Gaz izoleli sistemlerin teknik ve ekonomik açıdan incelenmesi
Technical and economical examination of the gas insulated systems
Yazar: MEHMET SELİM TURAN
Danışman: Y.DOÇ.DR. ADNAN KAKİLLİ
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
ÖZETGAZ İZOLELİ SİSTEMLERİN TEKNİK VE EKONOMİKAÇIDAN İNCELENMESİŞehir merkezlerindeki nüfus artışına paralel olarak yerleşim alanları ve endüstrialanları genişlemiş, teknolojik gelişmelerin günlük yaşama yansıması paralelinde,elektrik enerjisinin toplam enerji tüketimindeki payı artmıştır. Büyük şehirlerdekielektrik enerjisi tüketiminin artması, yüksek gerilim hatlarının ve dağıtımmerkezlerinin şehir ve endüstri alanların içinde kalmasına sebep olmuştur. Yükselenelektrik enerjisi tüketimini karşılayacak yeni tesislerin kurulumu için kullanılacakalanlar azalmıştır.Şehirlerdeki arsa maliyetlerinin yüksek olması, yeterli arsa bulunamaması,kirlilik ve atmosferik şartlar gibi faktörler bilim adamlarını yeni çalışmalar yapmayazorlamıştır. Bunun bir sonucu olarak da diğer sistemlere göre daha küçük alanakurulabilen ve gelişmiş koruma tekniklerine sahip SF6 gaz izoleli sistemleribulmuşlardır. Bu tezde gaz izoleli sistemlerin teknik ve ekonomik açıdan incelenmesiele alınmıştır.Ayrıca yüksek gerilimde kullanılan izolasyon maddeleri üzerinde durulmuştur.SF6 gazı ile diğer izolasyon maddeleri karşılaştırılmıştır. SF6 gazı izolasyon, ısılözelliği ve ark söndürme niteliği birleştirildiğinde elektriksel performans yönündenideal bir gaz olduğu görülmüştür. Kimyasal açıdan zehirli ve yanıcı olmadığıbilinmektedir.Elektrik enerji iletim ve dağıtım hatlarında indirici ve yükseltici görevindekullanılan yağ ile Sf6 gaz izoleli güç transformatörlerin yapıları incelenmiştir. Sf6 gazizoleli güç transformatörlerin yanıcı, patlayıcı özelliği yoktur. Bu nedenle illerdekiyıllarda yağlı transformatörler yerine SF6 gazlı transformatör tercih edilebilir.VElektrik enerji iletim ve dağıtım hatlarında indirme, yükseltme, ölçme, korumavs. görevini gören gaz izoleli trafo merkezlerin yapısı da incelenmiştir. Bu tesislerdeakım taşıyan iletkenler ile metal mahfaza arasında izolasyonu basınçlı SF6 gazısağlamaktadır. Hava izoleli trafo merkezlerine göre SF6 GIS'ler %70 daha az alanaihtiyaç duymaktadırlar.Mobil gaz izoleli trafo merkezinin yapısı ve Şanlıurfa ilinin Viranşehirilçesinde kurulu olan Mobil GIS tesisi de incelenmiştir. Arazi tahsisi durumlardayaşanan gecikmelerde, sabit kurulacak tesisin kurulma süresi boyunca ihtiyacıkarşılamak amacıyla kullanılabilirliği irdelenmiştir.Gaz izoleli trafo merkezlerinin Türkiye'deki uygulamalarından İstanbulSelimiye 154 kV GIS trafo merkezi incelenmiş ve değerlendirmeler yapılmıştır.Bu çalışmada, elektrik enerjisi iletiminde kullanılan gaz izoleli sistemleraraştırılmış, geleneksel tesisler ile karşılaştırılmıştır. GIS'lerin teknik ve güvenlikbakımından üstün, ekonomik olarak pahalı; arazinin maliyeti ve arıza esnasındakikayıplarda dikkate alındığında, ekonomik olduğu gözlenmiştir. GIS ebat olarakküçük olduğundan büyük şehirlerde çözüm olarak bina altlarına kurulabileceği dahayüksek gerilimlerde iletim yapabilme olanağı sağladığı görülmüştür. Türkiye'nin buteknolojisi uygulamadaki konumu değerlendirilerek 154 kV trafo merkeziuygulamaları sayısal olarak çeşitli kriterlere göre incelenmiştir.Eylül/2005 Mehmet Selim TURANVI

Abstract:
ABSTRACTTECHNICAL AND ECONOMICAL EXAMINATION OF THEGAS INSULATED SYSTEMSIn parallel to the population increase in city centers, the residential areas andindustrial areas have also expanded, and along with reflections of the technologicaldevelopments, the share of electrical energy on the total energy consumption hasaugmented as well. Increase in the consumption of electrical energy in metropolitanareas has lead to inclusion of the high powered transmission lines and the substationswithin the city and the industrial areas. And consequently, the quantity of space to beused for establishment of new facilities which will cover the increased electricalenergy consumption, decreased.Factors such as high cost of land and lack of sufficient quantity of vacant landswithin cities, the pollution and atmospheric conditions have forced scientists to delveinto new studies. As a result of such studies, they have invented SF6 gas insulatedsystems which can be established on smaller space and have advanced preservationtechniques compared to the other similar systems. In this thesis the technical andeconomical aspects of the gas insulated systems are examined.We have also emphasized the insulation materials used in high voltagesystems. The SF6 gas and the other insulation materials were compared. It wasobserved that the SF6 gas was an ideal gas with respect to electrical performancewhen its thermal characteristics and arc extinguishing quality are combined. It isknown to be chemically non-toxic and inflammable.Structures of the oil, which is used as reducer and elevator in electrical energytransmission and distribution lines, and the SF6 gas insulated power transformers,were examined. The SF6 gas insulated power transformers do not have flammable orexplosive characteristics. In the future, therefore, the SF6 gas insulated powertransformers may be preferred instead of oil transformers.VThe structure of the gas insulated substations that perform reduction, elevation,gauging, preserving etc. functions was also studied. Insulation between theconductors which carries the electric current and the metal housing is provided by thepressurized SF6 gas. Compared to air insulated substations, SF6 GIS (Gas InsulatedStation) needs 70% less space.Structure of mobile gas insulated substation and the Mobile GIS facility whichis in Viranşehir district in the province of Şanlıurfa were examined. Its usability incovering the need during the installation of the fixed facility was studied when thereare delays in land allocations.The 154 kV GIS substation, which is one of the applications of gas insulatedsubstations in Turkey, was studied and evaluations were performedIn this study, the gas insulated systems used in transmission of electric energywere studied, and compared with the traditional facilities. It was observed that GIS?sare superior with respect to technical safety aspects and economically moreexpensive; but are actually cost effective when considering the cost of land and thelosses during malfunctions. Since GIS has a small size, it was observed that it can beinstalled as a solution in ground floors of the buildings in urban dwellings, and that itallows transmission with higher voltage. Position of Turkey in implementation ofthis technology was evaluated and the 154 kV substation applications were examinednumerically based on various criteria.September /2005 Mehmet Selim TURANVI