Το έργο CSPDI

A. Ενότητες εργασίας

  • Μερικές εκκενώσεις (“partial discharges”) ονομάζονται οι ηλεκτρικές εκκενώσεις περιορισμένης έκτασης ανάπτυξης που συμβαίνουν εντός διηλεκτρικού μέσου (ιονισμός του μέσου) σε περιοχές υψηλής ηλεκτρικής πεδιακής έντασης. Στο πλαίσιο του έργου CSPDI θα αναπτυχθεί λογισμικό προσομοίωσης που θα συμβάλει στη βέλτιστη σχεδίαση προϊόντων μέσης και υψηλής τάσης προσφέροντας τη δυνατότητα ακριβούς προσδιορισμού της εμφάνισης μερικών εκκενώσεων και κατά συνέπεια την ελαχιστοποίηση του κόστους και χρόνου των απαιτούμενων εργαστηριακών δοκιμών για την πιστοποίηση των προϊόντων και την αποφυγή ενδεχόμενης υπερδιαστασιολόγησής τους.

Το έργο CSPDI περιλαμβάνει πέντε ενότητες εργασίας:

  • Ενότητα Εργασίας 1. Πειραματική διερεύνηση και μοντελοποίηση μερικών εκκενώσεων
    Βιβλιογραφική επισκόπηση των χαρακτηριστικών έναυσης μερικών εκκενώσεων, σχεδίαση και κατασκευή πειραματικής διάταξης, διεξαγωγή πειραμάτων, επεξεργασία και αξιολόγηση των αποτελεσμάτων και ανάπτυξη μοντέλων έναυσης μερικών εκκενώσεων.
 
  • Ενότητα Εργασίας 2. Σχεδίαση και ανάπτυξη λογισμικού προσομοίωσης μερικών εκκενώσεων
    Σχεδίαση του λογισμικού προσομοίωσης, καθορισμός των απαιτήσεων του συστήματος, των προδιαγραφών και των απαραίτητων διεπαφών και των υποσυστημάτων του λογισμικού.

     

     

  • Ενότητα Εργασίας 3. Αξιολόγηση και βελτιστοποίηση λογισμικού
    Δημιουργία μεθοδολογίας πιλοτικών δοκιμών και αξιολόγησης του λογισμικού, πιλοτικές δοκιμές (“use case testing”) και εξωτερική αξιολόγηση του λογισμικού (“beta users”) με στόχο τη βελτίωσή του.

     

     

  • Ενότητα Εργασίας 4. Εμπορική διάθεση & προώθηση λογισμικού
    Συμμετοχή σε εμπορικές εκθέσεις με στόχο την εμπορική προώθηση του λογισμικού, την ανάπτυξη του δικτύου πελατών και την ενίσχυση της αποτελεσματικότητας των πωλήσεων.

     

     

  • Ενότητα Εργασίας 5. Μελέτη σκοπιμότητας και αξιοποίηση αποτελεσμάτων
    Διεξαγωγή μελέτης σκοπιμότητας για τον εντοπισμό προβλημάτων και ευκαιριών, καθώς και της στάθμισης των μειονεκτημάτων και πλεονεκτημάτων των διαφόρων πτυχών του έργου.

     

Σύμφωνα με τις ενότητες εργασίας οι στόχοι του έργου CSPDI διακρίνονται σε δύο κατηγορίες: ερευνητικοί (ΕΣ) και προσανατολισμένοι στον χρήστη (ΠΧΣ). Προβλέπονται τρεις κύκλοι ανατροφοδότησης: το αποτέλεσμα κάθε κύκλου ανανεώνει τις απαιτήσεις των χρηστών και τροφοδοτεί με αυτές τον επόμενο:

κύκλοι ανατροφοδότησης του έργου CSPDI

Τα χαρακτηριστικά των μερικών εκκενώσεων εξαρτώνται, λόγω των φυσικών
μηχανισμών που τις διέπουν, από τη φύση και τις συνθήκες του
διηλεκτρικού μέσου, καθώς και τη χρονική και χωρική μεταβολή της
ηλεκτρικής πεδιακής έντασης γύρω από τα στοιχεία υψηλού δυναμικού.
Επομένως, η πειραματική διερεύνηση των μερικών
εκκενώσεων θα λαμβάνει υπόψη ως παραμέτρους επίδρασης τη μορφολογία του
διακένου, το διηλεκτρικό μέσο, καθώς και τα χαρακτηριστικά της
εφαρμοζόμενης τάσης (είδος, πλάτος, πολικότητα).

