέτη και να δω τι με συμφέρει από τα δύο. Και ερχόμαστε τώρα στον διακόπτη με τον οποίον θα ασχοληθούμε από εδώ και πέρα. Είναι ο διακόπτης ισχύος. Θεωρητικά και σωστά ονομάζεται αυτόματος διακόπτης ισχύος. Από τα συνεργεία του ΔΕΔΙΕ και όταν θα πάμε να κάνουμε μια επίσκεψη και θα δούμε έναν τέτοιο διακόπτη, θα τον ακούσετε σαν αυτόματο σκέτο, όταν αναφέρονται σε έναν αυτόματο, εννοούν έναν αυτόματο διακόπτη ισχύος, ο οποίος κάνει χειρισμό αυτόματα σε βραχικό κύκλωμα. Τι σημαίνει αυτόματα? Αυτόματα σημαίνει ότι παίρνει ένα ρεύμα μέσω ενός ηλεκτρονόμου, ο οποίος παίρνει ένα ρεύμα μέσω ενός μετασηματιστή ρεύματος, το συγκρίνει με μία τιμή ρύθμισης που έχει, καταλαβαίνει ότι αυτό είναι ένα ρεύμα σφάλματος, αν είναι πάνω από 1 kA, και αμέσως κάνει μια ενέργεια, δηλαδή στέλνει μια εντολή στον διακόπτη που βρίσκεται δίπλα, να αρχίσει να απομακρύνει τις επαφές του, να ανοίξει. Ο διακόπτης ισχύος είναι από τις πιο σημαντικές συσκευές και αν τον προσδιορίσουμε σωστά και για να τον προσδιορίσουμε σωστά χρειαζόμαστε την ισχύ βραχική κύκλωση του σημείου στο οποίο βρισκόμαστε, γιατί η ισχύς βραχική κύκλωση θα μου δώσει το μέγιστο ρεύμα το οποίο μπορώ να έχω, τότε θα γλιτώσουμε από πολλά πιθανά σφάλματα τα οποία ακολουθούν στην πορεία. Από τα χειρότερα σφάλματα που μπορούμε να έχουμε είναι η αστοχία ενός διακόπτης ισχύος, δηλαδή όταν ένας διακόπτης ισχύος δεν λειτουργήσει ό,τι θα έπρεπε τότε αρχίζουμε και κινδυνεύουμε πραγματικά για θέματα αστάθια στο δίκτυο, αστάθια στο σύστημα, αστάθια στους σταθμούς παραγωγής, αλλά αυτά θα τα δούμε ένα-ένα με τη σειρά. Τι προβλήματα έχουν τώρα οι χειρισμοί με τους διακόπτες όταν ανοίγει ένας διακόπτης ή όπως χρησιμοποιείται η έννοια στα ελληνικά τρυπάρει ένας διακόπτης, αυτό θα ακούσετε αν είμαστε τυχεροί και τρυπάρει κάποιος διακόπτης στη στιγμή που κάνουμε μια επίσκεψη, θα το ακούσετε κιόλας γιατί κάνει και κρότο. Πρώτα ανοίγει στο άνοιγμα ο διακόπτης φορτίου ή ο διακόπτης ισχύος και μετά πηγαίνω και ανοίγω χειροκίνητα τον αποζεύκτη, γιατί αν έχει γίνει ένα σφάλμα θα πρέπει να ανοίξω τον αποζεύκτη, να έχω ορατή επαφή ότι είναι ακίνδυνο το δίκτυο, μετά να πάω να γιώσω το κομμάτι του ανοιχτό και μετά να στείλω ένα συνεργείο για να δω που είναι το σφάλμα. Στο κλείσιμο πρώτα κλείνει ο αποζεύκτης, γιατί είπαμε ο αποζεύκτης μπορεί να κλείσει μόνο με μηδενικό ρεύμα και όταν το δίκτυο, το κύκλωμα, το σημείο στο οποίο δουλεύω είναι εκτός τάσης, το ρεύμα είναι μηδενικό εφόσον το έχω γιώσει πριν, κλείνω λοιπόν τον αποζεύκτη και μετά θα κλείσω τον διακόπτη φορτίου ή τον διακόπτη σχείος. Συνήθως υπάρχει η αλληλομανδάλωση για όλα αυτά, δηλαδή όταν χρειαστεί για κάποιο λόγο να ανοίξει ένας διακόπτης σχείος, αμέσως μετά και αφού ανοίξει με επιτυχία έρχεται και ανοίγει αυτόματα και ο αποζεύκτης. Αν δεν συμβεί αυτό θα πρέπει ένας ισχυριστής να πάει χειροκίνητα να ανοίξει έναν αποζεύκτη στο σημείο που έχει γίνει το σφάλμα. Όταν έχω μια ζεύξη σε ένα διακόπτη με μηχανικές επαφές σημαίνει ότι δίνω εγώ εντολή αυτές οι μηχανικές επαφές να αρχίσουν να πλησιάζουν, τις βλέπω σε αργή κίνηση, πριν αρχίσουν να ακουμπάνε δυστυχώς αυτές οι επαφές, δημιουργείται ένα τόξο ανάμεσα από αυτές τις επαφές. Το τόξο αυτό φθείρει τις επαφές του διακόπτη και κάθε τόξο που δημιουργείται φθείρει ακόμα περισσότερο τις επαφές. Γι' αυτό κάθε κατασκευαστής προσδιορίζει τον κάθε διακόπτη για συγκεκριμένο αριθμό χειρισμών και κάθε χειρισμός θα πρέπει να καταγράφεται τόσο ώστε ο διακόπτης να αντικαθίσταται όταν ξεπεράσει αυτόν τον αριθμό χειρισμών. Γιατί τότε έχει φθαρεί τόσο πολύ το κομμάτι που πρέπει να κάνει τέλεια επαφή, το κομμάτι αυτό των δυο πόλων που έρχονται και ακουμπάνε πρέπει να έχει μηδενική αντίσταση, όταν έχει φθαρεί και δεν είναι λία η διατομή, η αντίσταση εκεί είναι μεγάλη και δημιουργεί αυτό πρόβλημα και πρόθεσης απώλειες στο σύστημα. Το τόξο είναι ανάλογο του ρεύματος το οποίο δημιουργείται όταν κλείνει το κύκλωμα και είναι ανάλογο της παραγώγου του ρεύματος, όσο γρήγορα μεγαλώνει αυτό το ρεύμα. Όσο πιο γρήγορα μεγαλώνει το ρεύμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η φθορά. Ο χρόνος ΔΕΛΤΑΤΕ αφορά το χρόνο που χρειάζεται ο μηχανικός διακόπτης να κλείσει. Αυτό θα γλιτώσουμε όταν θα εμφανιστούν οι ηλεκτρονικοί διακόπτες στα σύστημα της ηλεκτρικής ενέργειας γιατί εκεί ο χρόνος πρακτικά είναι αμεληταίος ενώ εδώ είναι της θάκης των μιλισέκοντ. Άρα ο στόχος μου είναι ο διακόπτης να κλείσει όσο γίνεται πιο γρήγορα και να εκτιμήσω σωστά τη φθορά που θα έχει θα πρέπει εγώ να υπολογίζω το ρεύμα και την παράγωγω του ρεύματος. Στην