Dokunma ve adım gerilimleri bakımından rüzgar türbini topraklamasının üç boyutlu incelenmesi
Three dimensional analysis of wind turbine grounding in terms of touch and step voltages
- Tez No: 335811
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ÖMER GÜL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 93
Özet
Yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelimle birlikte rüzgar türbinlerinin kullanım alanları genişlemiştir. Rüzgar türbinleri genellikle toprak özdirenci yüksek olan dağlık, yüksek alanlara yapılmaktadır. Rüzgar türbinlerinde ve rüzgar çiftliklerinde arıza akımları ve yıldırım akımlarına karşı canlıları ve türbin bileşenlerini korumak için topraklama sistemlerine ihtiyaçları vardır. Rüzgar çiftlikleri topraklama sistemleri geniş alanları kapsayan kompleks yapıdadır. Daha önceleri topraklama sistemleri basit yapıda sistemlerdi ve topraklama sistemi tasarımında sadece topraklama direncinin belirlenmesi yeterli sayılırdı. Fakat geniş alanlardaki topraklama sistemlerinde sadece topraklama direncinden bahsetmek yanlış sonuçlar ortaya koyabilir. Bu yüzden bu geniş alanlarda doğru topraklama sistemlerinin tasarlanması canlıların güvenliği açısından önemlidir. Topraklama sisteminin iki önemli parametresi adım ve dokunma gerilimidir. Topraklama sistemleri tasarlanırken adım ve dokunma gerilimlerinin belirli sınırlar içerisinde kalması gerekmektedir. Adım ve dokunma gerilimleri topraklama sisteminin yapısına, toprak yapısına ve arıza akımına bağlıdır. Bu çalışmada, rüzgar türbini topraklaması CYMGRD topraklama ağı tasarım yazılımı kullanılarak yapılmıştır. Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Yönetmeliği ve IEEE Std. 80-2000 standartlarına uygun bir topraklama tasarımı sunulmuştur. İlkesi sonlu elemanlar yöntemine dayanan yazılım ile üç boyutlu topraklama sistemi tasarımı yapılmıştır. Bu çalışmada önce bir türbin için temel topraklaması tasarımı yapılmıştır. Bu tasarımda topraklama verileri hem formüller hem de yazılım ile hesaplanarak incelenmiştir. Daha sonra topraklama ağı, boyutları ve şekli değiştirilerek farklı durumlar için incelenmiştir. Devamında rüzgar çiftlikleri topraklama sisteminde, rüzgar türbinleri değişik konfigürasyonlarda bağlanarak, dokunma ve adım gerilimleri ile topraklama dirençlerine etkileri incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
Two substantial parameters of grounding system design is touch and step voltages. According to IEEE 80-2000 standard for grounding design; touch and step voltages to be created in the event of a fault should be smaller than the highest touch and step voltages allowed. Empirical formula can accurately calculate the touch and step voltages and grounding resistance in fixed-depth symmetrical grounding grids established by horizontal conductors and vertical electrodes. Ground resistance and touch/step voltages of grounding grids buried in various depths in multi-layer soil and established by asymmetrical conductors and electrodes can be calculated more accurately with CYMGRD software. Previous studies used models based on various geometric arrangements of wind turbine grounding system. However, all of them neglected to exactly model the electrodes used as foundation concrete reinforcement and model the grounding system electrodes as a number of simple horizontal electrodes arranged in square or ring shapes, while the effect of reinforcement bars is too much to be neglected. In this study, a foundation grounding for a turbine was designed initially. Grounding data of this design were examined, calculating both by formula and the software. Later, grounding grid was examined for various situations, with its dimensions and shape altered. After these examinations; grounding resistance, soil layer resistivity, ground potential rise, reduction factor (Cs) and touch/step voltages were calculated and compared amongst these situations. Then, wind turbines were connected in wind farm grounding system in various configurations; and their effects on touch/step voltages and grounding resistance were examined.
Benzer Tezler
- Elektrik tesislerinde topraklama sistemleri ve bir yerleşim bölgesinde uygulaması
Earthing systems in electrical facilities and application in a residential area
İBRAHİM URAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Gelişim ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET AKİF ŞENOL
- Geçici aşırı gerilimlerin topraklanmasında toprak ve topraklayıcıların davranışının incelenmesi
Analysis of the behaviours of the soil and grounding electrodes under transient overvoltages
OKAN İHSAN ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2004
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZCAN KALENDERLİ
- Three dimensional grounding grid design
Topraklama ağlarının üç boyutlu tasarımı
FİKRİ BARIŞ UZUNLAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZCAN KALENDERLİ
- Endüstriyel tesislerde topraklama uygulamaları
Installation of grounding system in industrial area
CANER DİRLİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURAN YÖRÜKEREN
- Yüksek gerilim elektrik tesislerinde topraklama analizi
Grounding analysis of high voltage electrical systems
FATOŞ ÜRESİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. H. İBRAHİM OKUMUŞ