Dağıtım şebekelerinde yıldırım aşırı gerilimlere karşı koruma

Abstract

ÖZETYÜKSEK L SANS TEZDAĞITIM ŞEBEKELER NDE YILDIRIM AŞIRIGER L MLERE KARŞI KORUMAAhmet Turan ÖZCANnönü ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüElektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı81+viii sayfa2005Danışman: Doç. Dr. M. S. MAM ŞBu tezin amacı enerji dağıtım şebekelerinde endirekt yıldırım düşmesi durumundameydana gelen geçici rejimlerin analiz edilmesi ve buna yönelik koruma yöntemlerininaraştırılmasıdır.Enerji dağıtım şebekelerinde ve iletim sistemlerinde, hatlara ve hat yakınına yıldırımdüşmesi sonucunda normal şebeke geriliminin çok üzerinde aşırı gerilimler meydanagelebilmektedir. Bu aşırı gerilimler hatlarda izolatör kırılması ve hat kopması gibi istenmeyensonuçlara yol açmakta, şebekede bulunan diğer elemanların zarar görmesine neden olmaktadır.Dağıtım şebekelerinde hatlara ve hat yakınına yıldırım düşmesi sonucunda oluşan aşırıgerilimlerin belirlenmesi hatların korunması ve meydana gelebilecek zararların en asgariseviyeye indirilmesi için önemlidir. Enerji dağıtım sistemlerinin matematik modellerininnümerik metotlarla bilgisayar programları kullanılarak analizinden elde edilen sonuçlar,oluşan aşırı gerilimler hakkında bilgi vermekte ve bu aşırı gerilimlerin önlenmesi için gereklitedbirlerin alınabilmesine imkan sağlamaktadır.Bu çalışmada, dağıtım şebekesine yakın bir noktaya düşen yıldırım dalgası sonrasıoluşan gerilimler EMTP (Electromagnetic Transients Program) ve MATLAB programlarıkullanılarak analiz edilmiştir. Bu analizde, paralel iki iletkenden birine (iletim hattı) yıldırımdüşmesi sonucu diğer iletkende (dağıtım hattı) indüklenen gerilimin iletkenler arası mesafeye,iletkenlerin kesitine ve iletkenlerin yerden yüksekliğine göre nasıl değiştiği incelenmiştir.Ayrıca, bir iletim hattının yakınına yıldırım düşmesi nedeniyle iletim hattında endüklenengerilimler hesaplanmıştır. Bunun sonucunda dağıtım şebekesinde oluşan yıldırımgerilimlerinin etkisinin azaltılması için yapılacak işlemler açıklanmıştır.ANAHTAR KEL MELER: Güç dağıtım şebekesi, yıldırım, iletim hattı, EMTP, MATLAB.

ABSTRACTMaster Degree ThesisPROTECTION AGAINST LIGHTNING OVERVOLTAGES INPOWER DISTRIBUTION SYSTEMSAhmet Turan ÖZCANInonu UniversityGraduate School of Natural and Applied SciencesDepartment of Electrical and Electronics Engineering81+viii pages2005Supervisor: Assoc.Prof. Dr. M. S. MAM ŞThe purpose of this thesis is to analyze the transients caused by indirect lightningstrokes in power distribution systems and to examine protection methods against lightningovervoltages.In power distribution networks and transmission systems, overvoltages much greaterthan the system normal voltages may arise due to lightning strokes. These overvoltages maycause harmful effects on the system compenents; such as isolator break-down, short circuitfaults and malfunction of the system equipment. Determination of transient overvoltagescaused by direct or indirect lightning strokes is important for protection of the powertransmission and distribution lines and minimisation of harmful effects. The results obtainedfrom numerical solution of mathematical models of transmission lines using computerprograms provide information about the level of overvoltages and hence it leads to prevent thetransient voltages.In this study, the induced voltages due to lightning stroke near a distribution line areobtained using EMTP and by written computer programs in MATLAB environment. Theeffect of distance to stroke point and distance between the paralel conductors, one of which issubjected to a lightning stroke is investigated. The concluded remarks for protection ofdistribution systems against lightning strokes are given.KEYWORDS: Power distribution system, lightning surge, transmission line, EMTP,MATLAB.