απόζευξη σημαίνει ακριβώς το αντίθετο, είναι κλειστές οι επαφές ενός διακόπτη και είτε εγώ πατώντας ένα κουμπί είτε ένας ηλεκτρονόμος μετρώντας ένα ρεύμα και καταλαβαίνοντας ότι έγινε ένα σφάλμα θα δώσει εντολή σε αυτούς τους πόλους να αρχίσουν να απομακρύνονται. Όχι τους δύο πόλους, πραγματικά όταν ένας είναι σταθερός κι άλλος κινείται δεν έχει σημασία, ακριβώς το ίδιο συμβαίνει. Απομακρύνουν οι δύο πόλοι, αλλά τι συμβαίνει, επειδή δυστυχώς και πάλι υπάρχει πάντα μια αυτεπαγωγή στο σύστημα ελεκτρίας ενέργειας το ρεύμα δεν μπορεί να μηδενιστεί ακαριαία, το ρεύμα το οποίο περνάει από μια αυτεπαγωγή. Επομένως δημιουργείται ένα τόξο στο διάκαινο, το οποίο τόξο θερμένει το διάκαινο και παραμένει μέχρι τη στιγμή που σβήνει το ρεύμα, τότε σβήνει και το τόξο. Πότε σβήνει το ρεύμα, όταν το ρεύμα περάσει από ένα μηδενισμό. Ευτυχώς στο εναλλασσόμενο σύστημα ελεκτρικής ενέργειας, το ρεύμα σφάλματος πάντα περνάει από ένα μηδενισμό. Αυτό είναι ένα από τα μεγάλα προβλήματα σε συστήματα ελεκτρικής ενέργειας με συνεχές ρεύμα, όπου εκεί επειδή το ρεύμα δεν θα περάσει από ένα μηδενισμό, η διαστασιολόγηση του διακόπτη θα πρέπει να είναι πολύ μεγαλύτερη, η αντοχή του η ελεκτρική θα πρέπει να είναι πολύ μεγαλύτερη και το κόστος είναι αντίστοιχα πολύ μεγαλύτερο. Στην απόζευξη, λοιπόν, το τόξο που υπάρχει θερμένει το διάκαινο, αρχίζουν και απομακρύνονται και υπάρχει ανάμεσα ένα τόξο. Αρχίζουν να απομακρύνονται, υπάρχει ακόμα ένα τόξο και κάποια στιγμή το ρεύμα μηδενίζεται. Εκείνη τη χτονική στιγμή το τόξο σβήνει. Η δουλειά του διακόπτη, τον περιγράφω πάρα πολύ απλά γιατί τον έχετε ή θα τον κάνετε καλύτερα στις ψηλές τάσεις, είναι να ψήξει αμέσως το θερμό διάκαινο. Με διάφορους μηχανισμούς το διάκαινο αυτό ψήχεται ενώ συνεχίζουν να απομακρύνονται οι επαφές του διακόπτη. Ενώ ψήχεται το διάκαινο και απομακρύνονται οι επαφές του διακόπτη, επανέρχονται τάσεις δεξιά και αριστερά στους πόλους του διακόπτη. Γιατί υπάρχει από μια πλευρά η πηγή, από την άλλη πλευρά υπάρχουν παρασιτικές χορητικότητες ή και άλλη πηγή όταν έχω διανευμένη παραγωγή. Αυτές οι τάσεις επανέρχονται και έχουνε μία μέγιστη τιμή, θα την υπολογίζω, υπολογίζοντας την τάση σαν στην άρτηση του χρόνου και μία μέγιστη τιμή της παραγώγου υπολογίζοντας πρώτα την τάση σαν στην άρτηση του χρόνου και παραγωγίζοντας την συνάρτηση και βρίσκοντας τη μέγιστη τιμή της συνάρτησης. Δηλαδή βρίσκοντας τη δεύτερη παράγωγο, βρίσκοντας τη ρίζα για τη δεύτερη και βρίσκοντας τη μέγιστη τιμή της πρώτης παραγώγου. Σας κουράζομαι μαθηματικά που τα πρώτα χρόνια απορρούσατε γιατί θα κάνετε, αλλά κάποια στιγμή θα τα χρειαστούμε σε ασυετρία και πολλά από αυτά. Όταν αυτές οι δύο τιμές, μέγιστη τιμή της τάσης και μέγιστη τιμή της παραγώγου της τάσης είναι μεγαλύτερες από τις αντίστοιες τιμές του διακόπτη, γιατί ο διακόπτης διαστασιολογείται με βάση αυτές τις τιμές, μόνος χάρη μπορεί να αντέξει διπλάσια τάση της ονομαστικής με μέγιστη ταχύτητα της επανερχόμενης τάσης 20 κιλοβόλτα ανά μικροσέκοντε. Σας λέω δύο τυπικές τιμές. Αν οι επανερχόμενες τάσεις δημιουργούνται β και δε β προς δε τε μεγαλύτερα από αυτές, θα έχουμε επανάφλεξο διακόπτη, θα δημιουργηθεί ένα τόξο, ενώ συνεχίζουν να απομακρύνονται οι επαφές και ενώ ο μηχανισμός προσπαθεί να ψήξει το διάκαινο, θα αρχίσει να θερμαίνεται πάλι. Το τόξο για μας είναι κάτι πάρα πολύ κακό, γιατί ξανά συνδέεται το βραχική κύκλωμα το οποίο είχαμε και μάλιστα συνδέεται με κάποιες αρχικές συνθήκες όπως θα δούμε χειρότερες από τις προηγούμενες που είχα στις τάσεις με κατάσταση. Άρα το μεταβατικό ρεύμα θα είναι ακόμα μεγαλύτερο και αν καταφέρει να ανοίξει σβήνοντας πάλι το τόξο στο μηδενισμό, θα έχω ακόμα μεγαλύτερη τάση και παράγωγο στην δεύτερη διακοπή του τόξου. Και ούτω καθεξής θα δούμε κάποιες περιπτώσεις όπου στο τέλος ο διακόπτης εκκρίγνεται και γιατί συμβαίνει αυτό, γιατί από την αρχή τον τοποθέτησα με λάθος διαστασιολόγηση, δηλαδή πήρα άλλο διακόπτη και τον έβαλα σε μέρος που δεν έπρεπε. Αν δεν το κάνω αυτό, όλα θα πάνε καλά. Άρα, απαραίτητα πρέπει να υπολογίσω τις επανερχόμενες τάσεις και τις παραγώγους του τάσιο. Να δούμε λίγο ένα απλό παράδειγμα τι ακριβώς συμβαίνει. Και το πρώτο παράδειγμα ανήκει στην κατηγορία των ζεύξιων μονοφασικών φορτίων. Πριν δούμε λίγο το παράδειγμα, δείτε λίγο εμένα. Θα μιλήσουμε πρώτα για τις ζεύξεις μονοφασικών φορτίων. Που έχω μονοφασικά φορτία στα στήματα λεπτικής ενέργειας? Σε μονοφασικούς καταναλωτές. Που έχω τριφασικά φορτία, κυρίως σε βιομηχανικούς καταναλωτές, στο δίκτυο, γραμμές και στο σύστημα. Γραμμές με τα σχηματιστές. Έχω κυρίως, και τα πιο