HARMONİK KAYNAKLI GERİLİM BOZULMALARININ ELEKTRİKSEL KISMİ BOŞALMALAR ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Yıl 2017, Cilt: 32 Sayı: 3, 0 - 0, 07.09.2017

Murat Fidan Hasbi İsmailoğlu

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.337646

Öz

Elektriksel kısmi boşalma ölçümü, yüksek gerilim sistemlerinin yalıtım kalitesini ve performansını değerlendirmek için tercih edilen tahribatsız deney yöntemlerinin başında gelmektedir. Bu nedenle, kısmi boşalma ölçümü yüksek gerilim endüstrisinde önemli bir yere sahiptir. Yüksek gerilim aygıtlarının kısmi boşalma ölçümleri laboratuvar ortamında sinüzoidal gerilimler ile yapılmaktadır. Ancak, yüksek gerilim sistemleri, işletme koşullarında harmoniklerden kaynaklanan gerilim bozulmaları nedeniyle farklı zorlanmalara maruz kalabilmektedir. Bu çalışmada, harmoniklerden kaynaklanan gerilim bozulmalarının kısmi boşalmalar üzerindeki etkileri, geliştirilen deney düzeneği yardımıyla gözlemlenmiştir. Deneysel çalışmalarda, sivri uç-yarı küre elektrot sisteminin, harmonikli ve sinüzoidal yüksek gerilimler altındaki kısmi boşalma davranışları incelenmiştir. Kısmi boşalma ölçümleri, farklı toplam harmonik bozulmalara sahip üçüncü ve beşinci harmoniklerden birini içeren sinüzoidal ve saf sinüzoidal deney gerilimleri kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen verilerin değerlendirilmesinde, çalışma kapsamında geliştirilen faz çözünümlü kısmi boşalma ölçüm sistemi kullanılmıştır. Deney sonuçları, harmonik bozulma içeren deney gerilimlerinin, ölçme verilerinde hatalı değerlendirmelere neden olabileceğini göstermiştir. Kısmi boşalma sırasında ortaya çıkan ortalama darbe sayısının, ölçülen görünür kısmi boşalma yükü ile birlikte değerlendirilmesi gerektiği sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Yüksek gerilim, kısmi boşalma, harmonik, toplam harmonik bozulma

Kaynakça

• Kreuger, F. H., Partial Discharge Detection in High Voltage Equipment, Butterworth & Co. Ltd., 1989.
• IEC 60270, High-Voltage Test Techniques- Partial Discharge Measurements, International Standard, International Electrotechnical Commission, Third Edition, 2000.
• TS 2051 EN 60270 Kablolar-Yüksek Gerilim Deney Teknikleri-Kısmi Boşalma Ölçmeleri, Türk Standardı, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2003.
• Kuffel, E. ve Abdullah, M., High Voltage Engineering, Pergamon Press Ltd., 1970.
• Kuffel, J., Kuffel, E. ve Zaengl, W. S., Yüksek Gerilim Mühendisliği Temelleri (Çeviri), Özşar, Ç., Bodur, A., TMMOB – EMO, Yayın No: EG/2008/4, 2008.
• Germeç, K. E., Erdem, H., Time-harmonic analysis in electric power systems, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 30 (2), 263-271, 2015.
• Fidan M., Harmoniklerden kaynaklanan gerilim bozulmalarının elektriksel kısmi boşalmalar üzerindeki etkilerinin incelenmesi, Doktora Tezi, Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kocaeli, 2011.
• Edin, H., Partial discharges studied with variable frequency of the applied voltage, Ph.D. Dissertation, Kungl Tekniska Högskolan Department of Elec. Eng. Div. Electrotechnical Design, Stockholm- Sweden, 2001.
• Latran, M. B., Teke, A., Investigation of inverter based shunt compensators for mitigation of power quality problems in power distribution systems, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 29 (4), 793-805, 2014.
• Fidan, M., İsmailoğlu H., Partial discharge behavior of the CuSO45H2O liquid resistor at high voltages with and without harmonics, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 32 (1), 315-323, 2017.
• Sarathi, R., Oza, K.H., Kumar, C. L. G. P., Electrical treeing in XLPE cable insulation under harmonic ac voltages, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., Vol. 22, No. 6, 3177-3185, 2015.
• Sarathi, R., Sheema, I. P. M., Rajan, J. S., Danikas, M. G., Influence of harmonic AC voltage on surface discharge formation in transformer insulation, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 21 (5), 2383-2393, 2014.
• Kurihara, T., Tsuru, S., Imasaka, K., Suehiro, J., Hara, M., PD characteristics in an air-filled void at room temperature under superimposed sinusoidal voltages, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 8 (2), 269-275, April 2001.
• Sarathi, R., Harsha, S. V., Griffiths, H., Haddad, A., Understanding water droplet initiated discharges on epoxy nanocomposites under harmonic AC voltages adopting UHF technique, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 21 (2), 918-925, 2014.
• Florkowski, M., Florkowska, B., Furga, J., Zydron, P., Impact of high voltage harmonics on interpretation of partial discharge patterns, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 20 (6), 2009-2016, 2013.
• Catterson, V. M., Bahadoorsingh, S., Rudd, S., McArthur, S. D. J., Rowland, S. M., Identifying harmonic attributes from online partial discharge data, IEEE Trans. On Power Delivery, 26 (3), 1811-1819, 2011.
• IEC 60060-1, High-Voltage Test Techniques –Part 1: General Definitions and Test Requirements, International Standard, International Electrotechnical Commission, Edition 3.0, 2010.
• Di Lorenzo del Casale, M., Romano, P., Schifani, R., On investigation of PD Aging of Epoxy Resin Under Distorted Voltage, Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena IEEE, Victoria, BC, Canada, Vol. 2, 573-576, 15-18 October, 2000.
• Sarathi, R., Nandini, A., Tanaka, T., Understanding electrical treeing phenomena in XLPE cable insulation under harmonic AC voltages adopting UHF technique, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 19 (3), 903-909, 2012.
• Sarathi, R., Archana, M., Investigation of partial discharge activity by a conducting particle in transformer oil under harmonic AC voltages adopting UHF technique, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 19 (5), 1514-1520, 2012.
• Florkowski, M., Florkowska, B., Distortion of partial-discharge images caused by high-voltage harmonics, IET Gener. Transm. Distrib., 153 (2), 171–180, March 2006.