Geri Dön

Single phase autoreclosing in 735 KV transmission system

735 KV iletim sisteminde tek fazlı otomatik tekrar kapama

PDF İndir

  1. Tez No: 565582
  2. Yazar: KAVEH SALEHGHADIMI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ÖMER USTA
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 109

Özet

Enterkonnekte modern güç sistemlerinde, yüksek gerilim iletim hatlarındaki arızaların yaklaşık % 80'i temelde geçicidir. Generatörlerin senkron çalışmasının kaybolmasına yol açabilecek (kararlılık problemi oluşabilecek) arızalar meydana geldiği durumlarda, acil durum manevraları ile elektrik enerji sisteminin bir bütün halinde işletilmesi sağlanamayabilir ve sistem yaygın büyük ölçekli bir kesinti yasayabilir. Elektrik sisteminin çalışma bölgelerine kontrollü olarak ayrılmasının bir diğer yararı ise sistemde meydana gelecek arızalarda kısa devre akımlarının sistemde yer alan teçhizatın dayanım sınırlarının altında kalmasının sağlanması olarak verilebilir. Ayrıca kısa devre akımlarının azaltılması, sistemde meydana gelen arıza akımlarının sistem donanımı üzerinde yarattığı yaşlandırıcı etkilerinin de azaltılmasına yol açacaktır. Koruma sistemi sayesinde arıza hızlı bir şekilde temizlenerek şebekenin geri kalan kısmının düzgün şekilde işletilmesine devam edilebilmektedir. Sürekli bir kısa devrenin şebekenin genel işletmesi ve özellikle kararlılığı üzerindeki etkilerini ortadan kaldırmak için hatalı eleman olabildiğince çabuk devre dışı edilmelidir. Bu sayede generatör, transformatör, kablo, hat gibi şebeke elemanlarının birinde kısa devre veya izolasyon hatası sonucunda oluşabilecek arıza akımlarının veya aşırı gerilimlerin yol açabileceği zararlar sınırlandırılabilmektedir. Güç sistemlerini yukarıda bahsedilen olumsuz durumlara karşı röleler korur. Koruma röleleri, işletme esnasında oluşabilecek arıza veya aşırı yüklenme durumunda büyük çapta hasarların oluşmasını önleyici rol üstlendiklerinden dolayı büyük önem taşımaktadır. Koruma sisteminin görevi, işletme elemanları ile elektrik tesis ve şebekelerinde ortaya çıkan hataları ve bunların çeşitlerini ölçülen elektriksel büyüklükler yardımıyla çabuk ve güvenilir bir şekilde tespit etmek ve gerektiğinde arızalı elemanı (generatör, trafo, hat vb.) devre dışı bırakarak enerjinin mümkün olduğunca sürekli olmasını sağlamaktır. Admitans, reaktans ve dört kenarlı çesitleri olsa da mesafe koruma röleleri, çogunlukla, gerilim ve akım ölçü trafosundan aldıkları bilgileri kullanarak bir empedans degeri hesaplamakta ve böylece, bu degerin degisimine ve önceden ayarlanmıs belli gecikme parametrelerine uygun bir koruma uygulaması gerçeklestirilmektedir. Bu yüzden empedans rölesi olarak da adlandırılırlar. Korunması istenen iletim hattının empedans degerinin genellikle %80-85'i ile 1. koruma bölgesi tanımlanmaktadır. Koruma süresince izlenen empedansdegerinin, ayarlanan bu degerin altına düsüp düsmedigine uygun bir koruma uygulaması gerçeklestirilir. Koruma sistemi generatör, transformatör, kablo, hat gibi şebeke elemanlarının birinde kısa devre veya yalıtım hatası sonucunda oluşabilecek arıza akımlarının veya aşırı gerilimlerin yol açabileceği zararları sınırlandırmaktadır. Koruma sisteminin görevi, işletme elemanları ile elektrik tesis ve şebekelerinde ortaya çıkan hataları ve bunların çeşitlerini ölçülen elektriksel büyüklükler yardımıyla çabuk ve güvenilir bir şekilde tespit etmek ve gerektiğinde arızalı devre dışı bırakarak enerjinin mümkün olduğunca sürekli olmasını sağlamaktır. Güç sistemlerinin kısa devre arızalarından zarar görmemesi adına yapılan çalışmalar uzun yıllardır süregelmektedir. Bu çalışmalarda genel öncelik kısa devre akımının sınırlandırılması ve generator çıkış geriliminin arıza öncesi değerine yükseltilmesidir. Çünkü yüksek kısa devre akımı güç sistemlerindeki yalıtım elemanlarına, koruma elemanlarına, sistem yüklerine zarar verebilmektedir. Diğer yandan ise düşen gerilim yerel ölçekli bir sorun olsa dahi uzun süre devam eden arıza durumunda global ölçekli bir sorun haline dönüşebilmektedir. Yüksek hızlı arıza giderme zorunluluğundan dolayı, koruma ekipmanlarının hızlı bir şekilde geliştirilmesine katkıda bulunmuştur. Ayrıca, güvenilir yük temini ihtiyacı, tek fazlı otomatik yeniden kapama ekipmanında