μεγάλα σε ισχύ, είναι τα τριφασικά φορτία. Ξεκινάμε κυρίως για διδακτικούς λόγους, γιατί είναι πολύ δύσκολο ο υπολογισμός τριφασικών ζεύξεων και αποζεύξεων και κυρίως είναι πολύ δύσκολη η επίλυση τέτοιων προβλημάτων μέσα σε εξετάσεις και ξεκινάμε κυρίως για λόγους κατανοήσεις από την ζεύξη μονοφασικών φορτίων. Τα προβλήματα που θα εμφανιστούν στην πράξη σε ένα τριφασικό δίκτυο είναι πρακτικά ίδια, αν είναι ισοζυγισμένο το δίκτυο, αν είναι συμμετρικές οι πηγές, τα φορτία, οι γραμμές και θα συμβεί αυτό που θα συμβεί στη φάση α θα συμβεί στη φάση μπαι και σε μετά από λίγο χρόνο. Άρα ουσιαστικά μπορώ να διαστασιολογήσω έναν μονοτήρα, έναν διακόπτη, που θα είναι οικογένειας με την ασφαλή πλευρά και δεν θα είναι το αντίθετο. Θα δούμε πάρα πολύ γρήγορα στο τέλος της δεύτερης ενότητας κάποια τριφασικά φορτία, τα οποία όμως δεν θα είναι στην ήλη όσον αφορά τις ασκήσεις γιατί είναι αδύνατο να επιληθούν μέσα στις εξετάσεις. Χρειάζονται πάρα πολλούς υπολογισμούς. Τι πρέπει να κάνω και κλείνω την παρένθεση με τα τριφασικά φορτία, θα πρέπει να τα υποβιβάσω σε αντίστοιχα μονοφασικά, δηλαδή μπορώ να δουλέψω με ορθό, αντίστροφο και ομοπολικό και στη μεταβατική κατάσταση, να λύσω διαφορικές εξισώσεις και να ξανασυνθέσω για να δω τι γίνεται. Εναλλακτικά μπορώ να δουλέψω ως ένα κύκλωμα. Όταν το σύστημα ελεκτής ενέργειας έχει μεταβατικά ρεύματα, βραχικυκλώματα, τα βραχικυκλώματα αυτά δεν ακολουθούν τη γνωστή φορά και τη γνωστή αντιστοιχεία των 120 μηρών στις τρεις φάσεις. Πηγαίνει παντού ένα βραχικύκλωμα. Άρα μπορώ να δω το σύστημα ελεκτής ενέργειας σαν ένα απλό κύκλωμα, απλό εντός εισαγωγικών, το οποίο όμως μπορεί να επιλυθεί με τις γνωστές μεθόδους επίλυσης κυκλωμάτων που έχουμε αντιμετωπίσει. Τίποτα από αυτά τα δύο δεν θα μας απασχολεί στα ασιατρία. Αναφέρομαι σε γενικές περιπτώσεις. Όλα αυτά ούτως ή άλλως είναι θέματα που μπορούν να μας απασχολήσουν σε επίπεδο διπλωματικής, σε επίπεδο πέρα από αυτά τα εισαγωγικά μαθήματα. Πάμε λοιπόν σε αυτά που θα αντιμετωπίσουμε και πάμε στο πιο απλό από όλα τα προβλήματα. Είναι η ζεύξη μιας αυτεπαγωγής. Τι σημαίνει η ζεύξη μιας αυτεπαγωγής. Έχω ένα διακόπτη Δ, ο οποίος κλείνει μια χρονική στιγμή που εγώ ξεκινάω να μετράω τους χρόνους, για να συνδέσει μία πηγή εναλλασσόμενης τάσης ΔΕΕΣ που βρίσκεται στα αριστερά, με μία αυτεπαγωγή L την οποία γνωρίζω την τιμή. Τι μπορεί να είναι αυτό σε ένα πραγματικό σύστημα ελεκτικής ενέργειας. Θα μπορούσε να είναι ένας μονοφασικός κινητήρας. Θα μπορούσε να είναι και μια αυτεπαγωγή αν την χρειάζομαι για αντιστάθμιση. Θα μπορούσε να είναι και αυτό θα δούμε συνεχώς ένας μετασχηματιστής. Και αυτό είναι αυτό το οποίο θα μας απασχολήσει στο πρώτο και μοναδικό πρόβλημα που θα δούμε σήμερα. Για να ξεκαθαρίσουμε λίγο τα πράγματα θα προχωράμε πολύ πιο γρήγορα στα επόμενα μαθήματα. Πώς θα δουλέψουμε, η πηγή τάσης θεωρώ ότι έχει μία ενεργό τιμή u, μία μέγιστη τιμή ριζα δύο επί γιου και ότι είναι ένα ημύτωνο με μία γωνία φίτα που είναι η φάση της τάσης κατά τη στιγμή της έφυξης. Γιατί τη χρειάζομαι αυτή τη γωνία? Γιατί εγώ δεν ξέρω ποια είναι η φάση της τάσης κατά τη στιγμή που θα αποφασίσω να πάω να πατήσω έναν διακόπτη. Η τάση μου μπορεί εκείνη τη στιγμή να είναι μηδενική, να είναι εσύ ένα πελιούνιτ, πλήνα ένα πελιούνιτ και όλες οι ενδιάμεσες τιμές μου. Η δουλειά μου στα ΣΥΕ3 είναι να πάω τη χειρότερη περίπτωση πάντα, γιατί έχει την ίδια πιθανότητα να συμβεί με όλες τις άλλες, να διαστασιολογήσω με τη χειρότερη περίπτωση και να είμαι ασφαλής σε όλες τις άλλες. Χρονική στιγμή τέησο μηδέν, θεωρώ τη χρονική στιγμή στην οποία κλείνει ο διακόπτης Δ, θεωρώ τη μαγνητική ροή σαν συνάντηση του χρόνου ψ και θεωρώ όταν θα πάμε σε συνέχεια σε αυτεπαγωγή με μαγνήτη ψ του μηδενός, τον παραμένοντα μαγνητισμό που θα έχει αυτός ο μαγνήτης. Επίσης, αν αντικαταστήσω με ΨΕΣΜΕΓΙΣΤΟΡΙΖΑ2ΒΟΜΕΓΑ και πω ότι είναι η μέγιστη ροή της μόνιμης κατάστασης, θα κάνω πιο απλές τις σχέσεις, στις οποίες θα καταλήξω σε συνέχεια. Ας τις δούμε λίγο. Σύμφωνο με το νόμο του Φαραντέη, η λακτυριατική δύναμη, η οποία είναι ίσικη και αντίθετη με την τάση που την επιβάλλει, και σύμφωνο με τη φαρά που έχω, το ε, είναι ίσο με πλυγγιού, είναι μιον δε ψήντε τε, ολοκληρώνω τη διαφορική αυτή η αξίωση από το χρόνο μηδέν μέχρι τη χρονική στιγμή τε, όπου αντικαθιστώ στην τάση την συνάρτηση που έχω με τη φάση της τάσης θ. Το πρώτο κομμάτι είναι η διαφορά της ροή στη χρονική στιγμή τε που ψάχνω μίον τη ροή που έχει τη χρονική στιγμή μηδέν, αν υπάρχει. Και τελικά, κάνοντας τις πράξεις, μετά την ολοκλήρωση θα καταλήξω σε μια πολύ απλή σχέση. Να