Yüksek gerilim tekniğinde genetik algoritma uygulamaları
Application of genetic algorithms in high voltage technique
- Tez No: 154609
- Danışmanlar: DOÇ.DR. ÖZCAN KALENDERLİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
YÜKSEK GERİLİM TEKNİĞİNDE GENETİK ALGORİTMA UYGULAMALARI ÖZET Geçmişten günümüze, teoride ve pratikte karşılaşılan problemlere bir uygun çözüm getirmek amacıyla, bir çok optimizasyon yöntemi kullanılmıştır. Bu optimizasyon yöntemlerinden birisi de temelleri 1960'lı yıllarda atılan Genetik Algoritmalardır. Genetik Algoritmalar (GA), doğadaki evrim kurallarının yapay sistemlere uygulanması ile ortaya çıkan ve rastlantısal geçiş kurallarını araç olarak kullanan optimizasyon yöntemidir. İncelenen problemlerde karşılaşılan ve diğer optimizasyon yöntemlerinde sorun yaratabilen süreklilik, türev varlığı, birden fazla optimuma sahip olma, lineer olup olmama gibi kısıtlamalar GA için sorun oluşturmamaktadır. GA'lar kullanıcıya sağladığı bu avantajları sayesinde kendisine kısa sürede geniş bir kullanım alanı yaratmıştır. Geçmişten günümüze yapılan çalışmalar incelendiğinde mühendisliğin çeşitli alanlarında uygulama olanağı bulan genetik algoritmaların, yüksek gerilim tekniğinde uygulamalarına rastlanmamıştır. Bilindiği gibi elektriksel yalıtım bakımından, gerilim belli bir değeri aşarsa, elektrik alanı önem kazanmaya başlar ve boşalma olayları ortaya çıkar. Bu gibi sorunlardan kaçınmak için elektrot sistemlerinin uygun bir biçimde tasarlanması gerekir. Eşmerkezli küresel elektrot sisteminde potansiyel, dolayısıyla elektrik alanı, küre yarıçapına bağlı olarak değişmektedir. Elektrot sistemindeki maksimum zorlanma sistemin delinme dayanımına eşit veya daha büyük olduğunda, elektriksel boşalma olayı başlar ve düzgün alanda başlayan bu olay, elektrotlar arası delinme ile sonuçlanır. Silindirsel elektrot sistemleri ise uygulamada küresel elektrot sistemlerine göre daha fazla yer bulmaktadır. Yüksek gerilim hava hatları, kablolar ve geçit izolatörleri bu sistemlere örnek olarak verilebilir. Eş merkezli küresel elektrot sisteminde olduğu gibi eş eksenli silindirsel elektrot sisteminde de potansiyel yarıçapa bağlı olarak değişmektedir. Gerek küresel elektrot sistemlerinin gerekse silindirsel elektrot sistemlerinin tasarımları yapılırken ya delinme bakımından en elverişli düzen ya da ekonomik bakımdan en uygun düzen gözönünde bulundurulur. Birçok durumda da, bu ikisi arasında bir ara çözüm bulunur. Sözü edilen tüm bu tasarımlarda maksimum ve minimum alan şiddetlerinin, minimum yalıtkan malzeme ağırlığının bilinmesi gerekir. Ayrıca malzeme üzerinde bulunabilecek pürüzler, elektriksel dayanımı xıdeğiştirecek niteliktedir. Bu pürüzlerin elektriksel alan üzerindeki etkileri, tasarım sonuçlarını etkileyen diğer bir parametredir. Düşük basınçlı ve küçük elektrot açıklıklı sistemlerde Towsend boşalma teorisi boşalma olayları ile ilgili birçok olayın anlaşılmasına ve bazı pratik sonuçların elde edilmesine yardımcı olmaktadır. Düzlemsel elektrot sistemlerinde, düzgün alanda ve sabit sıcaklıkta delinme gerilimi basınç ile elektrot açıklık çarpımının bir fonksiyonudur. Dolayısıyla delinme gerilimini minimum yapan basınç ile elektrot açıklığı çarpımının bilinmesi gerekir. Yüksek gerilimlere bağlı olarak ortaya çıkan darbe akımları sistemlerde aşırı sıcaklıklara ve mekanik kuvvetlere neden olurlar. Bu etkiler de sistemin dayanımını zorlamaktadır. Darbe dayanım deneylerinde akım darbelerinin tepe değerlerinin ve bu değere ulaşma sürelerinin hesaplanması gerekir. Yukarıda sözü edilen yüksek gerilim uygulamaları problemlerinin her biri diğer optimizasyon yöntemleri ile çözümlenebildiği gibi, GA'lar ile de çözümlenebilir. Böylece yüksek gerilim tekniği literatüründe henüz pek fazla yer bulamamış olan GA için yeni bir kullanım alanı yaratılmasına yardımcı olunabilir. Bu çalışmada, yüksek gerilim tekniğindeki tek amaç fonksiyonlu tek değişkenli uygulamaların bazılarına farklı bir bakış açısı getirmek amacıyla Visual Basic programlama dilinde, özgün bir GA programı yazılmış ve program sonucunda elde edilen veriler ile analitik yolla hesaplanan veriler karşılaştırıl."-- :ik yönt^m-m doğruluğu sınanarak sunulmuştur. XII
Özet (Çeviri)
