Kuru tip transformatörlerde kısmi deşarjın sargı içerisindeki yerinin tespit edilmesi
Localization of partial discharge in a winding of dry-type transformers
Yazar: MUZAFFER ERDOĞAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET KUBİLAY EKER
Balıkesir Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Elektriksel boşalma = Electrical discharge

Özet:
Epoksi reçineli sargılara sahip kuru tip transformatörlerde kısmi deşarj tespit edilen sargı, katı yalıtkan nedeniyle tamir edilemediğinden yenisi ile değiştirilmesi gerekmektedir. Üretim maliyetlerini en aza indirmek için, sorun ilk olarak tespit edildiğinde, deşarjın kök nedeni bulunmalı ve kısmi deşarjın, sargının tam olarak neresinde meydana geldiği teşhis edilmelidir.
Tezin ilk kısmında, kuru tip transformatör sargılarında kullanılan 11 farklı malzeme, gerçek bir sargı yapısına benzer şekilde küçük numuneler halinde üretilerek, bu malzemelerin benzetim ve deneysel çalışmalarla kısmi deşarj davranışları analiz edilmiş ve kısmi deşarja dayanıklıkları yönünden malzemeler sınıflandırılmıştır.
Tezin ikinci kısmında, kısmi deşarj teorik olarak incelenmiş ve ölçüm metotları açıklanmıştır. IEC 60270'te tanımlanan elektriksel ölçüm metodu detaylandırılmış, bu metoda dayanarak ölçüm yapan ticari bir kısmi deşarj ölçüm sistemi her bir ekipmanı ile incelenmiş ve benzetim çalışmalarında kullanılmak üzere modellenmiştir. 
Tezin üçüncü kısmında, merdiven tipi ağ yapısı kullanılarak oluşturulan kuru tip bir transformatör modelinin, kısmi deşarj çalışmalarına uygun hale getirilmesi için yeni önerilen kapasitif parametrelerin model üzerindeki etkisi deneysel çalışmalarla teyit edilmiştir. Böylelikle yüksek frekanslı kısmi deşarj sinyallerine uygun yeni bir model önerilmiştir.
Tezin son kısmında, özel olarak üretilmiş farklı yapıdaki yüksek gerilim sargılarına sahip 2500 kVA gücündeki kuru tip transformatör üzerinde yapılan çalışmalarla, kısmi deşarjın oluştuğu kısmın tespiti için basit bir yaklaşım geliştirilmiştir. Bu yaklaşım, matematiksel olarak modellenen sargıda yapılan benzetim ve deneysel çalışmalarla, ayrıca özel olarak tasarlanan sargıda yapılan deneysel çalışmalarla doğrulanmıştır.

Abstract:
Cast-resin windings of dry-type transformers in which partial discharge (PD) is detected cannot be repaired due to their solid insulation structure. To minimize production costs, the root cause of PD should be identified when the problem is detected. Therefore, it is important to understand exactly where PD occurs in the windings.
Eleven different materials used in dry-type transformer windings were produced in samples like a real coil structure, and the PD behavior of these materials was analyzed and classified in the first section of the thesis.
PD is investigated theoretically, and measurement methods are explained in the second section of the thesis. The electrical measurement method defined in IEC 60270 was analyzed, and a commercial PD measurement system is examined and modeled with each piece of equipment to use in simulation studies.
To adapt a dry-type transformer model constructed using a ladder network structure for the PD analysis, the effect of newly proposed capacitive parameters on the model is verified by experimental studies in the third section of the thesis. Thus, a new model is developed for high-frequency PD studies.
In the last section of the thesis, a simple approach has been proposed for the determination of PD location, with the studies carried out on a specially produced 2500 kVA dry-type transformer having different structures of high voltage windings. This approach is verified by simulation and experimental studies with a mathematically modeled winding and by experimental studies with a specially designed winding.