που χρειάζεται το ψίας μέγιστο για να είναι ακόμα πιο απλή αυτή η σχέση, που μου λέει η ροή της χρονική στιγμής τε, δίνεται από μια σχέση όπου υπάρχει ένα μέγιστο, ένας σταθερός όρος που είναι το στιγμή τε της γωνίας θ και ένας μεταβλητός με τον χρόνο όρος που είναι το μίον στιγμή τε στιγμή θ. Ποια είναι η χειρότερη περίπτωση που μπορώ να έχω εδώ? Η χειρότερη περίπτωση είναι αυτή που θα έχω την μεγαλύτερη ροή, να το πω αυτά. Απλά. Όλα τα άλλα είναι σταθερά, αυτό που μεταβάλλεται είναι αυτό που είναι στην αγγήλη. Πότε θα έχω τη μεγαλύτερη ροή? Όταν το δεύτερο στιγμή τε όνοι είναι μηδέν. Και το πρώτο? Να ξεκινήσουμε από το πρώτο. Όταν το πρώτο στιγμή τε όνοι είναι μονάδα, αυτός ο όρος θα μεταβάλλεται από το δύο μέχρι το μηδέν. Γιατί αυτός μεταβάλλεται από το πλημένο στο συνένα, σωστά. Όταν ο πρώτος όρος είναι μονάδα και ο δεύτερος όρος γίνει μίον ένα, με το μίον εδώ θα μου δώσει ένα δύο εδώ, σωστά. Τότε θα έχω τη διπλάσια ροή από αυτή τη στάσιμη κατάσταση. Άρα η δουλειά μου, γιατί πρέπει να εξασφαλίσω την χειρότερη πλευρά για την προστασία στη ασιατρία, είναι να θεωρήσω ότι είμαι πάντα άτυχος και πάντα τη χρονική στιγμή που πατάω το διακόπτη για τη ζεύξη. Η γωνία θ είναι μηδέν, δηλαδή, πάμε πριν. Τι σημαίνει αυτό για τη τάση εκείνη τη χρονική στιγμή, μια που ορίσαμε αφθαίρετα ότι η τάση μου είναι ένα ημύτωνο, η αρχή των χρόνων είναι όταν το τ είναι μηδέν και όταν το θ είναι μηδέν, το τ είναι μηδέν, το θ είναι μηδέν, το ημύτωνο του μηδενός μου δίνει μηδενισμό της τάσης την ώρα που πατάω το διακόπτη. Άρα η χειρότερη περίπτωση είναι την ώρα που πατάω το διακόπτη. Για να συνδέσω μια αυτοεπαγωγή, η τάση μου, που είναι ένα ημύτωνο, να περνάει εκείνη τη στιγμή από ένα μηδενισμό. Από αυτό ξεκινάμε και αμέσως μετά το διάλειμμα θα συνεχίσουμε συζητώντας ακριβώς τα προβλήματα που θα υπάρχουν. Λοιπόν, παιδιά, να δούμε λίγο άλλη μια φορά το πρόβλημα. Να το πρόβλημα, τι κάνω, κλείνω έναν διακόπτη, είπαμε, τη χρονική στιγμή που ξεκινάω να μετράω τους χρόνους και συνδέω μια πηγή εναλλασσόμενης τάσης με μια αυτοεπαγωγή, ό,τι πιο απλό για ένα κύκλωμα. Ορίσαμε τα διάφορα μεγέθη, λύσαμε τη διαφορετική εξίσουση της ροής, της πεπλεγμένης ροής της αυτοεπαγωγής και λέω τώρα, άνα με λιθείο παραμένων μαγνητισμός, δηλαδή αν θεωρείς ότι το ψή της χρονικής στιγμής μηδεν είναι ίσο με το μηδεν που σημαίνει ότι δεν υπάρχει σίδηρο-μαγνητικό υλικό ως οπλισμός μέσα στο ποινείο, είναι μια απλή αυτοεπαγωγή, τότε η ροή σαν συνάντηση του χρόνου δίνεται από την πάνω σχέση και αν η ζεύξη γίνει υπό μηδενική τάση, εδώ είναι η διερεύνηση που κάνω, παίρνω τη χειρότερη περίπτωση, τότε η ροή μου δίνεται από μία σχέση ψιές μέγιστο επί ένας συνειμήτωνος του ΩΜΕΓΑΤΕ. Τι μέγιστη τιμή έχει αυτό για τη χρονική στιγμή ΤΕΙΣΩΜΠΙΔΙΑΩΜΕΓΑΤΕΙΣΩΜΠΙΔΙΑΩΜΕΓΑΤΕΙΣΩΜΠΙΔΙΑΩΜΕΓΑΤΕΙΣΩΜΠΙΔΙΑΩΜΠΙΔΙΑΩΜΠΙΔΙΑΩΜΠΙΔΙΑΩΜΠΙΔΙΑΩΜΠΙΔΙΑΩΜΠΙΔΙ Στο αριστερό διάγραμμα, με συγχωρείτε, με το πράσινο χρώμα έχουμε τη ροή σαν συνάντηση του χρόνου για την χειρότερη περίπτωση όπου η ζεύξη γίνεται υπό μηδενική τάση, δηλαδή θήτα ίσον μηδέν άρα έχω παλμούς μιας κατεύθυνσης οι οποίοι ξεκινούν από το μηδέν για τη ροή και φτάνουν στο διπλάσιο της ονομαστικής ροής Προφανώς καταλαβαίνετε ότι για οποιαδήποτε άλλη γωνία θήτα γίνει η ζεύξη, η ροή μου θα έχει μικρότερη τιμή από το διπλάσιο Το αντίστοιχο ρεύμα σαν συνάντηση της ροής για την ίδια περίπτωση ζεύξης όταν η τάση της πηγής είναι μηδενική είναι δίπλα το ρεύμα δηλαδή θα φτάσει το διπλάσιο του ρεύματος της μόνιμης κατάστασης ΙΣ Πώς από τη ροή πηγαίνω στο ρεύμα μέσω μιας σταθεράς που τον ονομάζουμε αυτεπαγωγή και η οποία αυτεπαγωγή είναι μια σταθερή ποσότητα όταν δεν υπάρχει σιδηρομαγτικό υλικό στο ποινείο Άρα η ροή μου είναι το ΛΕΠΙΓ όπως πολύ σωστά μου είπατε άρα το Ι είναι το ΨΤ που έχω υπολογίσει διά Λ άρα το ρεύμα μου αν αντικαταστήσω το Ρ2Β2ΩΛ με το ΙΣΜ θα δίνεται από μια τέτοια σχέση στη γενική περίπτωση της ζεύξης αν η ζεύξη γίνεται υπό μηδενική τάση δηλαδή το ΦΤ να είναι ίσο με το ΛΕΠΙΓ το ρεύμα μου θα έχει αυτή τη μορφή και μέγιστη τιμή πάλι για τη χρονική στιγμή ΤΕΙΣΩΝΠΙΓΩΜΕΓΑ ίσο με 2ΙΣΜ δηλαδή το ρεύμα στη χειρότερη περίπτωση είναι διπλάσιο του ρεύματος τάσιμης κατάστασης Κάλλιστα αυτό το διπλάσιο του ρεύματος της τάσιμης κατάστασης μπορώ εγώ να το θεωρήσω ως αναμενόμενο ρεύμα για εκείνο το σημείο να προσδιορίσω το μέσο μου προστασίας έτσι ώστε να μην κάνει τίποτα για το διπλάσιο ρεύμα αν αυτό το κρατάει πολύ λίγο και να πάνε όλα καλά και έτσι γίνεται σε αυταπαγγιές που δεν έχουν σιδηρομαγνητικό πυρήνα στο κέντρο τους Πάμε στη δεύτερη περίπτωση που είναι και