gelişmeye neden olmuştur. Yüksek Gerilim (HV) ve Ekstra Yüksek Gerilim (EHV) iletim hatlarında meydana gelen arızalar, temel iletim ve dağıtım sistemlerinde ciddi sorunlara yol açmaktadır. Bu, sistemin kararlılığını korumak için arızaları hızlı bir şekilde izole etmesi gereken koruma ve kontrol sistemleri için zorlayıcı koşulları zorunlu kılar. Bir iletim sisteminde arıza yerini tespit etmek, arıza sırasında gerekli olabilecek bakım için avantajlıdır. mesafe röleleri, arızanın tespit edildiği bölge için bir işaret olarak işaretleyebilir, ancak bu tür arıza yeri tahminleri bakım çalışmalarında yardımcı olmak için yetersizdir. Arıza lokasyonunun tahmini tespiti için kullanılan teknikler vardır, ve bu teknikler hattın üzerinde arıza tarafından yaratılan kalıcı bir kesiklikliği kullanarak arızanın yerini tespit ediyorlar. HV ve EHV iletim hatlarında arızaların çoğu tek fazdan toprağa oaln arızalardır ve otomatik tekrar kapamayı kullanılarak giderlidiler. Bu durumda, hat ayrılır, böylece arkın sönmesine izin verilir ve ölü zamandan sonra ki bu zaman ark yolunu uygun şekilde deiyonize etmek için gerekli olan zamandır, sistemin normal çalışmasına yardım etmek için hat tekrar kapatılabilir. Enerjiye sahip bir iletim hattında tek fazdan toprağa bir arıza meydana geldiğinde, arızalı faz tetiklenir ve uygun bir ölü zaman sonunda otomatik olarak tekrar kapatılır. Arıza giderildiğinde her şey sıfırlanır. Faz tekrar kapatıldığında hala sistemde arıza varsa, üç fazın tümü tetiklenir ve daha fazla tekrar kapama meydana gelmez. Enerji ileten bir iletim hattında herhangi bir türde çok fazlı bir arıza göründüğünde, üç fazın hepsi tetiklenir ve fazalr devre dışı olur. Bu halde, programın nasıl programlandığına bağlı olarak, kesiciler kilitlenebilir veya uygun bir ölü zamandan sonra hatta yeniden kapatılabilir. Bu tezin amacı, 735 KV EHV iletim sisteminde tek fazlı otomatik tekrar kapama ile ilgilidir. Otomatik tekrar kapama, arıza oluşumunu tespit etmek ve ayırt etmek için SIEMENS 7SA522 rölesini kullanılarak mesafe koruma ve aşırı gerilim röleleri ile entegre edilmiştir. Tekrar kapama uygulamasının amacı sistem kararlığı ile senkronizasyonunu muhafaza etmektir. Bu nedenle ilk olarak sistem kararlılığının kaybolmaksızın tahammül edilebilen sistem bozunum zamanı tespit edilmelidir. Bunun için söz konusu güç sistem konfigürasyonu ve arıza şartlarıyla ilgili olarak kararlılık analizinin yapılması gerekir. Birinci bölüm otomatik tekrar kapamanın avantajlarını ve dezavantajlarını ve sistem kararlılığı ve yük kararlılığı için farklı gereksinimleri anlatmaktadır. ayrıca iletim sistemlerinde kullanılmak için ihtiyaç duyulan devre kesiciler hakkında da bilgi verir. İkinci bölüm, yeniden kapama tarihçesini ve farklı yeniden kapama yöntemlerini ve IEEE komitesinin uygun otomatik kapama ve çalıştırma hususları için içermektedir. Üçüncü bölüm, iletim sistemlerindeki çeşitli arıza türlerine değiniyor. Ayrıca iletim hatlarında en çok tercih edilen mesafe korumanın temel prensipleri, arasında arızaya olan mesafenin ölçülmesi, koruma bölgeleri ve kademelerin hesaplanması , Mho ve Quadrilateral karakteristikleri ve yedek aşırı akım rölelerin ayarlanması, pilot mesafe koruması yer almaktadır. Dördüncü bölümde, DIGSILENT Power Factory 15.1'de bir 735 KV iletim sistemi modellenmiştir. İlk yük akış hesaplaması simüle edilir ve normal çalışma sırasındaki sistem davranışı değerlendirilir. Ardından, mesafe koruma sisteminin performansı iletim hattındaki çeşitli arıza yerleri için kısa devre analizi ile değerlendirilir. Tek faz arızalarına karşı temel koruma, her iki hattın iki tarafında olan terminalarında aynı röleleri kullanarak iki bağımsız mesafe korumasını gerçekleştirerek ve bu korumaları iki farkli iletişim kanaliyle irtibatlaırnı sağlayarak kurulmuştur ve mesafe koruma sisteminin doğru çalışması onaylanmıştır. Otomatik kapanma simülasyonu, EHV iletim hatlarında tek fazlı otomatik kapanmanın başarılı bir şekilde çalıştığını doğrulamak için farklı arıza yerlerinde gerçekleştirilir. Dördüncü bölümün sonuçlarında belirtildiği gibi, EHV sistemlerinde, sistemi normal çalışmaya geri döndürmek ve senkronizasyonu sürdürmek ve yükü sürekli olarak hizmet etmek için yüksek hızlı tek fazlı otomatik tekrar kapama gereklidir.

