Βιβλιογραφία: σ. 76-77
In recent years, the scientific research in the field of design and assessment of reinforced concrete elements is rapidly progressing, providing scientists with the potential of high accuracy in the prediction of their performance. However, there are cases, such as shear, for which the mechanism of description as well as their impact on the remaining strength of reinforced concrete elements is not completely understood. The aim of the present study is the analytical investigation of columns susceptible to shear failure and in particular the maximum lateral displacement the columns can undertake, after shear failure, until their axial collapse due to inability of taking over the vertical bearing loads. At the beginning, a total of fifty columns complying with the requirements of the study were collected through the existing scientific research. Then, two models aiming at the prediction of the lateral displacement of shear damaged columns during axial failure were selected from the international literature and were validated for their prediction on the data basis. Finally, an analytical three-dimensional finite element model is suggested, as a tool for the prediction of the performance of shear damaged columns, as well as a mean of improvement of already existing models or creation of new models. The first chapter includes a brief introduction to the subject of the study and a description of the study‟s objective. In the second and third chapters the existing scientific research and the selected models are presented. The fourth chapter deals with the application of the selected models on the data basis and with the correlation of the study results. In the fifth chapter there is a presentation of the suggested analytical threedimensional finite element model, a description of the selected columns for which the simulation process was made and a correlation of the analytical and experimental results. Finally, in the sixth chapter, the conclusions of the study are reported together with suggestions for further research.
Η μεταφορά ενέργειας με συστήματα συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης (HVDC) παρουσιάζει σημαντική ανάπτυξη τα τελευταία χρόνια, λόγω των οικονομικών πλεονεκτημάτων της μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας με αυτήν την τεχνολογία για πολύ μεγάλες αποστάσεις. Τα επίπεδα συνεχούς τάσης (DC) που χρησιμοποιούνται κυμαίνονται από 100kV έως 1500kV, σε εγκαταστάσεις UHVDC. Η τελευταία διασύνδεση υλοποιήθηκε στην Κίνα, μία επίγεια εγκατάσταση UHVDC τάσης 1500 kV και ισχύος 12GW. Σημαντικό πλεονέκτημα έναντι της μεταφοράς ενέργειας με συστήματα εναλλασσόμενης τάσης (AC) παρουσιάζει και για τις υπόγειες / υποθαλάσσιες διασυνδέσεις. Παράδειγμα αποτελεί η διασύνδεση μήκους 44 km και ισχύος 60ΜW μεταξύ Γερμανίας και του αιολικού πάρκου Alpha Ventus που είναι εγκατεστημένο στη Βόρεια Θάλασσα. Με την τεχνολογία HVDC επιτυγχάνεται η διασύνδεση ασύγχρονων συστημάτων AC ή συστημάτων με διαφορετικές συχνότητες, καθώς και η αύξηση της δυνατότητας μεταφοράς ισχύος. Ταυτόχρονα, μειώνονται οι απώλειες του συστήματος λόγω του φαινομένου κορόνα (σε αντίθεση με τη χρήση AC) και λόγω της υψηλότερης τάσης μεταφοράς. Ακόμη, με την τεχνολογία HVDC επιτυγχάνονται ευρύτερα όρια ευστάθειας του δικτύου. Απαραίτητοι για τη μεταφορά με συστήματα HVDC είναι οι πολυεπίπεδοι αντιστροφείς για τη μετατροπή της συνεχούς τάσης σε εναλλασσόμενη, λόγω της μείωσης της τάσης που εμφανίζεται στα άκρα των διακοπτών και της μείωσης της αρμονικής παραμόρφωσης της τάσης. Σε εφαρμογές HVDC με πολυεπίπεδους αντιστροφείς, πλεονέκτημα παρουσιάζει η τοπολογία MMC, καθώς παρέχει μια βιώσιμη και οικονομικά αποδοτική προσέγγιση στην κατασκευή ενός πολυεπίπεδου αντιστροφέα DC / AC με πολύ υψηλό αριθμό επιπέδων. Η τοπολογία MMC είναι εύκολα επεκτάσιμη σε πολλά επίπεδα, καθώς αποτελείται από πολλές βαθμίδες ημι-γέφυρας ή πλήρους γέφυρας. Με τη χρήση αντιστροφέα με βαθμίδες πλήρους γέφυρας, η εξισορρόπηση της τάσης των πυκνωτών γίνεται με περισσότερους συνδυασμούς και υπάρχει η δυνατότητα της υπερδιαμόρφωσης. Οι αντιστροφείς MMC μπορούν να υλοποιηθούν με κάποιες βαθμίδες ημι-γέφυρας και κάποιες πλήρους γέφυρας. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την ενσωμάτωση των πλεονεκτημάτων των βαθμίδων πλήρους γέφυρας με το χαμηλό κόστος των βαθμίδων ημι-γέφυρας. Οι τριφασικοί αντιστροφείς πολλών επιπέδων έχουν πολλά ελεγχόμενα διακοπτικά στοιχεία. Συνεπώς, είναι αρκετά δύσκολος ο ταυτόχρονος έλεγχος αυτών από μικροελεγκτές. Ωστόσο, οι μικροελεγκτές είναι απαραίτητοι, λόγω των δυνατοτήτων που προσφέρουν (όπως η εύκολη παραγωγή κυματομορφών ράμπας, τριγώνου και χρήση πολύπλοκων τριγωνομετρικών πράξεων). Με τη χρήση HDL προγραμματισμού και μικροελεγκτών επιτυγχάνεται ο συνδυασμός των πλεονεκτημάτων που προσφέρουν οι μικροελεγκτές και της παράλληλης επεξεργασίας που προσφέρουν ο HDL προγραμματισμός. Στο 1ο Κεφάλαιο της παρούσας διατριβής, παρατίθενται και αναλύονται σε βάθος τα συστήματα μεταφοράς HVDC, τα βασικά στοιχεία των HVDC δικτύων, τα καλώδια που χρησιμοποιούνται και η δυνατότητα μετατροπής των γραμμών μεταφοράς από AC σε HVDC. Ακόμη, γίνεται αναφορά στα συστήματα UHVDC. Στο 2o Κεφάλαιο αναλύονται οι βασικές τοπολογίες των πολυεπίπεδων αντιστροφέων. Έμφαση δίνεται στον αντιστροφέα MMC, καθώς πλεονεκτεί στις εφαρμογές HVDC. Στη συνέχεια αναλύονται οι σημαντικότερες τεχνικές διαμόρφωσης παλμών για πολυεπίπεδους αντιστροφείς και δίνονται παραδείγματα για εφαρμογή αυτών σε τοπολογίες MMC. Στο 3ο Κεφάλαιο αναλύεται η τεχνική διαμόρφωσης Space Vector PWM σε αντιστροφείς δύο και τριών επιπέδων, καθώς και τρόποι γενίκευσης της μεθόδου αυτής σε n-επίπεδα. Στο 4ο Κεφάλαιο παρουσιάζεται η λογική που ακολουθήθηκε και ο τρόπος υλοποίησης της SVPWM σε HDL, η προσομοίωσή της στο QuestaSim και εν τέλει η προσομοίωση του συστήματος στο Simulink, για αντιστροφείς τριών, πέντε και 21 επίπεδων. Τέλος, συνοψίζονται τα συμπεράσματα της μεταπτυχιακής διατριβής.
77 σ.
Democritus University of Thrace