αυτή που ενδιαφέρει στους στήματες ελεκτρικούς ενέργειας έχοντας λύσει το απλό Πάμε στην εφαρμογή σε μια περίπτωση στασίας ποινείο με πυρήνα από σίδηρο που έχει εφαρμογή σε μετασχηματιστές ισχύος οι οποίοι λειτουργούν σε ονομαστική τάση και συχνότητα δηλαδή θέλω εγώ να κλείσω ένα διακόπτη για να τροφοδοτήσω με τάση το ένα από τα δύο τυλίγματα ενός μετασχηματιστή Το διπλάσιο της ροής της μόνιμης κατάστασης το οποίο έχω δει ότι θα υπάρχει σε αυτή την περίπτωση Στην περίπτωση του μετασχηματιστή θα μας οδηγήσει βαθιά στον κορεσμό του πυρήνα. Γιατί γίνεται αυτό? Θα το ξαναπούμε αλλά ας το αναφέρω μια φορά γιατί το μάθημα των μετασχηματιστών έχει περίπου ένα χρόνο που σας απασχόλησε Θυμόσαστε την καμπύλη μαγνήτησης ενός μετασχηματιστή? Μια καμπύλη που δίνει ποια μεγέθη β και η, μαγνητική επαγωγή προς μαγνητικό πεδίο ή ροή σαν στάρις του ρεύματος Το β μεταξύ μας είναι ροή, το η είναι ρεύμα, μαγνητικό πεδίο, ίδια καμπύλη είναι. Αυτή ανεβαίνει μέχρι ένα σημείο το οποίο θεωρούμε αγραβνικό εκεί αρχίζει και στρίβει στο γόνατο και μετά πηγαίνει σχεδόν οριζόντια. Το γόνατο εκεί που αρχίζει να στρίβει συνήθως είναι στο 1,3 της ονομαστικής ροής και αυτό το έχουμε γιατί επειδή συνήθως έχουμε υπερτάσεις και φυσικά αντίστοιχες αυξήσεις της ροής του συν πλήν 0,2 περιούν, δηλαδή θα φτάσουμε στο 1,2. Στο 1,3 όταν είμαστε, είμαστε στην ασφαλή πλευρά για την μόνιμη κατάσταση της λειτουργίας ενός μετασχηματιστή, δεν πηγαίνω σε μη γραμμικές περιοχές. Όταν θα πάω στο 2, θα πάω σίγουρα. Θα τα δούμε αναλυτικά αυτά και σε σχήματα, απλώς θέλω λίγο να τα αναφέρω για πρώτη φορά. Η ροή είναι μια συνάρτηση του ρεύματος και όχι ελεπιγιότητα γιατί η αυτεπαγωγή δεν είναι σταθερή λόγω του ότι ο πλήνας κατασκευάζεται από ένα σιδηρομαγνητικό υλικό. Άρα το ρεύμα σαν συνάρτηση του γιώτα θα είναι η αντίστροφη συνάρτηση της ροής που είχαμε υπολογίσει πριν, όπου εδώ θα λάβω υπόψη μου και τον παραμένο νομαγνητισμό, γιατί μιλάμε πλέον για ένα μετασχηματιστή, ο οποίος κατά πάσα δεν θα τα λειτουργούσε πριν, για κάποιο λόγο άνοιξα έναν διακόπτο και θέλω να το ξανακλείσω. Πάλι, για να είμαι στην ασφαλή πλευρά, θεώρησα τη συνάρτηση της ροής για τη χειρότερη δυνατή περίπτωση, δηλαδή για θ-0, ούτως ώστε να πάρω το διπλάσιο αυτό της ροής, ούτως ώστε να είμαι μέσα στον κολλεσμό. Λοιπόν, αυτό που θέλω λίγο να δούμε είναι πρώτα απ' όλα το πάνω-ριστερά σχήμα το α, που μου δίνει τη ροή σαν συνάρτηση του χρόνου και είναι ακριβώς το ίδιο που είχα και πριν. Το δεύτερο σχήμα, το πάνω-δεξιά, μου δίνει τη ροή σαν συνάρτηση του ρεύματος, δηλαδή το β σαν συνάρτηση του η, μου δίνει δηλαδή την καμπύλη μαγνήτησης του πυλνατού μετασχηματιστή. Βλέπουμε που είναι το ΨΙΕΣ της στάσιμης κατάστασης και το ΨΙΚΑΠΑ στο γόνατο, η ροή του κορεσμού, είναι περίπου στο 1,3 του ΨΙΕΣ μέγιστο. Και επίσης θυμίζω ότι το ρεύμα αυτό στο οποίο βρισκόμαστε είναι το ρεύμα μαγνήτησης γιατί είναι ένας μετασχηματιστής σε πρώτη προσέγγιση που λειτουργεί χωρίς φορτίο, δηλαδή έχει το ρεύμα μαγνήτησης και μόνο σε εκείνη την ονομαστική ροή. Όταν η ροή μου θα φτάσει στο διπλάσιο της ροής στάσιμης κατάστασης, τότε το σημείο το μισ της καμπύλης θα μου δώσει ένα μέγιστο ρεύμα και παίρνοντας αντίστοιχα τιμές του ρεύματος από το σχήμα Β και του χρόνου αντίστοιχα από το σχήμα Α θα καταλήξω σε ένα τρίτο σχήμα που μου δίνει το ρεύμα σαν συνάρτηση του χρόνου, το οποίο θα μου δώσει παλμούς μίας κατεύθυνσης οι οποίοι θα συνεχίζονται υπό την προϋπόθεση ότι συνεχίζονται οι συνθήκες του αρχικού κυκλώματος και αμελώ τελείως τις ομικές αντιστάσεις του κυκλώματος. Στην πραγματικότητα, το κύκλωμα αυτό, δηλαδή ο μετασχηματιστής, συνδέεται μέσω του διακόπτη με φυσιολογικούς αγωγούς, οι οποίοι έχουν ομική αντίσταση, ακόμα και το ίδιο το ποινείο έχει μια ομική αντίσταση. Η ομική αντίσταση είναι σύμμαχος μας στα μεταβατικά φαινόμενα, η 4-5 πρώτη κύκλια ουσιαστικά είναι μεγάλη και αμέσως μετά αρχίζει να έρχεται μια απόσβηση και μάλιστα έντονη. Ουσιαστικά, το πρώτο πρόβλημα που θα εμφανιστεί είναι στην πρώτη αυτή κορυφή. Θα το ξαναδούμε λίγο αυτό το σχήμα, αλλά ας δούμε λίγο τις σχέσεις. Το σχήμα αυτό σε τι αναφέρεται, στη ζεύξη πηγής αναλασσόμενης τάσης, το ΒΕΕΣ που είχα αριστερά στο κύκλωμα με αυτοεπαγωγή, η οποία όμως τώρα έχει πυρήνα σιδείρου και αναφέρεται στη μία από τις τρεις φάσεις ενός μετασχηματιστή, όταν κατά τη χρονική στιγμή της ζεύξης η τάση της πηγής είναι μηδενική για να έχω την χειρότερη δυνατή περίπτωση με το διπλάσιο της ροής. Και έχω τρία σχήματα, ροή σαν στιγμή του χρόνου, ροή σαν στιγμή του ρεύματος από την καμπύλη μαγνήτης του μετασχηματιστή