Η μοντελοποίηση των μερικών εκκενώσεων θα γίνει στη
βάση της θεώρησης της ανάπτυξης μιας ισοδύναμης ηλεκτρονικής στιβάδας
στον αέρα, καθώς και σε επιφάνειες διαφόρων διηλεκτρικών υλικών. Υπό
εφαρμοζόμενη τάση θετικής πολικότητας η στιβάδα αναπτύσσεται κινούμενη
προς το στοιχείο υψηλού δυναμικού ενώ υπό εφαρμοζόμενη τάση αρνητικής
πολικότητας απομακρύνεται από αυτό. Η έναυση των μερικών εκκενώσεων
μπορεί να συμβεί υπό τη μορφή αίγλης (“glow inception”) ή υπό τη μορφή
νηματίου (“streamer inception”), εξετάζοντας τα αντίστοιχα κριτήρια
έναυσης.

Η ανάπτυξη του λογισμικού προσομοίωσης δομείται λαμβάνοντας υπόψη δύο άξονες:

  • το προφίλ του χρήστη (“customer profile”) και
  • την αξία που προσφέρει το λογισμικό (“value proposition”).

Το λογισμικό θα αναπτυχθεί με στόχο την ικανοποίηση των βασικών
αναγκών του χρήστη στη βάση διαγραμμάτων σεναρίων χρήσης (“use case
diagrams”), τα οποία αναπαριστούν την αλληλεπίδρασης του χρήστη με το
λογισμικό.

Β. Συμβολή

Το λογισμικό που αναπτύσσεται στο πλαίσιο του έργου CSPDI πρόκειται να συμβάλει στη βέλτιστη σχεδίαση προϊόντων μέσης και υψηλής τάσης, καθώς προσφέρει τη δυνατότητα ακριβούς προσδιορισμού της εμφάνισης μερικών εκκενώσεων και κατά συνέπεια την ελαχιστοποίηση του κόστους και χρόνου των απαιτούμενων εργαστηριακών δοκιμών για την πιστοποίηση των προϊόντων και την αποφυγή ενδεχόμενης υπερδιαστασιολόγησής τους. Το έργο συνεισφέρει στη βελτίωση της αξιοπιστίας λειτουργίας των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας μέσω της βελτιστοποίησης των στοιχείων εξοπλισμού, επομένως και στη μείωση του κόστους λειτουργίας και συντήρησης των δικτύων λόγω περιορισμού των απρογραμμάτιστων διακοπών. Ακόμη, πρόκειται να συμβάλει στην εξοικονόμηση ενέργειας μέσω της μείωσης των απωλειών ενέργειας λόγω μερικών εκκενώσεων στα δίκτυα μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας και της μείωσης τόσο των υλικών όσο και των εργαστηριακών δοκιμών που απαιτούνται για την κατασκευή του τελικού προϊόντος. Τέλος, μέσω της ανάπτυξης του λογισμικού προσομοίωσης μερικών εκκενώσεων διευρύνεται η επιστημονική και τεχνολογική γνώση στο αντικείμενο των ηλεκτρικών εκκενώσεων με έμφαση στις μερικές εκκενώσεις, με πολλαπλούς τομείς εφαρμογής και αποδέκτες.

