YÜKSEK GERİLİM TEKNİĞİ HAT BAŞI, HAT ORTASI VE HAT SONUNDAKİ KISA DEVRE HESAPLAMALARI BOŞTAKİ HATTIN DEVREYE ALINMASINDA OLUŞACAK AŞIRI GERİLİMLER HESAPLAMALARI & BENZETİMLERİ
1
1-) a.) Boşta çalışma durumunda aşağıdaki toplu parametreli L-eşdeğer devresini Orcad Pspice programında çizdik.Uc çıkışını, orcad schematic osiloskobunda görüp,ölçüm ile hesabı karşılaştırdık. UC= 310.27*[ 1-( exp( 12.34*t)* cos(1869.4*t- 0.38’ )] kV
Devre Şeması:
R 1
2
L 1
3.3OHM
2 0.1337H V+
Uo 310.27kV C 2.1402uF
0
V-
Devrenin çiziminde gerekli R,L ve C değerlerini girdik.Giriş gerilimi olarak da faz geriliminin tepe değerinde bir DC kaynak aldık. Uo= 380*sqrt(2)/ sqrt(3)=310.27kV olarak yazdık.
2
Devrenin Osiloskop Çıktısı:
3
Matlab fonksiyon çıktısı: 1. a) Uc=310.27(1-exp(-12.34t)cos(1869.4*t-0.38) 700
600
500
kV
400
300
200
100
0
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025 zaman sn
0.03
0.035
0.04
0.045
0.05
Boştaki hattı devreye alırken oluşacak aşırı gerilimleri bulmaya çalışıyoruz.Uc gerilimini ölçmeye çalışıyoruz.Pspice ortamında Uc gerilimini ölçtük.Schematic osiloskobunda Uc geriliminin zamana göre değişimini gözlemledik.Matlab ortamında Uc geriliminin fonksiyonun zamana göre değişim grafiğini çıkarıp , pspice ortamındakiyle karşılaştırdık.Yapılan ölçümün,hesaplanan değerle doğru olduğu ortaya çıkmıştır.
4
b.) devre-1) Hat basinda olusacak kisadevre icin,hatbasi kisadevre gücünü Sbc=50000 MVA varsayarak, ve faz gerilimi kullanarak multisim ortamında devremizi kurup,dijital ampermetremizden alınan değerle,hesaplanan değeri karşılaştırdık. Hesaplanan değer: ISC = 380/ 3 /XSC = 76.0 kA Ölçüm; Lsc=2.888 / 2*pi*50 = 9.19mH ve Isc = 380 / sqrt(3) / 2.888=75.97kA (yaklasik=76kA) olarak bulunur.
Devre Şeması:
Isc +
75.992k AC 1e-008
A
L2 9.19mH
R1 3.3
L1 0.1337 H
C1 2.1402 F
V1 219.4kV 50 Hz 0Deg
Devremizi kurup çalıştırdıktan sonra Ampermetremizden okunan değerin 75.992kA olarak gördük. Yapılan ölçümde ampermetremizin iç direnci 10^-8 dir.Yaklaşık % 0.011 ‘lik bağıl hatasıyla hesaplanan değere ulaşılmıştır.
5
b.) devre-2 .) Hat ortasindaki kisadevre için,bara kisadevre reaktansi ihmal edilerek asagidaki esdeger devreyi multisim ortamında kurup,dijital ampermetremizden alınan değerle,hesaplanan değeri karşılaştırdık. Hesaplanan değer: Isc= 10.42 kA Ölçüm: Isc akimi = 10.415 kA (yaklasik=10.42 kA) olarak test edildi.
Devre Şeması:
Isc -
+
R1
10.415k A AC 1e-009
1.65 R/ 2
R2
L1 66.85mH L/2
1.65 R/ 2
L2 66.85mH L/2
C2
C1
1.0701uF C/ 2
1.0701uF C/ 2
U 219.4kV 50 Hz 0Deg
Devremizi kurup çalıştırdıktan sonra Ampermetremizden okunan değerin 10.415kA olarak gördük. Yapılan ölçümde ampermetremizin iç direnci 10^-9 dir.Yaklaşık % 0.048 ‘lik bağıl hatasıyla hesaplanan değere ulaşılmıştır.