που μου δίνει ο κατασκευαστής του κάθε μετασχηματιστή και το ρεύμα σαν στιγμή του χρόνου που είναι αυτό που θέλω να υπολογίσω. Στην πρώτη περίπτωση, θεωρώντας τον παραμένοντα μαγνητισμό μηδενικό ή στην περίπτωση της πρώτης συλλέκδυσης του μετασχηματιστή, τότε το ρεύμα θα φτάσει, όπως είπαμε περίπου, η ροή με συγχωρήτα θα φτάσει περίπου το διπλάσιο της ονομαστικής ροής στιγμής κατάστασης και το ρεύμα θα έχει τη μορφή παλμόνου μιας διεύθυσης με μέχρι στη μη γιώτα maximum μεγαλύτερο του ονομαστικού ρεύματος. Στην περίπτωση που ο παραμένος μαγνητισμός δεν μπορεί να μεληθεί και θεωρώντας ότι υπάρχουν κάποιες απώλειες και κάποια αισθέριση, μια τυπική τιμή είναι περίπου στο 0,8 per unit, το σύνολο με τα 2 που είχαμε πριν μπορεί να φτάσει στο 2,8 και μπορούμε να πάμε λίγο πίσω. Δείτε πού είναι το 2,8 και πού θα τέμνει αυτή την καμπύλη και πόσο μεγάλο θα είναι αυτό το ρεύμα αν έχω, δηλαδή το ρεύμα μπορεί να είναι 50 φορές στο ονομαστικό και μετά να γίνει 200 φορές στο ονομαστικό με μια παραμικρή αύξη της ροής γιατί αυτή η καμπύλη από εκεί πέρα πηγαίνει σχεδόν οριζόντια. Αφήστε λίγο αυτό που λέει η προστασία. Ποιο είναι το πρόβλημα? Το πρόβλημα είναι ότι ξαφνικά έχω ένα τεράστιο ρεύμα εκεί που θα περίμενα ένα πάρα πολύ μικρό ρεύμα. Γιατί θα περίμενα ένα πάρα πολύ μικρό ρεύμα? Γιατί αν θεωρήσω το μετασηματιστή σε λειτουργία χωρίς φορτιών καινό τότε το μόνο ρεύμα που θα έπρεπε να έχω είναι το ρεύμα μαγνήτησης. Τι τάξεις μεγεθούς είναι το ρεύμα μαγνήτησης? Επί της εκατό, ίσως σε περιούνιτ μεταβάλλεται από μετασηματιστή σε μετασηματιστή, είναι πολύ μικρό και είναι στην περιοχή από 0,5 έως 4-5 της εκατό περίπου του ονομαστικού. Τυπικές τιμές είναι γύρω στο 1,5-2 περιούνιτ. 0,05 έως 0,4 περιούνιτ αντίστοιχα. Τυπικές τιμές είναι γύρω στο 1,5-2 της εκατό. Αυτό είναι ένα πολύ μικρό ρεύμα. Αυτό το ρεύμα φυσιολογικά θα έπρεπε να έχουμε και ένα μέσο προστασίας που βρίσκεται εκεί θα έπρεπε να προστατεύει τη συσκευή μου διαστασιολογημένο σε ένα μικρό ρεύμα. Το ρεύμα το οποίο έχω, όπως θα δούμε και από ένα πίνακα, γιατί δεν είναι εύκολο να γίνουν υπολογισμοί, θα πρέπει κάποιος σε κάθε περίπτωση να μου δώσει την καμπύλη μαγνήτηση και να πάω εκεί με γραφική μέθοδο και να βρω σημεία τομείς και να βρω το μέγιστο ρεύμα. Αυτό το ρεύμα δημιουργεί ένα σαφές πρόβλημα στο μέσο προστασίας, το οποίο θεωρεί ότι συνέβει ένα βραχικό κύκλωμα στο μετασηματιστή. Όταν μέσα σε 10 μιλισέκοντ το ρεύμα μου θα έπρεπε να είναι κάποια Α, 1, 2, 5 Α, ένα ρεύμα μαγνήτηση είναι ξαφνικά 100 Α, το οποίο είναι ακόμα μεγαλύτερο και από το ονομαστικό ρεύμα του μετασηματιστή. Το σύστημα προστασίας που μπορεί να είναι ένας μικρός αυτόματος διακόπτης, θα ενεργοποιηθεί και θα ανοίξει. Άρα ανάλογα με το πόσο άτυχος είμαι, αν ενεργοποιήσω έναν μετασηματιστή που είναι χωρίς φορτίο, τη χρονική στιγμή που η τάση μου περνάει από έναν μηδενισμό, τότε θα χάσω σίγουρα το χειρισμό αυτόν, γιατί μόλις πατήσω έναν διακόπτη θα ανοίξει ένας άλλος αυτόματος διακόπτης. Αν πάλι είμαι πολύ τυχερός και τύχει αυτός ο χειρισμός να γίνει όταν η τάση μου είναι μέγιστη, δεν θα συμβεί πολύ ως τίποτα. Η δουλειά μου είναι να θεωρώ ότι είμαι πάντα άτυχος, γιατί είπαμε ότι έχει την ίδια πιθανότητα να συμβεί με όλες τις άλλες. Τι ακριβώς μπορώ να κάνω, μπορώ να χρησιμοποιήσω ένα σύστημα προστασίας με χρονική καθυστέρηση. Επειδή είπαμε ότι μετά από 4-5 ταλαντώσεις αυτή η παλμή μειώνονται λόγω της απόσβεσης, αυτό μπορεί να με σώσει βάζοντας μια χρονική καθυστέρηση στο μέσο προστασίας. Μελέγοντας το μέσο προστασίας, μην κάνεις τίποτα για μισό δευτερόλεπτο. Ναι, αλλά αν τυχόν συμβεί ένα πραγματικό σφάλμα στον μετασχηματιστή και το αφήσω για μισό δευτερόλεπτο να υπάρχει, θα δημιουργήσω πρόβλημα στον μετασχηματιστή μεγαλύτερο. Άρα προσπαθούμε να κάνουμε μια προστασία και γι' αυτό επιμένω λίγο, σαν πρώτη προσέγγιση του θέματος της προστασίας, μέσω της συγκεκριμένης κυματομορφής που έχω μέχρι τώρα καταλήξει για το ρεύμα. Τι έχω, έχω παλμούς μιας κατεύθυνσης. Αν θεωρήσω μηδενική απόσβεση, έχω για άπειρο χρόνο τέτοιους παλμούς. Η συμμετρία που έχει αυτό το κύμα, αυτή η κυματομορφή, αν αναλυθεί σε φουργέ, θα μου δώσει μια πάρα πολύ μεγάλη δεύτερη αρμονική. Δηλαδή θα υπάρχει μια πολύ μεγάλη τιμή ρεύματος στα 100 Hz. Άρα μπορώ εγώ να έχω ένα μέσο προστασίας, το οποίο να είναι λίγο πιο έξυπνο από αυτά που τοποθετώ, που να μετράει πόσο μεγάλο είναι το ρεύμα και αν αυτό το μεγάλο ρεύμα έχει συχνά 100 Hz. Και να του πω ότι αν αυτό το ρεύμα που μετράς είναι στα 100 Hz μην κάνεις τίποτα απολύτως, αλλά αν αυτό που μετράς το μεγάλο είναι