Γ. Συνεργαζόμενοι Φορείς

Fieldscale ΙΚΕ

Η Fieldscale είναι εταιρεία ανάπτυξης λογισμικού προσομοίωσης βιομηχανικών εφαρμογών με έδρα τη Θεσσαλονίκη, ιδρύθηκε το 2014 και σήμερα απασχολεί συνολικά περισσότερους από 25 εργαζομένους ως επί το πλείστον Μηχανικούς. Βασικός στόχος της Fieldscale είναι να προσφέρει υψηλού επιπέδου προϊόντα και υπηρεσίες σε εταιρείες τεχνολογίας σε όλο τον κόσμο, ενώ το όραμά της είναι να επεκτείνει τα όρια χρήσης της προσομοίωσης, καθιστώντας την προσιτό και χρήσιμο εργαλείο για κάθε μηχανικό. Για το σκοπό αυτό η Fieldscale αναπτύσσει εξειδικευμένα λογισμικά προσομοίωσης βιομηχανικών εφαρμογών, με βασικούς άξονες την αξιοποίηση σύγχρονων μεθόδων προσομοίωσης, την ευκολία στη χρήση, την ταχύτητα προσομοίωσης και την παρουσίαση των αποτελεσμάτων με μορφή οικεία στον χρήστη. Τα λογισμικά προσομοίωσης που αναπτύσσει, συνεισφέροντας σημαντικά στη σχεδίαση και παραγωγή νέων προϊόντων, καλύπτουν τη συνεχώς αυξανόμενη ανάγκη της βιομηχανίας για μείωση του χρόνου και του κόστους παραγωγής τους τελικού προϊόντος. Το πρώτο χρονικά λογισμικό προσομοίωσης της Fieldscale, σχεδιασμένο ειδικά για την βιομηχανία παραγωγής οθονών αφής, είναι το Fieldscale SENSE.

Εργαστήριο Υψηλών Τάσεων ΑΠΘ

Το Εργαστήριο Υψηλών Τάσεων (ΕΥΤ) του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ) ιδρύθηκε το 1984 και θεσμοθετήθηκε το 2001 με το Προεδρικό Διάταγμα υπ. αριθ. 80/ΦΕΚ Α 66/2001. Εξυπηρετεί εκπαιδευτικές και ερευνητικές ανάγκες στο γνωστικό αντικείμενο της παραγωγής και μέτρησης υψηλών τάσεων και ισχυρών ρευμάτων, διηλεκτρικές μετρήσεις, της συμπεριφοράς αερίων, υγρών, στερεών διηλεκτρικών καθώς και υψηλού κενού, του συντονισμού μονώσεων και μέσων προστασίας έναντι υπερτάσεων των τεχνικών εγκαταστάσεων και διατάξεων, της αντικεραυνικής προστασίας και γειώσεων. Συγκεκριμένα, έχει ως αποστολή:

  • Την κάλυψη σε προπτυχιακό και μεταπτυχιακό επίπεδο των διδακτικών και ερευνητικών αναγκών του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών καθώς και άλλων τμημάτων του ΑΠΘ σε θέματα που εμπίπτουν στα αντικείμενα δραστηριότητάς του.
  • Τη συνεργασία κάθε μορφής με κέντρα ερευνών και ακαδημαϊκά ιδρύματα με κοινούς επιστημονικούς στόχους.
  • Τη διοργάνωση επιστημονικών εκδηλώσεων, την πραγματοποίηση δημοσιεύσεων και εκδόσεων και την πρόσκληση αναγνωρισμένων επιστημόνων.
  • Την παροχή υπηρεσιών σε ιδιώτες και κάθε νομικής μορφής οργανισμούς. Οι προσφερόμενες υπηρεσίες περιλαμβάνουν μεταξύ άλλων τη διεξαγωγή ελέγχων και δοκιμών διηλεκτρικής αντοχής ηλεκτρολογικού εξοπλισμού διανομής και μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, εξειδικευμένες μελέτες αντικεραυνικής προστασίας και γειώσεων καθώς και υπολογισμού και συντονισμού ηλεκτρικών μονώσεων.

 

Tο Εργαστήριο Υψηλών Τάσεων έχει αναπτύξει και εφαρμόσει πολλές σύγχρονες τεχνικές ανίχνευσης ηλεκτρικών μερικών εκκενώσεων και μέτρησης των χαρακτηριστικών τους. Προϊόν της πολυετούς αυτής ερευνητικής δραστηριότητας του αποτελούν πολλές εφαρμογές λογισμικού ως χρήσιμα εργαλεία για μηχανικούς που ασχολούνται με τη σχεδίαση και αξιολόγηση συστημάτων υψηλής τάσης και το συντονισμό μονώσεων συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας.