Enerji iletim sistemlerinde yıldırım geçici zeminlerinin incelenmesi

Abstract

ÖZET YÜKSEK LİSANS TEZİ ENERJİ İLETİM SİSTEMLERİNDE YILDIRIM GEÇİCİ REJİMLERİNİN İNCELENMESİ Murat AKÇİN İnönü Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Anabilim Dalı 78+vii sayfa 2002 Danışman: Doç. Dr. M. S. Mamiş Tezin amacı enerji iletim sistemlerinde hatlara ve direklere düşen yıldırımlar sonucu oluşan geçici rejimlerin incelenerek analiz edilmesidir. Enerji iletim sistemlerinde hatlara ve direklere yıldırım düşmesi sonucunda normal şebeke geriliminin çok üzerinde aşırı gerilimler oluşmaktadır. Bu gerilimler iletim hatlarında izolatör kırılması ve hat kopması gibi istenmeyen sonuçlara sebebiyet vermektedirler. İletim hatlarında yıldırım düşmesi sonucu oluşan aşı rı gerilimlerin tespit edilmesi hatların korunması ve en azından meydana gelecek zararların en asgariye indirilmesi için önemlidir. Enerji iletim hatlarının matematik modellerinin nümerik metotlarla veya bilgisayar programlan kullanılarak çözümünden elde edilen sonuçlar meydana gelen gerilimler hakkında bilgi vermekte ve aşın gerilimlerin önlenmesi için gerekli önlemlerin alınabilmesini sağlamaktadır. Bu çalışmada tek fazlı enerji iletim hatla rı ile direklere düşen yıldırım dalgası sonrası oluşan gerilimler hızlı ters Laplace dönüşümü uygulanarak analiz edilmiştir. Direkler karakteristik empedansı nonuniform olarak değişen iletim hatları olarak modellenmiştir. Elde edilen sonuçlardan bir bölümü ile EMTP nin bir versiyonu olan Microtran programı kullanılarak elde edilen sonuçlar arasında karşılaştırma yapılmıştır. Ayrıca hızlı ters Laplace dönüşümü ile Fourier dönüşümleri karşılaştırılmıştır. ANAHTAR KELİMELER : Yıldırım, iletim hattı, direk modelleri, Laplace dönüşümü, EMTP, MATLAB

ABSTRACT Master Degree Thesis INVESTIGATION OF LIGHTNING TRANSIENTS ON POWER TRANSMISSION LINES Murat AKÇİN Inonu University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Electrical and Electronics Engineering 78+vii pages 2002 Supervisor: Assoc. Prof. Dr. M. S. Mamiş The purpose of this thesis is to investigate the lightning effects on power transmission lines. Over voltages occur on power transmission lines after lightning strokes, which cause unwanted effects on the system. These over voltages are important for the protection of the system equipment and isolation level. Therefore it is important to determine the wave shape and magnitude of these voltages. Lightning strokes on transmission lines cause travelling waves, which are usually analysed using computer programs. These programs are based on numerical solution of the mathematical models either in the frequency or in time domain. By this way prediction of lightning over voltages can be possible and protection techniques can be improved. In this study, overvoltages resulted by lightning strokes on transmission lines and towers are analyzed using fast inverse Laplace transform. Transmission towers are modeled as transmission lines with nonuniform variation of characteristic impedance. Some of the obtained results are compared with those obtained by Electromagnetic Transients Program (EMTP); Microtran. Also a comparison between Fourier and inverse Laplace transform is done in accuracy and CPU times point of views. KEYWORDS : Lightning, transmission line, tower models, Laplace transform, EMTP, MATLAB.