στα 50 Hz είναι σφάλμα και άνοιξε. Αυτή είναι μια μέθοδος προστασίας και γι' αυτό αφιερώνω τόσο χρόνο στην πρώτη περίπτωση που εξετάζουμε. Στα επόμενα θα πλησιάζουμε όσο γίνεται πιο γρήγορα σε έννοιες γνωστές που θα επαναλαμβάνουμε και θα προχωράμε πιο γρήγορα. Αναφέρω λίγο τα πρακτικά στοιχεία γιατί θα δούμε και έναν πίνακα με τιμές. Συνήθως ένας μετασχηματιστής έχει το ΨΚ περίπου 1,3 του ΨΙΕΣ ή το ΨΙΕΣ 0,77 του ΨΚ από τον κατασκευαστή του δηλαδή όπως είδαμε και στο σχήμα της καμπύλης μαγνήτησης το ΨΙΕΣ αν βρίσκεται στο 1 πελιούνιτ είναι πιο χαμηλά από το ΨΚ το οποίο βρίσκεται περίπου στο 1,3. Η ζεύξη υπό μηδενική τάση που έχει μέγιστο ίσο με δύο ΨΙΕΣ ακόμα και αν δεν έχω παραμένοντο μαγνητισμό διηγεί βαθιά στον κορυσμό και σε μεγάλο ρεύμα. Δεύτερο στοιχείο κατασκευαστικό είναι το ρεύμα μαγνήτησης το οποίο είναι περίπου από 5 έως 4% του ονομαστικού ή από 0,05 έως 0,04 πελιούνιτ και θέλω λίγο να δούμε δύο περιπτώσεις οι οποίες έχουν μετρηθεί στο εργαστήριο δύο μετασχηματιστών, ενός τριφασικού και ενός μονοφασικού βάριακ το δεύτερο είναι σαν αυτό το βάριακ που έχουμε στο εργαστήριο ΨΙΑ και με το οποίο κάνατε διάφορες ασκήσεις υποθέτως στην ενεργειακή τεχνολογία. Πάμε στο βάριακ πρώτα που το ξέρετε, το βάριακ είναι ονομαστικής ισχύος 2 kVA, ονομαστικής τάσης 230 V, ονομαστικού ρεύματος μαγνήτης 0,4Ω, ονομαστικού ρεύματος SδΡΡΙΖΑ3ΒΕΝΙ 8,3Ω αναφάση, μια που είναι μονοφασικό είναι ακριβώς το ίδιο απλώς η τιμέση και η σχέση μου δίνει το ΡΙΖΑ3 για να μη μελδευόμαστε, το ρεύμα το οποίο θα μετρήσω ως μέγιστο παλμό σε αυτήν την περίπτωση είναι 60Ω, δηλαδή περιμένω ένα ρέμα μαγνήτησης κάτω από 1Ω, περιμένω ένα ονομαστικό ρέμα 8Ω, θα το ασφαλίσω με μια δεκάρα ασφάλεια ή με έναν μικροαυτόματο στα 10Ω, αυτός θα ενεργοποιηθεί αμέσως όταν το ρέμα γίνει 60Ω. Και αυτό που θα έχω να κάνω είναι να συνεχίζω να κλείνω το κύκλο μέχρι να είμαι τυχερός και να το κλείσω σε κάποια στιγμή που η τάση μου είναι μέγιστη για να μην ενεργοποιηθεί ένας μικροαυτόματος ή για να μην καεί μια ασφάλεια, δεν συμφέρει δικά όταν είναι ασφάλειες που καίγονται και τις αλλάζω δεν είναι οικονομικός τρόπος αφήστε που όταν χρειάζομαι μία συσκευή, την χρειάζομαι στα ασία, δεν είναι μόνο στα εργαστήρια, την χρειάζομαι για κάποιο σκεφτημένο λόγο. Στην προηγούμενη σειρά βλέπουμε την περίπτωση ενός τριφασικού μετασυγματιστή ονομαστικής ισχύος 1000ΚΩ, ονομαστικής σάσης 13,8Ω με ρεύμα μαγνήτησης 2Ω, το ρεύμα στην εγκαινό λειτουργία, ονομαστικό ρεύμα 42Ω ανάφαση και ρεύμα ζεύξης μείγη στη τιμή τα 150Ω. Πάλι και αυτός ο μετασυγματιστής θα προστατεύεται από μία ασφάλεια ή από έναν μικροαυτόματο διακόπτη με ονομαστική ρύθμιση, μια που το φορτίο του είναι 42Ω, 50Ω, 60Ω θα θεωρήσουμε ότι το καλύπτει, τα 150Ω δεν είναι μέσα. Άρα βλέπουμε ότι αντιμετωπίζουμε ένα πρόβλημα το οποίο υπάρχει, το αντιμετωπίζουμε με μία μέθοδο προστασίας η οποία είναι έξυπνη ή το αντιμετωπίζουμε όπως θα δούμε του χρόνου όταν θα μάθουμε συγκεκριμένα στοιχεία για τους διακόπτες και τις συγκεκριμένες κατηγορίες για τους διακόπτες με ειδική κατηγορία διακοπτών οι οποίοι περιέχουν όλα αυτά τα συμπεράσματα στα οποία καταλήγουμε στις ιετριά. Δηλαδή έχει άμεση συνέχεια το μάθημα που κάνουμε φέτος με τα εργαλεία που θα χρησιμοποιήσουμε του χρόνου τα οποία όμως εργαλεία δεν θα χρειάζονται διαφορετικές εξισώσεις παρά μόνο αναγνώριση του προβλήματος και γρήγορη αναζήτηση του συγκεκριμένου προβλήματος και τις λύσεις του που θα την έχουμε έτοιμη. Άρα το πρόβλημα είναι στην αρχή αναγνώριση, δηλαδή είναι ζεύξη αυτεπαγωγής, άρα θα έχω μεγάλο ρεύμα. Τι κάνω όταν έχω μεγάλο ρεύμα, χρησιμοποιώ ειδικού τύπου διακόπτες, ειδικού τύπου προστασία. Αυτό είναι αυτό το οποίο θέλω, τέτοιου είδους συμπεράσματα θέλω να κρατήσουμε το μάθημα που κάνουμε φέτος, για να μπορέσουμε να προχωρήσουμε πολύ άνετα σε στοιχεία τα οποία είναι πρακτικά και θα χρησιμοποιήσετε στις μελέτες σας και θα δούμε στο ειδικά κεφάλαιο. Απορίες, ερωτήσεις, ναι. Με τη σχημά των αυτοσυμμετρικτών έχουμε καμία σχέση με τη στιγμή που αυτή τη στιγμή σκεφτερούμε… Όχι, πέκατο χερτς έχουν να κάνουν με την άρτη ασυμμετρία που έχει η κυματομορφή. Δηλαδή είναι παλμή μιας κατεύθυσης, δηλαδή το β του τ είναι ίσα με το β του πλυν τ, άρα αν κάνω ανάλυση Φουργέ θα πάρω, θα έχω ρεύμα στην διπλάσια σημειότητα της αιμελιόδου. Σε καμία άλλη περίπτωση φυσιολογικά στα συστήματα της ενέργειας δεν έχω δεύτερη αρμονική παρά μόνο όταν έχω μη γραμμικά θενόμενα. Τα μη γραμμικά θενόμενα που με οδηγούν σε φαλμούς μιας κατεύθυνσης. Άρα στα σφάλματα κατά κανόνα δεν έχω. Αν σε ένα τέτοιο σφάλμα και μάλιστα