Yük altında kademe değiştiricili güç trafosu tasarımı
Design of power transformer under load tap changer
Yazar: AHMAD FARID MIRZAD
Danışman: PROF. DR. MÜSLÜM CENGİZ TAPLAMACIOĞLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Dünyada enerji kullanımındaki artış nedeniyle, elektrik enerjisine olan ihtiyaç da sürekli olarak artış göstermektedir. Bu durumda, kullanıcılara belirli standartlara göre sürekli elektrik enerjisi sağlamak çok önem kazanmıştır. Standart gerilim değeri ile kesintisiz elektrik enerjisi sağlanması için güç sistemleri kaliteli olmalıdır. Günümüzde transformatörler ve bileşenlerinde kullanılan elektronik sistemler, elektrik iletimi ve dağıtımı için oldukça önemli cihazlardır. Gerilim regülasyonu ve kalitesi bakımından yük altında kademe değiştiriciye sahip güç transformatörü, elektrik şebekelerinin ve endüstriyel uygulamalarının ana parçalarıdır. Transformatörler, iletim ve dağıtım sisteminin en önemli bileşenleri olmakla birlikte, yük altında kademe değiştiriciler (OLTC), yüksek gerilim altındaki güç transformatörlerinin kalbi olarak ifade edilebilir. Yük altında kademe değiştirici, sistemin enerjisini kesmeden trafo dönüşüm oranında değişiklikler yapmak için kullanılan önemli sistemlerdir. Bu sistemleri algılamak ve etkin kullanımı için her bir sistem, mevcut çalışmanın ilgili bölümlerinde incelenmiştir. Bu tez areştirmasında, yük altında kademe değiştiriciler için uygun sargı tipinin belirlenmesi üzerine bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, üç fazlı bir transformatörün kademe değiştirici sargılarının teorik analizi yapılmış ve uygulaması bir transformatöre monte edilerek kontrolü gerçekleştirilmiştir.Uygulamada kullanılan 7500 kVA – 33/11kV yağlı kademe değiştirmeli üç faz transformatörün sargılarının mekanik ve elektriksel hesaplamaları, öncelikli elektrik alan dağılımları teorik olarak incelenmiş ve tasarımı gerçekleştirilmiştir. Analizler için iki boyutlu (2D) ve üç boyutlu (3D) sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak magnetik alan, manyeto statik alan ve elektrik alan pratikleri gösterilmiştir. Yapılan çalışmada Ansoft Maxwell transformatör ve manyetik alan paket programı kullanılmıştır ve örnek uygulama yazılımda gerçekleştirilmiştir. Elde edilen analiz sonuçları ve pratik sonuçlar karşılaştırılmıştır. Elde edilen pratik analiz sonuçları ve ölçüm sonuçlar karşılaştırılmış, tasarımın analiz sonuçları ile ölçüm değerlerinin uyumlu olduğu gösterilmiştir. Uygulama da farklı güçler ve gerilim seviyeleri için de uygulanabilecek referans bir çalışma gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Due to the increase in energy use in the world, the need for electricity has also been increasing continuously. In this case, to provide constant electricity energy according to certain standards has become very important for users. Power systems must be in a high quality for an uninterrupted electrical energy provide with standard voltage value. Actually, at present, the electronic systems which are used in transformers and its components are very important devices for electrical transmission and distribution. Power transformer with on-load tap-changer in terms of voltage regulation and quality, are the main components of electric networks and industrial applications. Transformers are the most important components of the transmission and distribution system, but the on load tap-changers (OLTC) can be expressed as the heart of high-voltage power transformers. On-load tap-changers are important systems used to make transformations on the transformer ratio without interrupting the system's energy. In order to perceive and effectively use of these systems, each system has been examined in the relevant sections of this study. In this thesis, a study is carried out on the determination of the appropriate winding type for the on load tap changers. For this purpose, the theoretical analysis of the tap-changer windings of a three-phase transformer has been carried out and a control has been implemented by installing a transformer. Mechanical and electrical calculations of the windings and priority distributions of three phase transformers with 7500 kVA - 33/11 kV oily top change, used in this application, have theoritically been analysed, and designed. For the analysis, magneto static area and the electric field are shown by means of two-dimensional (2D) and three dimensional (3D) finite element method. Ansoft Maxwell transformer and magnetic field package program are used in the study. İn addition, the sample application is implemented in the software. The obtained analysis results and practical results are compared. The obtained results of the practical analysis and the measurement results are compared, and it is shown that the analys results of the design are compatible with the measured values. A reference study has been performed for different powers and voltage levels in practice .