Orta Gerilim Güç Sistemlerinde Bakım Yönetimi için Kısmi Deşarj İzleme Tekniklerinin İncelenmesi

Öz

Orta gerilim (OG) güç sistemleri elektrik enerjisinin son kullanıcıya güvenli ve sürekli şekilde temini için önemli role sahiptir. Bu bileşenlerde meydana gelen arızalar kısa veya uzun süreli enerji kesintilerine ve yüksek maliyetli kayıplara yol açmaktadır. Kestirimci bakım çalışmaları, arıza meydana gelmeden önce arıza belirtilerinin tespit edilmesini ve önlem alınmasını sağlaması sebebiyle güç sistemlerinde giderek daha fazla tercih edilmektedir. Bu çalışmada, arıza kök nedenlerinden biri olan kısmi deşarj olaylarının erken tespit edilmesi amacıyla orta gerilim güç sistemindeki uygulamaları özetlenmektedir. Bu doğrultuda, öncelikle kısmi deşarj olaylarının oluşum süreçleri açıklanmaktadır. Ardından, kısmi deşarj ölçüm yöntemleri güç sistemi bileşenlerine yönelik uygulama örnekleri ile açıklanmış ve bakım yönetimi süreçlerindeki önemi vurgulanmıştır. Elde edilen sonuçlar, orta gerilim şebeke bileşenlerindeki kısmi deşarj oluşumuna yönelik işaretlerin kestirimci bakım kapsamında izlenmesi sayesinde arızaların erken tespitinin ve yüksek maliyetli arızaların önüne geçilebilmesinin mümkün olduğunu göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

• Bakım yönetimi
• izleme
• kestirimci bakım
• kısmi deşarj
• orta gerilim

Investigation of Partial Discharge Monitoring Techniques for Maintenance Management in Medium Voltage Power Systems

Öz

Medium voltage (MV) power system has great importance to provide electrical energy to the consumers safely and continuously. Various types of faults in power systems components cause shortages and costly losses. Predictive maintenance studies are increasingly preferred in power systems because it provides to detect the fault symptoms and to take action before a malfunction occur. In this study, measurement methods of partial discharge (PD) activities, which are one of the root causes of faults in medium voltage power systems, are summarized. First, the development processes of partial discharge events is expressed. Then, partial discharge measurement methods are explained with application examples for power system components and their importance in maintenance management processes is emphasized. Obtained results show that, by means of partial discharge monitoring in preventive maintenance studies, it is possible to detect possible faults and prevent costly outages in power system.

Anahtar Kelimeler

• Maintenance management
• monitoring
• predictive maintenance
• partial discharge
• medium voltage

Kaynakça

1. [1] Aktaş İ.Ş., Menlik T. ve Adnan S., “Akıllı Bir Şebekedeki Risk İndikatörlerinin Bulanık Analitik Hiyerarşi Prosesi ile Modellenmesi”, Politeknik Dergisi, 2: 505–513, (2020).
2. [2] Düzgün B., “Türkiye Elektrik İletim ve Dağıtım Şebekesinin Enerji Verimliliğinin Değerlendirilmesi ve 2023 Projeksiyonları”, Politeknik Dergisi, 21: 621–632, (2018).
3. [3] 3007.2, “IEEE Recommended Practice for the Maintenance of Industrial and Commercial Power Systems”, (2010).
4. [4] Biasse J.M., Ferraro V., Brun P., Yang Y. and Wang G., “New Features for MV Switchgear are Now Available to Move to Condition Based Maintenance”, International Conference on Condition Monitoring and Diagnosis, Xi’an, 198-201, (2016).
5. [5] Tang J.C.Y. “Condition Monitoring Plans of CLP Power Hong Kong and its Roadmap to Condition Based Maintenance”, International Conference on Condition Monitoring and Diagnosis, Beijing, 627-632, (2018).
6. [6] 493, “IEEE Recommended Practice for the Design of Reliable Industrial and Commercial Power Systems”, (2007).
7. [7] A2.37, “Transformer Reliability Survey, Cigre Publication Technical Brochure”, (2009).
8. [8] Tang S., Hale C. and Thaker H., “Reliability Modeling of Power Transformers with Maintenance Outage”. System Science and Control Engineering, 2: 316–324, (2014).

9. [9] Kumar A., Singh K.S. and Husain Z., “Root-Cause Analysis of Transformer Failure Scenario at Power Sub-Station”, Advances in Environmental and Agricultural Science, Dubai, 265-270, (2015).
10. [10] CIGRE Working Group, “An International Survey on Failures in Large Power Transformers” Elektra, (1983).
11. [11] Higinbotham W. and Higinbotham K., “Review of Medium Voltage Asset Failure Investigations”, POWERTEST, 1-17, (2018).
12. [12] Hainan S., Shijie Y., Chen R., Ling J., Wei Z., Xiao L., Yan G., Ye W., Huijie C. and Xiaotong T., “Transformer Bushing Damage Accident Analysis”, 6th International Conference on Machinery, Materials and Computing Technology, Jinan, 150-157, (2018).
13. [13] Stepyani H.I., Arifianto I. and Purnomodi P., “High Voltage Bushing Problems”, International Conference on Electrical Engineering and Informatic, Bandung, 1-4, (2011).
14. [14] Colon V.R.G., “Restoring Reliability of Aged Bushings”, IEEE Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena, Virginia Beach, 89-91, (2009).
15. [15] CIGRE Working Group, “Final Report of the 2004-2007 International Enquiry on Reliability of High Voltage Equipment: Part 2 – Reliability of High Voltage SF6 Circuit Breakers” CIGRE TB 510, (2012).
16. [16] Blokhintsev I., Patterson C.L., Cassidy B.J. and Loesch A.H., “Advantage of On-Line Partial Discharge Continuous Monitoring of Medium Voltage Substations”, IEEE Electrical Insulation Conference, Montreal, 153-158, (2009).
17. [17] Gomez F.A., Sanchez R., Vecino F.G. and Arrabe R.G., “Diagnosis of Insulation Condition of MV Switchgears”, Sensors, 18(3): 1-20, (2018).
18. [18] Fuangsoongnern U., Plueksawan W. and Tikakosol K., “A Measurement Technique to Identify and Locate Partial Discharge in Transformer with AE and HFCT”, IEEE Innovative Smart Grid Technologies - Asia, Kuala Lumpur, 1-6, (2014).
19. [19] Yamashita K., Watanuki S., Miyake T., Sakoda T and Kawano W., “Development of On-Line Partial Discharge Locator for Electric Power Cable”, IEEE Electrical Insulation Conference, San Antonio, 1-4, (2018).
20. [20] Nedphokaew S., Pukjariin S. and Boonthienthong M., “Analysis of Electric Field Values in 24 kV High Voltage Power Cable with Program for Finding Partial Discharge Values”, International Conference on Power, Energy and Innovations, Pattaya, 1-4, (2019).
21. [21] Paoletti G.J. and Herman G., “Monitoring of Electrical Equipment Failure Indicators and Zero-Planned Outages: Past, Present and Future Maintenance Practices”, Industry Applications Society 60th Annual Petroleum and Chemical Industry Conference, Chicago, 1-9, (2013).
22. [22] IEC 60270, “High-Voltage Test Techniques – Partial Discharge Measurements”, (2000).
23. [23] ndb Technologies, “XDP-II Expert Partial Discharge Detector Product Brochure”,(2019).