Özet (Çeviri)

In trendy tangled power systems, close to 80% of faults in HV transmission lines are essentially transient. The fast progression of the protection equipment is done due to the prerequisite of high speed fault clearing. Moreover, require for solid supply of loads has driven to advancement in single stage auto-reclosing equipment. HighVoltage (HV) and Extra-High-Voltage (EHV) transmission lines face with geniune problems in fundamental transmission systems by happening the fault in these systems. This enforce severe circumstances for protection and control systems, which must quickly clear the faults to preserve the system stability. It is beneficial to detect the fault location on a transmission system, as this is intensively advantageous during maintenance that may be necessary in the fault following. distance relays may set a flag as a indicator for the zone which fault is detected, but this kinds of fault location estimation is insufficient in subsistence. There are some procedures used for estimation of the fault location, which rely on the fault establishing a enduring cutoff on the line, which at that point can be demonstrated by controlling the inactivated transmission line to interjected traveling waves. On HV and EHV transmission lines single-phase-to-ground faults are in the majority and being eliminated by automatic reclosure. In this case, the line is detached so let the arc to extinguish, and after the dead time the line can be reclosed to restore routine supply. During occurance of a single phase-to-ground fault on an empowered transmission line, the faulty phase is detacehd and after an applicable dead time automatically reclosed . All the settings of the equipment will reset if the fault clears. The sounded phases and faulty phase will be tripped if the fault is still on the line and the autorecloser willbe lokedout. For the multi-phase faults, all the phases is tripped and due to the scheme programming conditions the breakers and autoreclsoers can be loced out or autoreclosed. The main intention of this thesis is about single phase auto reclosing in 735 KV EHV transmission system. The autorecloser has been integrated with distance protection and overvoltage relay by using SIEMENES 7SA522 relay to detect and distinguish fault occurrence. First chapter addresses the advantages and disadvantages of autoreclosing and different requirements for system stability and load stability.it also describes about circuit breakers are needed in to use in transmission systems. Second chapter involves history of reclosing and different methods of reclosing and IEEE committee guides for proper autoreclosing and operation considerations. Third chapter refers to the various types of faults in transmission systems. Moreover, the fundametal basis of the distance protection incluce fault impedance and span measuring, power swing characteristics ,busbar protection and methods of settings calculation ,stepped zone of protection , Mho and Quadrilateral characteristics and pilot distance protection are mentioned in this chapter. In fourth chapter, a 735 KV transmission system is modeled in DIgSILENT Power Factory 15.1. First load flow calculation is simulated and system behavior during normal operation is assessed. Then distance protection system's performance is evaluated by short circuit analysis for various fault locations in the transmission line. Distance protection for single-phase and three phase faults detecting is implemented at each terminal of the both lines with two independent distance protections with same relays.a communication channel is established to the remote relay for the purpose of transmitting system data and signals and protection of the system is validated. The autoreclosing simulation is carried out in different fault location to verify the successful operation of the single phase autoreclosing in EHV transmission lines. As stated in results of the fourth chapter, high speed single phase auto reclosing is needed in EHV systems to back the system to the normal operation and keep the synchronism and serving the load continuously.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    166175

    Enerji iletim hattı parametrelerinin kestiriminin incelenmesi

    An examination of power transmission line parameters' estimation

    ESRA KARAER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA BAĞRIYANIK

  2. Tez No

    769410

    A new way of driving single-phase induction motor using solar energy

    Güneş enerjisi kullanarak tek fazlı asenkron motorunun yeni bir sürüş yolu

    MUSTAFE ADEN MUHUMED

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAkdeniz Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELİM BÖREKCİ

  3. Tez No

    542751

    Tek fazlı sistemlerde kısa devre hataları nedeniyle oluşan geçiş hareketlerinin incelenmesi

    Transient voltage distribution on the single-phase transmission line under short circuit fault effect

    ALAA KOJAH

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ARİF NACAROĞLU

  4. Tez No

    38306

    Kanallarda tek fazlı cebri konveksiyon ve elektronik soğutma

    Single phase forced convection in channels and electronic cooling

    NEDİM SÖZBİR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1995

    Makine Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. H. RIZA GÜVEN

  5. Tez No

    202208

    Çift kondansatörlü tek fazlı asenkron motorun anahtarlamalı kapasite kontrolü

    Control of double capacitor single phase induction motor with a switched capacitore

    TİMUR FIRDOLAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MEHMET ÖZDEMİR

Geri Dön