XLPE tipi orta gerilim kablolarında kapasitif etkinin incelenmesi
Investigation of capacitive effect on XLPE type medium voltage cables
Yazar: SALİH BİLGİÇ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ CEMİLE BARDAK
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Güç kablosu = Power cable ; Reaktif güç kompanzasyonu = Reactive power compensation

Özet:
Elektrik enerjisi oldukça maliyetli bir enerji kaynağı olmasına rağmen diğer enerji şekilleri ile mukayese edildiği zaman; üretim, iletim, dağıtım ve kullanım alanlarındaki teknik üstünlüklerinden dolayı en çok tercih edilen enerji şeklidir. Bu nedenle minimum maliyetle üretimi ve maksimum tasarruf yapılarak, kayıpların en aza indirilmesi gerekmektedir. Dünya nüfusunun sürekli olarak artması ve teknolojideki gelişmeler, talep edilen güç miktarını her geçen gün daha da arttırmaktadır. Artan bu enerji ihtiyacını karşılamak için üretimin arttırılmasının yanında, üretilmiş olan mevcut enerjinin de en yüksek verimle kullanılması gerekmektedir. Verimin yüksek tutuluması için, elektrik enerjisinin üretiminden son kullanıcısına kadar kayıpsız bir şekilde iletilmesi gerekmektedir. Bunun içinde üretilen elektrik enerjisinin, kaynağından çıkarak iletilmesi ve dağıtılmasında, akım ve gerilimin, tam sinüs eğrisi şeklinde son alıcıya ulaştırılması gerekmektedir. Bu durum elektrik enerjisinin kalitesini gösteren faktörlerin başında gelmektedir.
Bu tez çalışmasında, orta gerilim dağıtım sistemlerinde kullanılan XLPE tipi yer altı güç kablolarının meydana getirdiği reaktif (kapasitif) etkisi incelenmiştir. Elektrik iletim ve dağıtım sistemlerinde kullanılan XLPE tipi kablolar yapısından dolayı, kondansatöre benzemektedir. Kondansatörler iki iletken levha arasına yerleştirilen yalıtkan bir malzemeden oluşur. Bu nedenle reaktif bir etki (kapasitif etki) oluşturmaktadır. Oluşan bu reaktif etki, hem kayıpların artmasına, kapasitenin azalmasına, hem de maliyetlerin oldukça yükselmesine neden olur. Bu olumsuz etkiyi gidermenin en kullanışlı yolu kompanze etmektir. Bu amaçla teknolojik gelişmelere bağlı olarak geliştirelen yöntemlerin yapısı inceleniştir. Orta gerilim dağıtım sistemlerinde ve alçak gerilim sistemlerinde kullanılan kompanzasyon uygulamaları incelenmiştir.
Tez çalışmasın son bölümünde XLPE tipi yeraltı kablosu kullanılarak tesis edilmiş yaklaşık 5500 m uzunluğundaki OG dağıtım şebekesinin alınan ölçümler ile analizi yapılmıştır. Analizi yapılan dağıtım şebekesinin verileri ve PSCAD / EMTDC programı kullanılarak XLPE kablonun modellemesi yapılarak, simülasyon çalışması yapılmıştır. Simülasyon çalışmasında alınan sonuçlar ile analizi yapılan dağıtım şebekesinin sonuçları karşılaştırılmış ve analiz sonuçları doğrulanmıştır.

Abstract:
Electrical energy is the most widely used form of energy due to its technical superiority in the areas of production, transmission, distribution, and using, although its a very costly energy source. Therefore, it should be produced with minimum cost and maximum savings, and losses should be minimized. Further, rapid population growth and technological advances increase the amount of power demanded. To meet this increasing energy demand, besides increasing production, it should be used with the highest efficiency in the existing energy produced. For this reason, this valuable energy source is conveyed in a lossless manner from its production to its end-user. In the transmission and distribution of the electrical energy generated, its current and voltage must be delivered to the final receiver in the form of a full sine curve, which is one of the main factors that indicate the quality of electrical energy.
-
In this thesis, the capacitive (reactive) effect of XLPE type power cables used in medium voltage distribution systems has been investigated. XLPE type cables used in electrical transmission and distribution systems cause a reactive effect because the structure of these cables is similar to capacitors that consist of an insulating material placed between two conductive plates. If this reactive effect is not eliminated, it considerably causes increment on losses and costs, and decrement on the capacity. The most useful way to eliminate this negative effect is to utilize the compensation technique. For this reason, the structure of shunt reactors, which is one of the methods developed depending on technological improvements, is examined. Moreover, compensation applications used in medium voltage distribution and low voltage systems are examined.
In the last part of the thesis, the medium voltage distribution network, which is approximately 5500 m long, was analyzed with the measurements. The simulation was performed by modeling XLPE cable by using data from the distribution network and the PSCAD / EMTDC program. The results of the simulation and the distribution network were compared to verify the validity of the analysis.