Yeraltı enerji kablolarında kapama aşırı gerilimlerinin geçici rejim analizi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, bir yeraltı kablo sistemine enerji verilmesi esnasında, kablo başı ve kablo sonunda oluşan gerilimlerin genlik ve dalga şekilleri bilgisayar yardımıyla elde edilmiştir. Kablo sisteminde meydana gelebilecek en yüksek geçici aşın gerilimin büyüklüğünü anlamak için sisteme alıcı uç boşta iken enerji verilmiştir. Geçici aşın gerilimler ya bir faza ya da üç faza aynı anda enerji verilerek oluşturulmuş ve aşın gerilimlerin sistem parametrelerine bağlı olarak genlik, dalga şekli ve frekans bakımından etkilendiği gözlemlenmiştir. Güç sistemlerinde meydana gelen aşın gerilim ve akımların hesaplanmasında değişik analitik metodlar kullanılmaktadır. Burada çözüm metodu olarak modal analiz ve geliştirilmiş Fourier Dönüşüm metodu kullanılmıştır. Geliştirilmiş Fourier dönüşüm metodunu uygulayan araştırmacı bilim adamları kullandıkları bu yöntem sayesinde ele aldıkları iletim sistemini doğrulukla ve büyük hassasiyetle temsil edebilmişlerdir. Geçici gerilimler önce frekans bölgesinde, daha sonra Fourier Dönüşüm integralinin tersi alınarak zaman bölgesinde bilgisayar yardımıyla bulunmuştur. Bu çözüm metodu, sistemin frekansa bağlı seri empedans ve şönt admitans parametrelerini kolaylıkla ele alabilme imkanı sağlamaktadır. Kablo uzunluğu, üreteç empedansı ve şönt reaktörlerinin meydana gelen manevra aşın gerilimleri üzerine olan etkileri sırayla ele alınarak incelenmiştir. ANAHTAR KELİMELER: Kapama Aşırı Gerilimleri, Geliştirilmiş Fourier Dönüşümü, Yeraltı Enerji Kabloları. x

SUMMARY Cables are used extensively in built-up areas to distribute electric power at relatively low voltages. Moreover, when overhead lines prove unacceptable for aesthetic or technical reasons, underground cables are also used at extra high voltage for bulk transmission. Since the beginning of the century, extensive works of theoretical and experimental basis have been carried out about this subject In the present work, cross-bonded cables are taken into account such that they are assumed to be electrically short and are represented by lumped parameter networks. In this study, during the energization of underground cable systems, the magnitude and the waveshapes of the voltages induced at the receiving end and sending end of the cables are determined and plotted using computer program. when the receiving end is unloaded, switching overvoltages often, reach maximum values. For this reason, the magnitude of the highest transient voltage, in the cable system is studied under unloaded receiving-end condition. Transient over voltages are obtained first in frequency domain and then by employing inverse modified Fourier Transform in time domain using computer. This solution method helps us to represent the series impedance and shunt admittance parameters of the cable system in frequency domain accurately. System responses are computed over a wide range of frequencies. Also, in the switching operation of power transmission systems, the system parameters are subjected to change in a wide range of frequency. This frequency range may extend from 50 Hz to 100kHz and accordingly the values of system parameters and earth path exhibit a large variation. It is observed that the magnitude, waveform and the frequency of switching overvoltages are affected by various system parameters, such as cable length, source impedance and shunt reactors. KEY WORDS : Switching Transient, Modified Fourier Transform, Cross- Bonded Underground Cable. XI