6
b.) devre-3 ) Hat sonundaki kisa devre için,bara kisadevre reaktansi ihmal edilerek asagidaki esdeger devreyi multisim ortamında kurup,dijital ampermetremizden alınan değerle,hesaplanan değeri karşılaştırdık. Hesaplanan değer: Isc= 5.06 kA Ölçüm: Isc=5.134 kA olarak ölçüldü. Not: ölçülen değer,hesaplanan değerden (5.06-5.134/5.06) yaklasık olarak % 1.46 oranla fazla çıkmıştır.Ampermetremizin iç direnci 10^-9 alınarak ölçüm yapılmıştır. Devre Şeması: Isc +
5.134k
R2
A
3.3
L2 0.1337 H
AC 1e-009
C1 1.0701uF C/ 2
U
C2 1.0701uF C/ 2
219.4kV 50 Hz 0Deg
Devremizi kurup çalıştırdıktan sonra Ampermetremizden okunan değerin 10.415kA olarak gördük. Yapılan ölçümde ampermetremizin iç direnci 10^-9 dir.Yaklaşık % 1.44 ‘lik bağıl hatasıyla hesaplanan değere ulaşılmıştır.Burada bağıl hatamız fazla olduğunu görüyoruz. Ölçüm sırasında değerin devamlı değiştiğini gördük.Anlık olarak ölçümü kaydettik.
7
C) 1.DEVRE.) Açılan kesiciyi küçük kapasiteli bir kondansatör (Ck=100 pF) olarak modeller ve yine DC kaynak durumunda; hat başı kısadevresi için eşdeğer devreyi orcad pspice programında çizdik ve Uc çıkışını, orcad schematic osiloskobunda görüp,ölçüm ile hesabı karşılaştırdık.Örnek olarak grafik üzerinde de görüldüğü bir nokta seçip,çözümü kontrol ettik. ((700.000ns , 79.093KV))
UC= 310.27*(1- cos(1042981t) ) kV
Devre Şeması: Lsc 1
Ck
R
2 9.19mH
L 1
100pF
3.3ohm
2 0.1337H
V+
Uo 310.27kV
C 2.1402uF
0
V-
Hat başı kesicisi açarken oluşacak aşırı gerilimleri bulmaya çalışıyoruz.Uc gerilimini ölçmeye çalışıyoruz.Pspice ortamında Uc gerilimini ölçtük.Schematic osiloskobunda Uc geriliminin zamana göre değişimini gözlemledik.Matlab ortamında Uc geriliminin fonksiyonun zamana göre değişimini iki türlü grafiğini çıkarıp , pspice ortamındakiyle karşılaştırdık.Matlab ortamında zaman ayarını ilk olarak pspice ortamındaki zamanla yani 0 u sn- 1 u sn arası değişimi gözlemledik.Sonra 0-7 sn arası değişimi gözlemleyip.Zamanlama karşılaştırması yaptık.Esas olarak pspice ortamında UC= 310.27*(1- cos(1042981t) ) kV gerilimini elde etmeye çalıştık. Yapılan ölçümün,hesaplanan değerle doğru olduğu ortaya çıkmıştır. Test Pspice çıktısında 0.7*10^-6 sn için Uc= 79.0827 kV dur. Matlab-1 çıktısında da 0.7*10^-6 sn için Uc= 79.0827 kV dur. Matlab-2 çıktısında 2 sn için Uc= 149.6560 kV dur.Zamanın mertebesini değiştirip,Uc gerilimini görmeye çalıştık.
