GÜÇ SİSTEMLERİNDE SÜPERİLETKEN ARIZA AKIMI SINIRLAYICI TASARIMI VE GERÇEKLEŞTİRİLMESİ

Abstract

Güç sistemlerinde çeşitli sebeplerle meydana gelen arızaların sebep olduğu yüksek akım seviyeleri, sistem ve sistemdeki elemanlar için tehlikeli durumlar oluşturmaktadır. Arıza akımlarının sınırlandırılması, bu akımların zorlayıcı termal, dinamik ve elektromanyetik etkilerinden sistemin ve sistem elemanlarının korunması sağlar. Uygulamada birçok arıza akımı sınırlandırma yöntemi kullanılmaktadır. Bu yöntemler çalışma prensibi ve yapı bakımından birbirinden farklı olmasına rağmen hepsinin ortak amacı, sistemin güvenliğini ve güvenilirliğini sağlamaktır. Arıza akımı sınırlandırma yöntemleri sayesinde mevcut sistemde herhangi bir değişiklik yapılmaksızın işletme sürekliliği sağlanabilir. Bu çalışmada, modern arıza akımı sınırlandırma yöntemlerinden biri olan Süperiletken Arıza Akımı Sınırlayıcıların (SFCL) çeşitleri, çalışma prensipleri ve yapıları incelenmiştir. MATLAB/Simulink programında Rezistif SFCL (R-SFCL) modellenerek yapılan simülasyonlar ile R-SFCL'nin elektrik enerjisi iletim sistemine uygulanabilirliği incelenmiş ve sistem üzerindeki etkileri dalga şekilleri ile gösterilmiştir. Ayrıca laboratuvar ortamında örnek bir R-SFCL tasarımı yapılıp, oluşturulan deney sisteminde arızalar gerçekleştirilerek elde edilen gerçek veriler ile simülasyon sonuçları karşılaştırılmıştır. Bu tez çalışması ile R-SFCL'nin iletim sistemleri için ideal bir sınırlandırma yöntemi olabileceği ortaya konulmuştur.

High current levels caused by faults in power systems for various reasons create dangerous situations for the system and the elements in the system. Limitation of fault currents provides protection of the system and system components from the forcing thermal, dynamic and electromagnetic effects of these currents. Many fault current limiting methods are used in practice. Although these methods are generally different from each other in terms of working principle and structure, the common purpose of all of them is to ensure the security and reliability of the system. Thanks to fault current limiter methods, operation continuity can be achieved without any changes in the existing system. In this doctoral thesis, the types, operating principles and structures of Superconductor Fault Current Limiters (SFCL), one of the modern fault current limiting methods, are examined. In the MATLAB/Simulink program, the applicability of R-SFCL to electrical energy transmission system has been examined by modeling Resistive SFCL (R-SFCL) and its effects on the system are shown with waveforms. In addition, a sample R-SFCL design is made in the laboratory environment, and the simulated results are compared with the real data obtained by performing faults in the created experimental system. With this thesis, it has been revealed that R-SFCL will be an ideal method for transmission systems.