Ferrorezonans Modellemesi ile Kaotik Durum Davranışının Analizi ve Gerilim İyileştirme
Abstract
Transformatör sistemlerinde kısa devreler, yanmalar, patlamalar, çeşitli arızalar, tehlikeli olaylar ve ekipman kayıpları gibi bir çok istenmeyen riskli durumlar meydana gelebilmektedir. Bu tip arızalar dış kaynaklı hususlardan dolayı oluşabilirken bazı durumlarda ise devreye bağlı elektriksel yükün karakteristiğinden kaynaklanabilmektedir. Yük karakteristiğinden kaynaklı arızaların en önemli nedenlerinden biri de transformatör sistemlerinde gerçekleşen Ferrorezonans olayıdır. Ferrorezonans lineer olmayan rezonans olarak tanımlanmakta olup sistem için kritik seviyede tehlike oluşturabilmektedir. Bu çalışmada elektrik güç sistemlerinde kaos teorisi anlatılarak ferrorezonans devresi üzerinden uygulama yapılmıştır. Ferrorezonans devresinin analizi yapılarak matematiksel modeli verilmiştir. Nonlineer devre elmanları kullanılırken ilgili eşdeğer devre üzerinden sistem incelenmiştir. Nonlineer dinamik sisteme ait verilen matematiksel model ile ferrorezonans durumundaki koşulların ve gerilim kaynağının etkisi gösterilmiştir. Transformatör kayıplarının neden olduğu ferrorezonans durum davranışları incelenerek farklı durumlara ait benzetimler yapılmıştır. Bu durumlar normal durum, temel frekans ferrorezonans durumu, altharmonik ferrorezonans durumu ve kaotik durum ferrorezonans durumlarını içermektedir. Çalışmanın sonunda kaotik duruma ait yük tarafında meydana gelen gerilim osilasyonun düzeltilmesi için gerilim iyileştirici uygulaması yapılmıştır.
Keywords
References
- AI Zahawi , B. A. T., Emin, Z. & Tong, Y. K. (1998). Chaos in ferroresonant wound voltage transformers: effect of core losses and universal circuit behaviour. IEE Proc.-Sci. Meas. Technol., 145 (1), 39-43.
- Araujo, A. E. A., SOUDACK, A. C. & Marti. (1993). Ferroresonance in power systems: chaotic behaviour. IEE PROCEEDINGS-C, 140 (3), 237-240. Bashar, Z. E., AL Zahawi, A. T., TONG, Y., K. & UGUR, M. (2001). Quantification of the Chaotic Behavior of Ferroresonant Voltage Transformer Circuits. IEEE , Transactions On Circuits And Systems—I: Fundamental Theory And Applications, 48 (6), 757-760.
- Cataliotti, A., Cosentiono, V., Crotti, G., Delle Femine, A., Di Cara, D., Gallo, D., Giordano, D., Landi, C., Luiso, M. & Modarres, M. et al. (2018). Compensation of Nonlinearity of Voltage and Current Instrument Transformers. IEEE Trans. Instrum. Meas., 68, 1322–1332.
- Crotti, G., D’Avanzo, G., Giordano, D., Letizia, P.S. & Luiso, M. (2021.) Extended SINDICOMP: Characterizing MV Voltage Transformers with Sine Waves. Energies, 14, 1715
- Huawei, L. & Yu, F. (2007). Impact of Breaker Operations on Ferroresonance in Power Systems. 8th International Conference on Electronic Measurement and Instruments, Xi'an, China, 3, 680-682.
- Jałmuzny, W. (2013). Analysis of the properties of HV voltage transformers in abnormal operating conditions with particular consideration ˙ of ferroresonance oscillations. Zesz. Naukowe. Rozpr. Nauk./Politech. Łódzka, 454, 1–185.
- Kpomahou, Y., Miwadinou, C. & Hinvi, L. (2018). Mathematical modelling and parametric resonances of a nonlinear RLC series circuit. Int. J. Nonlinear Dyn. Cont., 1, 133–153.
- Lei, Z. M., Liu, Z. J., Sun, H. X. & Liu, H., X. (2005). Control And Application Of Chaos In Electrical System. International Conference on Machine Learning and Cybernetics, Guangzhou, China, 3, 1477-1481.
- Milicevic, K., Vinko, D. & Emin, Z. (2011). Identifying ferroresonance initiation for a range of initial conditions and parameters. Nonlinear Dyn., 66, 755–762
- Mork, B. A. & Stuehm, D. L. (1994). Application Of Nonlinear Dynamics And Chaos To Ferroresonance In Distribution Systems. IEEE Transactions on Power Delivery, 9(2), 1009-1017.