APPLICATION OF GENETIC ALGORITHMS IN HIGH VOLTAGE TECHNIQUE SUMMARY From past to today, a number of optimization method has been used to solve the technical and practical problems. One of them is Genetic Algorithms that was founded in 1960's. Genetic algorithm (GA) is optimization method which has been designed with simulating the natural evolutionary process in artifical systems. Genetic algorithm uses random choice as a tool to guide a highly expoitative search. C; \ are different from more normal optimization and search procedure. They are largely unconstrained by the limitation of other methods like continuity, derivative existence, unimodality, and so on. Because of these advantages, GA has became very popular search techniques. In literature, different engineering problems have been solved by GA but this method has not been applied in high voltage techniques yet. As known, if the voltage exceeds critical voltage according to electrical insulation, electrical field becomes more important and electrical discharge problems may occur. To avoid that kind of problems, electrode systems must be designed properly according to some critical values. In concentric spherical electrode systems, potential and electric field vary depending on radius of spheres. When the maximum stress in the electrode system equals or greater then breakdown strength, electrical discharge starts and this phenomena is resulted in electrical breakdown. Cylindrical electrode systems such as high voltage transmission lines, cables and isolators have more applications than spherical electrode systems. Potential varies depending on radius of cylinders in the coaxial cylindrical electrode systems as in spherical electrodes,. In the design of cylindrical or spherical systems, most suitable system by breakdown voltage or most suitable system by economicaly, is considered by designer. In many cases, both parameters considered together and hybrid design is used- In these kind of designs, maximum and minimum electric field, minimum mass of insulator have to be known. Additional to that, different deformation on the material surface effects the electric strength of electrode. That's why deformation effects the design parameters. XlllAt low pressure and in small electrode gaps systems, Towsends discharge theory informs about discharge phenomena and it is helpful to achieve practical cases. In planar electrode systems with the homogen electrical field breakdown voltage at constant temperature is a function of multiplying electrode gap by gas pressure. Therefore, critical multiplying electrode gap by gas pressure has to be known to calculate minimum breakdown voltage..vo^ Impulse currents occur depending on high voltage are a reason of high temperature and strong mechanical force in the electrical systems. These affects stress electrical and mechanical strengths of the system. In the impulse current experiments, maximum current value and time of reaching to that value have to be determined. Above mentioned high voltage applications can be solved by GA and other optimization techniques. Solutions of GA is helpful for creating a new application area in high voltage techniques. In this thesis, a new software and interface were prepared using Visual Basic language for GA with single objective function and single variable used in some of high voltage applications. Computational results of analitical and GA were compared each other and presented to provide accuracy of the GA technique. XIV
Benzer Tezler
- Fiber optic sensors and analysis of sensor parameters with Artificial Neural Network based optimization algorithm
Fiber optik sensörler ve sensör parametrelerinin Yapay sinir ağları tabanlı optimizasyon algoritması ile analizi
İLHAN ERDOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSivas Bilim ve Teknoloji ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF DOĞAN
- Reconstruction of binary electrical conductivity distributions using genetic algorithms
İkili elektrik iletkenlik dağılımlarının genetik algoritmalar ile yeniden oluşturulması
ÇETİN GÜREL
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. LEVENT OVACIK
- Yüksek gerilim tekniğinde yapay sinir ağı uygulamaları
Artificial neural network applications high voltage technique
SÜLEYMAN SUNGUR TEZCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEZAİ DİNÇER
- Düşük güç elektronik gerilim transformatörü tasarımı ve yapımı
Low power electronic voltage transformer design and construction
YUSUF KILINÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ FUAT BOZ
- Yapay sinir ağı ile elektrot ve izolatör biçim optimizasyonu
Electrode and insulator contour optimization by artificial neural network
SUNA BOLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN KALENDERLİ