Kısmi boşalma işaretlerinin optik fiberli sensörlerle algılanma yöntemlerinin analizi ve bir sensör tasarımı
Analysis of detection methods of partial discharge signals with optical fiber sensors and a sensor design
- Tez No: 283017
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜNEŞ YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 123
Özet
Kısmi boşalma, elektriksel yalıtım problemlerinin başlangıcının önemli bir belirtisidir. Yoğun elektrik alan etkisinde kalan yalıtkan malzemelerde oluşan kısmi boşalmaların algılanması, ölçülebilir elektriksel ve akustik karakteristikleri temel alır. Akustik algılama yöntemlerinde, kısmi boşalmanın algılanmasının yanı sıra, yerinin de belirlenmesi mümkündür. Bu nedenle akustik algılama sistemleri, elektriksel izleme sistemlerine göre daha çok tercih edilmektedir. Bu çalışmada yüksek gerilim ekipmanlarında meydana gelen kısmi boşalmaların algılanma yöntemleri üzerinde durulmuştur. Akustik algılama yöntemlerine göre çalışan, optik fiberli sensör tasarımı gerçekleştirilmiştir.Çalışmada, kısmi boşalma algılanmasının teknik detayları ve sensör kafasının genel yapısı üzerinde durulmuştur. Akustik algılamada kullanılan sensör membranının yüzey uzunluğu, kalınlığı ve malzemesinin sensör duyarlılığı üzerindeki etkileri tartışılmıştır. Kısmi boşalma nedeniyle yalıtım yağında meydana gelen akustik basıncın membranda oluşturduğu çökme miktarı kısmi boşalmanın değeri hakkında bilgi vermektedir. ANSYS benzetim ortamında belirlenen parametreler ile membran analizi yapılarak membranın çökme değerleri elde edilmiş ve doğrusallığı incelenmiştir. Çalışma kapsamında kısmi boşalmanın algılanması ve yerinin belirlenmesinde kullanılan optik fiberli algılayıcıların gereksinimleri incelenmiştir. Tasarımı yapılan Fabry-Perot interferometrik sensöründe bu gereksinimler göz önünde bulundurulmuştur.Sensördeki Fabry-Perot boşluğunun görünürlük ve optik yoğunluk ile ilişkisi incelenmiştir. Tasarımı yapılan sensör transformatör yağına daldırılarak kullanılacağı için, sensörün 0.1 m, 1 m ve 2 m derinliklerde konumlandırılacağı düşünülerek yağ basıncı hesaplanmış; analizler bu basınç değerleri de ilave edilerek tekrarlanmıştır. 0.1 m derinlikte konumlandırılan sensör membranında meydana gelen çökmenin dahi sensörün doğrusal bölgenin dışında çalışmasına neden olduğu görülmüştür. Bu nedenle sensörde hava deliği açılarak yağ basıncına eşit bir basınç uygulanması sağlanmıştır. Böylelikle yağ basıncı etkisi ortadan kaldırılmıştır.Sensörü doğrusal bölge içerisinde tutarak duyarlılığını arttıracak şekilde yeniden tasarım yapılmış, gerçekleştirilen analiz sonuçları ile teorik sonuçlar karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Partial discharge is an important indication of electrical insulation problems. Detection of partial discharges that take place in dielectric materials influenced heavily by dense electrical fields uses measurable electrical and acoustic characteristics as a base. In acoustic detection methods, detection of partial discharge can be achieved and its location can be found. Therefore, acoustic detection is preferred over electrical detection. In this study, detection methods of partial discharges occuring in high voltage device are analyzed. Optical fiber sensor design according to acoustic detection method has been realized because of its advantages compared to other detection methods.In this thesis, electrical details of partial discharge detection and sensor head are emphasized and effect of surface lenght, thickness and material of the sensor membrane used in acoustic detection on sensor sensitivity are discussed. Deflection of the membrane by the acoustic pressure caused by the partial discharge in the transformer oil is used in obtaining the partial discharge. Using ANSYS simulation for analysing membrane with predefined parameters, deflection values of membrane acquired and their linearities are analyzed. Requirements for optical fiber sensors used in detection of partial discharge and determining its location are also discussed. These requirements are taken into account şn the design of the Fabry-Perot interferometric sensor.Correlation of the Fabry-Perot cavity in the sensor with visibilty and optical intensity are examined. Since the sensor to be designed is going to be used by being immersed into transformer oil, considering the fact that the sensor will be located 0.1 m, 1 m adn 2 m deep, oil pressure is calculated and analyses are iterated by using these values. It is observed that even the membrane deflection of the sensor immersed 0.1 m deep in the transformer oil causes the sensor to run outside the linear region. Therefore by opening an air hole in the sensor, application of a pressure equal to the oil pressure is achieved so that effect of the oil pressure is suppressed.By keeping the sensor within the linear region, a re-desing has been carried out so as to increase the sensitivity. Analysis results that are obtained are compared with theoretical results.
Benzer Tezler
- Primer seviyede kısmi boşalma ölçüm sisteminin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
İSMAİL KARAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İSMAİL NAKİR
- Çok düşük frekanslı yüksek gerilim işaretlerinin analizi
Analysis of very low frequency high voltage signals
OĞUZ SUAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EMEL ÖNAL
- Detection and identification of DC corona discharges by using advanced techniques
DC korona boşalmalarının gelişmiş teknikler ile algılanması ve tanımlanması
HALİL İBRAHİM ÜÇKOL
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SUAT İLHAN
- Transformatörlerde kısmi boşalmanın ölçümü ve konumunun belirlenmesi için yeni bir yöntem geliştirilmesi
Developing a novel method for partial discharge measurement and location in transformers
KAAN GÜLNİHAR
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUKDEN UĞUR
- Dalgacık analizi ile yüksek gerilim aygıtlarından alınan işaretlerin değerlendirilmesi
Evaluation of signals acquired from high-voltage devices by wavelet analysis
ÖZKAN ALTAY
Doktora
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN KALENDERLİ