8
Devrenin Osiloskop Çıktısı:
9
Matlab-1 çıktısı:
Matlab-2 çıktısı:
10
C.)2.DEVRE ) Hat ortasında kısa devrenin açılması durumunda devreyi pspice ortamında kurup,ölçümü yaptık ve osiloskop ekranında çıktısını aldık.Ve grafik üzerinde bir değerle sonucu karşılaştırdık. (700ns,116.410kV)
UC= 310.27*( 1- exp( 12.34t)* cos(38678t)) kV
Devre Şeması:
Ck
R/2
L/2 1
100pF
1.65
R/2 2
66.85m
L/2 1
2
1.65
66.85m
Uo 310.27kV
C/2
C/2
1.0701uF
0
1.0701uF
0
Hat başı kesicisi açarken oluşacak aşırı gerilimleri bulmaya çalışıyoruz.Hattın ortasındaki kısa devre durumunu açtıktan sonra Uc gerilimini ölçmeye çalışıyoruz.Pspice ortamında Uc gerilimini ölçtük.Schematic osiloskobunda Uc geriliminin zamana göre değişimini gözlemledik.Matlab ortamında Uc geriliminin fonksiyonun zamana göre değişimini iki türlü grafiğini çıkarıp , pspice ortamındakiyle karşılaştırdık.Matlab ortamında zaman ayarını ilk olarak pspice ortamındaki zamanla yani 0 u sn- 1 u sn arası değişimi gözlemledik.Sonra 0-0.5 sn arası değişimi gözlemleyip.Zamanlama karşılaştırması yaptık.Esas olarak pspice ortamında UC= 310.27*( 1- exp(-12.34t)* cos(38678t)) kV gerilimini elde etmeye çalıştık. Yapılan ölçümün,hesaplanan değerle doğru olduğu ortaya çıkmıştır. Test Pspice çıktısında 0.7*10^-6 sn için Uc= 116.410 V dur. Matlab-1 çıktısında 0.7*10^-6 sn için Uc= 116.410 V dur. Matlab-2 çıktısında 0.02 sn için Uc= 129.3405 V dur.Zamanın mertebesini değiştirip,Uc gerilimini görmeye çalıştık. 11
Devrenin Osiloskop Çıktısı:
12
Matlab-1 çıktısı:
Matlab-2 çıktısı:
13
C-)3.DEVRE: Hat sonundaki kısadevre için,tüm kapasitenin hat sonunda toplu olarak temsil edildiğini düşünerek aşağıdaki devreyi kurup,Uc çıktısını aldık.Ve grafik üzerinde bir noktada hesaplanan değerle karşılaştırdık.
UC= 310.27*[1-(exp(-12.34* t)* cos(273496*t))] kV
Devre Şeması: Ck
R
L 1
100pF
3.3ohm
2 0.1337H V+
Uo C/2 310.27kV
1.0701uF
0
V-
Hat başı kesicisi açarken oluşacak aşırı gerilimleri bulmaya çalışıyoruz. Hat sonundaki kısadevre durumu için, tüm kapasitenin hat sonundaki toplu parametresinde Uc gerilimini ölçmeye çalışıyoruz.Pspice ortamında Uc gerilimini ölçtük.Schematic osiloskobunda Uc geriliminin zamana göre değişimini gözlemledik.Matlab ortamında Uc geriliminin fonksiyonun zamana göre değişimini iki türlü grafiğini çıkarıp , pspice ortamındakiyle karşılaştırdık.Matlab ortamında zaman ayarını ilk olarak pspice ortamındaki zamanla yani 0 u sn- 1 u sn arası değişimi gözlemledik.Sonra 0-0.5 sn arası değişimi gözlemleyip.Zamanlama karşılaştırması yaptık.Esas olarak pspice ortamında UC= 310.27*[1-(exp(-12.34* t)* cos(273496*t))] kV gerilimini elde etmeye çalıştık. Yapılan ölçümün,hesaplanan değerle doğru olduğu ortaya çıkmıştır. Test Pspice çıktısında 0.7*10^-6 sn için Uc= 5.6713 kV dur. Matlab-1 çıktısında 0.7*10^-6 sn için Uc= 5.6713 kV dur. Matlab-2 çıktısında 0.02 sn için Uc= 532.8626 kV dur.Zamanın mertebesini değiştirip,Uc gerilimini görmeye çalıştık.
14
Devrenin Osiloskop çıktısı:
15
Matlab-1 çıktısı:
Matlab-2 çıktısı:
16