συγκεκριμένης συσκευή προστασίας που βρίσκεται ακριβώς εκεί στην αρχή για προστασία του συγκεκριμένου μετασχηματιστή. Είναι διαστασιολογημένη έτσι ώστε να λαμβάνει υπόψη της αυτούς τους παλμούς στην αρχική ζεύξη, τότε ποτέ δεν θα έχω πρόβλημα. Η διαφοροποίηση δεν έχει να κάνει με το πότε συμβαίνει λοιπόν. Θα έχω πάντοτε σε ανάλυση Φουργέ μια πολύ μεγάλη κορυφή στην δεύτερη αρμονική. Σε οποιαδήποτε άλλη περίπτωση θα έχω στην τρίτη, στην πέμπτη, οπουδήποτε αλλού αλλά όχι στη δεύτερη. Ανάλογα με τη γεωμετρία και την τοπολογία του δικτύου. Άλλη ερώτηση, ναι. Ο ρόλος του διακοπτικού στοιχείου αυτό που είναι να διαχωρίζει το ρεύμα μαγνητής στο μεγάλο φανήδι από το ρεύμα μαγνητής. Ο ρόλος του διακοπτικού στοιχείου είναι να προστατεύει τη συσκευή από ένα υπέρευμα, το οποίο οφείλεται σε σφάλμα αλλά να μην κάνει τίποτα στη σκευή όταν βλέπει ένα υπέρευμα που οφείλεται στη ζεύξη. Γιατί το υπέρευμα που οφείλεται στη ζεύξη και είναι αυτό το οποίο είδαμε στην κάτω δεξιά καμπύλη δεν είναι σφάλμα. Δεύτερον, το υπέρευμα αυτό θα είναι μεγάλο για 4-5 κύκλους. Μετά θα αρχίσει να γίνεται πολύ μικρότερο γιατί η ροή θα μειώνεται και κάποια στιγμή αυτό θα αρχίσει να πέφτει και κάποια στιγμή θα έχει μέγιστο την τιμή του ρεύματος μαγνήτησης. Πολύ γρήγορα. Γιατί έχω ομικές αντιστάσεις που σαμελώ αυτή τη στιγμή. Άλλη ερώτηση, γιατί έχω μια όπως πάντα. Αν κάνω ανάλυση φουριέ σε παλμούς μίας κατεύθυσης θα βγάλω μεγάλο περιεχόμενο στην δεύτερη αρμονική. Η τάσιμο είναι στα 50 Hz. Η παλμή αυτή είναι μίας κατεύθυσης με βάση τα 50 Hz. Με βάση τα 50 Hz η ανάλυση φουριέ εδώ θα μου δώσει δεύτερη αρμονική. Αυτό λέω απλά. Την οποία δεύτερη αρμονική δεν θα την είχα αν δεν είχα αυτού του είδους τη συμμετρία. Γι' αυτό φίλετες ότι έχω παλμούς μίας κατεύθυσης. Να κάνω μια ερώτηση εγώ για να δω αν το κατάλαβα καλά το μάθημα. Γιατί με ενδιαφέρει τόσο πολύ το πρόβλημα όταν ο μετασχηματιστής είναι χωρίς φορτίο. Δηλαδή αν ο μετασχηματιστής μου ήταν με φορτίο από την πλευρά του δευτερεύοντος. Δηλαδή έπαιρνα το βάριακ και από την άλλη πλευρά στο βάριακ έβαζα μία αντίσταση, μία αυτεπαγγή, μία χωριτικότητα, ένα σύνθετο φορτίο, ένα οτιδήποτε φορτίο. Τι θα είχα τότε? Θα περνάγε το ρεύμα του φορτίου. Και, εντάξει, γιατί να μην είχα πάλι... Δεν θα περνάει πάλι ένα ρεύμα από τον εγκάρσιο κλάδος, δεν είναι πάντα ο εγκάρσιος κλάδος εκεί. Γιατί όμως θα είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό που περιμένουμε. Όταν περνάει ένα μεγάλο ρεύμα από τον μετασχηματιστή, τι έχω πάνω στον μετασχηματιστή? Πτώση τάσης. Η πτώση τάσης σε τι αντιστοιχίζεται, σε ποιο μέγεθος? Στην ροή. Άρα η ροή μου θα είναι πολύ μικρότερη από τη διπλάσια, ακόμα και 0,1 per unit μικρότερη να είναι. Όπως βλέπουμε από αυτή την καμπύλη, το ρεύμα μου μπορεί να γίνει για ελάχιστη μίωση του μεγίστου της ροής, μπορεί να γίνει μισό από αυτό. Το μισό από αυτό ρεύμα μπορεί να το αντέχει το μέσο προστασίας. Άρα με μια μικρή διαφορά στην τοπολογία, μπορώ να κλείσω ένα διακόπτη με μεγαλύτερη πιθανότητα να μην δημιουργηθεί κάποιο πρόβλημα, μόνο και μόνο επειδή θα είναι συνδεμένο το φορτίο, θα περνάει ρεύμα στο δευτερεύον, θα δημιουργείται πτώση τάση πάνω στον μετασχηματιστή, άρα η τάση μου δεν θα είναι αυτή που έχω ως ονομαστική, αλλά θα είναι μειωμένη κατά το ποσοστό της διόρθωσης τάσης κατά τη λειτουργία του μετασχηματιστή, το οποίο είναι γνωστό πόσο της εκατό είναι και αυτό σημαίνει πάρα πολλά σε μια τέτοιου είδους καμπύλι. Ακριβώς γι' αυτό το λόγο ο παραμένος μαγνητισμός είναι εχθρός μας σε αυτή την περίπτωση, γιατί μπορεί να μας πάει πολύ δεξιά αυτό το σημείο, δηλαδή μπορεί να πάει και δέκα φορές δεξιά από το σημείο στο οποίο βρισκόμαστε, σχεδόν οριζόντια πηγαίνει η καμπύλη από ένα σημείο και μετά, δηλαδή μπορεί να πάει σε ρεύμα το οποίο να είναι τεράστιο. Τεράστιο ρεύμα δεν υπάρχει, άπειρο ρεύμα δεν υπάρχει, γιατί μια συσκευή προστασίας όταν δει ένα ρεύμα πάνω από τη ρύθμισή της θα ανοίξει και θα προστατέψει. Άρα το πρόβλημά μου είναι ζέφυξη μετασχηματιστή εν κενό, το μεγάλο. Το μεγάλο μου πρόβλημα είναι ζέφυξη μετασχηματιστή εν κενό, γιατί αν είναι ζέφυξη μετασχηματιστή υπό φορτίο, όλα αυτά είναι λιγότερο έντονα. Ναι, βέβαια, αλλά δεν θέλουμε πάντα να κάνουμε ζέφυξη μετασχηματιστή υπό φορτίο, γιατί πολλές φορές θέλουμε να έχουμε πρώτα ένα μετασχηματιστή έτοιμο να δεχτεί κάποια φορτία και μετά να βάλουμε τα φορτία. Άρα πρέπει να λύσουμε το δύσκολο πρόβλημα και όχι το εύκολο. Και αυτή η δουλειά μας τα ιατρία πάντα. Λοιπόν, εγώ τελείωσα. Αν δεν υπάρχει κάτι, ευχαριστώ για τη συμμετοχή. Ευχαριστούμε τα χρυσάδια. |
