Dağıtım şebekelerinde yıldırım aşırı gerilimlere karşı koruma

Abstract

ÖZET YÜKSEK L SANS TEZ DAĞITIM ŞEBEKELER NDE YILDIRIM AŞIRI GER L MLERE KARŞI KORUMA Ahmet Turan ÖZCAN nönü Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 81+viii sayfa 2005 Danışman: Doç. Dr. M. S. MAM Ş Bu tezin amacı enerji dağıtım şebekelerinde endirekt yıldırım düşmesi durumunda meydana gelen geçici rejimlerin analiz edilmesi ve buna yönelik koruma yöntemlerinin araştırılmasıdır. Enerji dağıtım şebekelerinde ve iletim sistemlerinde, hatlara ve hat yakınına yıldırım düşmesi sonucunda normal şebeke geriliminin çok üzerinde aşırı gerilimler meydana gelebilmektedir. Bu aşırı gerilimler hatlarda izolatör kırılması ve hat kopması gibi istenmeyen sonuçlara yol açmakta, şebekede bulunan diğer elemanların zarar görmesine neden olmaktadır. Dağıtım şebekelerinde hatlara ve hat yakınına yıldırım düşmesi sonucunda oluşan aşırı gerilimlerin belirlenmesi hatların korunması ve meydana gelebilecek zararların en asgari seviyeye indirilmesi için önemlidir. Enerji dağıtım sistemlerinin matematik modellerinin nümerik metotlarla bilgisayar programları kullanılarak analizinden elde edilen sonuçlar, oluşan aşırı gerilimler hakkında bilgi vermekte ve bu aşırı gerilimlerin önlenmesi için gerekli tedbirlerin alınabilmesine imkan sağlamaktadır. Bu çalışmada, dağıtım şebekesine yakın bir noktaya düşen yıldırım dalgası sonrası oluşan gerilimler EMTP (Electromagnetic Transients Program) ve MATLAB programları kullanılarak analiz edilmiştir. Bu analizde, paralel iki iletkenden birine (iletim hattı) yıldırım düşmesi sonucu diğer iletkende (dağıtım hattı) indüklenen gerilimin iletkenler arası mesafeye, iletkenlerin kesitine ve iletkenlerin yerden yüksekliğine göre nasıl değiştiği incelenmiştir. Ayrıca, bir iletim hattının yakınına yıldırım düşmesi nedeniyle iletim hattında endüklenen gerilimler hesaplanmıştır. Bunun sonucunda dağıtım şebekesinde oluşan yıldırım gerilimlerinin etkisinin azaltılması için yapılacak işlemler açıklanmıştır. ANAHTAR KEL MELER: Güç dağıtım şebekesi, yıldırım, iletim hattı, EMTP, MATLAB.

ABSTRACT Master Degree Thesis PROTECTION AGAINST LIGHTNING OVERVOLTAGES IN POWER DISTRIBUTION SYSTEMS Ahmet Turan ÖZCAN Inonu University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Electrical and Electronics Engineering 81+viii pages 2005 Supervisor: Assoc.Prof. Dr. M. S. MAM Ş The purpose of this thesis is to analyze the transients caused by indirect lightning strokes in power distribution systems and to examine protection methods against lightning overvoltages. In power distribution networks and transmission systems, overvoltages much greater than the system normal voltages may arise due to lightning strokes. These overvoltages may cause harmful effects on the system compenents; such as isolator break-down, short circuit faults and malfunction of the system equipment. Determination of transient overvoltages caused by direct or indirect lightning strokes is important for protection of the power transmission and distribution lines and minimisation of harmful effects. The results obtained from numerical solution of mathematical models of transmission lines using computer programs provide information about the level of overvoltages and hence it leads to prevent the transient voltages. In this study, the induced voltages due to lightning stroke near a distribution line are obtained using EMTP and by written computer programs in MATLAB environment. The effect of distance to stroke point and distance between the paralel conductors, one of which is subjected to a lightning stroke is investigated. The concluded remarks for protection of distribution systems against lightning strokes are given. KEYWORDS: Power distribution system, lightning surge, transmission line, EMTP, MATLAB.