Transformatör arızalarının geçici rejim ve sinyal izleme teknikleri ile tahmini
Prediction of transformer faults using transients signal analysis
Yazar: TURGUT KÖMÜRKARA
Danışman: PROF. DR. MEHMET SALİH MAMİŞ
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Temelde gerilim ve akım dönüştürme elemanı olan transformatörün, elektrik enerjisi iletim ve dağıtım ağında önemli bir işlevi bulunmaktadır. Statik ekipman ve sağlam yapıya sahip olan transformatör, normalde uzun süre şebekede kararlı ve güvenilir bir şekilde çalışabilmektedir. Transformatör arızaları birçok suiistimal ve bakım eksikliğinden kaynaklanabilmektedir. Transformatörde gerçekleşen arıza transformatör sargılarının işlevlerini yerine getirmesini engelleyecek düzeyde olursa sonuç normal yaşamın ve endüstriyel faaliyetlerin durmasına yol açabilir. Bu nedenle transformatörlerin korunması önem kazanmaktadır.
Bu çalışmada transformatörün hesabi değerlerinden aksesuarlarına kadar genel değerleri hakkında bilgi verilmiştir. Transformatörlerin kalitesini belirleyen ve işletmede transformatör genel durumu hakkında bilgi veren transformatör testlerinin uygulama yöntemleri ve test sonuçları incelenmiştir. Transformatörler arızaya geçmeden önce geçici rejim ve sinyal izleme teknikleri ile transformatörlerde oluşacak arızaların önceden tespitinin nasıl yapılacağı hakkında bilgi verilmiştir. Aşırı sıcaklığa maruz kalan transformatörün arızaya geçmeden sinyal izleme teknikleri ile arıza almadan devreden çıkarılmasını sağlayan algoritmalar belirtilmiştir. Herhangi bir sebepten aşırı titreşim oluşturan transformatörün titreşim sinyalleri izlenerek daha büyük arıza almadan devreden çıkarılmasını ve kontrol edilmesini yol gösteren bir algoritma hazırlanmıştır. Doğa olaylarından veya anahtarlama esnasında oluşan yıldırım darbe gerilimlerinin darbe tipleri hakkında bilgi verilmiş ve darbe gerilimleri incelenmiştir. Arızalı transformatörün elektriksel kısmına bakılarak transformatör arıza sebeplerinin nasıl anlaşılacağı hakkında bilgi verilmiştir. ATP programında 1000 kVA dağıtım tip bir transformatörün simülasyonu yapılarak yıldırım darbe deneyi uygulanmış ve delinme olayı gözlemlenmiştir. Çalışmanın sonunda Malatya ilinde bulunan bir Transformatör Faraday Kafesi ve Yıldırım Darbe Test Laboratuvarında Yıldırım Darbe Gerilim Jeneratörü kullanılarak 1000 kVA 33-0,4 kV Dyn11 Bakır sargılı bir transformatöre IEC 60076 standardına göre Tam Dalga Yıldırım Darbe Deneyi uygulanmıştır. Test sonucunda oluşan yıldırım darbe sinyalleri ve grafikleri verilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Transformatör, Geçici rejim, EMTP-ATP, Arıza Tahmini.

Abstract:
The transformer has an important role in the transmission and distribution network of electrical energy. Having static equipment and robust construction, the transformer normally works stably and reliably in the network for a long time. Transformer faults can withstand many abuses and lack of maintenance, if the fault in the transformer causes the transformer windings to not perform their functions, the result can lead to the cessation of normal life and industrial activities. Therefore, the protection of transformers becomes important.
In this study, information is given about the general values of the transformer from its calculation values to its accessories. The application methods and test results of transformer tests, which determine the quality of transformers and give information about the general health of the transformer in operation are examined. Before transformers fail, information is given about transient signal processing techniques and how to detect faults in transformers beforehand. The algorithm that enables the transformer, which is exposed to extreme temperatures and to be taken out of the circuit without failing, with signal monitoring techniques are specified. An algorithm has been written that guides the deactivation and control of the transformer, which causes excessive vibration for any reason, by monitoring the vibration signals, to avoid a failure. Information was given about the waveshapes of the impulse voltages that occur during natural events or switching, and the impulse voltages were examined, the breakdown events of the resulting impulse voltages were also examined. The simulation of a 1000 kVA distribution type transformer was prepared in the EMTP-ATP program and lightning response is obtained. Then the two windings of this transformer were short-circuited and a lightning pulse was applied again and the rupture event was observed. By looking at the electrical part of the faulty transformer, information is given about how to understand the causes of transformer failure. At the end of the study, Full Wave Lightning Impact Test was applied to a 1000 kVA 33-0.4 kV Dyn11 Copper-wound transformer in accordance with IEC 60076 standard by using a Lightning Pulse Voltage Generator in a Transformer Faraday Cage and Lightning Impact Test Laboratory located in Malatya city. The lightning impulse signals and graphics formed as a result of the test were examined.
Keywords: Transformer, Transient Regime, EMTP-ATP, Fault Predictio