Seri kompanzasyonun kritik temizleme açısına etkileri

Abstract

ÖZET Anahtar Kelimeler: Seri kompanzasyon, Seri kapasitör, Kritik temizleme açısı. Elektrik güç sistemleri ilk kurulmaya başladığı yıllarda birbirinden ayrık ve bağımsız idi. Teknolojinin gelişimiyle bu güç iletim sistemleri birbirine yüksek gerilim hatları ile bağlandı. Sonuçta bugünkü büyük enerji iletim sistemleri meydana geldi Enerji iletim sistemlerinde iki parametre büyük öneme sahiptir. Bu parametreler gerilim ve frekans sabitliğidir. Birçok enerji kaynağı yük merkezlerinden oldukça uzakta olup bu mesafeler sayesinde gerek hat direncinin etkileri gerekse hatlarda bulunan iletkenlerin toprakla yapmış oldukları kapasitanslann etkisiyle elektrik enerjisinin kalitesi azalmaktadır. Kompanzasyon bu kalitenin tekrar kazanılabilmesi için önemli bir faktördür. Reaktif güç kompanzasyonu reaktif ve aktif güç açısından önemlidir. Seri kompanzasyon hatta seri bağlı kapasiteler sayesinde bağlı bulunduğu hattın güç akış kontrolünü sağlar. Bununla beraber hattın reaktif güç ihtiyacını da karşılar. Seri kompanzasyon kararlılığı arttırır. Seri kompanzasyon güç elektroniğinin gelişmesiyle tristörlerle kontrol edilmeye başlamıştır. Seri kompanzasyonun teknolojinin gelişimine bağlı olarak uygulama alanları artmıştır. Seri kompanzasyon sistemleri önceleri seri kapasiteler mekanik anahtarlamayla bypass edilerek kontrol edilmekteydi. Son yıllarda güç elektroniğindeki gelişmeler sayesinde tristör kontrollü seri kompanzasyon sistemleri gelişmiştir. Klasik seri kompanzasyonda karşılaşılan birçok sorunların bu yöntemle ortadan kalktığı görülmüştür. Elektrik güç sistemlerinde kararlılık, bir bozucu etkiye maruz kalan sistemin bozucu etki sonrası tekrar bozucu etki öncesi çalışma koşullarına dönme yeteneği anlamındadır. Güç sistemi kararlılığı, sistemdeki çeşitli senkron makinalann sekronizmada kaldığı durumu gösterir. Kararsızlık ise senkronizmanın kaybolduğu durumu gösterir. Bir güç sisteminde bozucu etki, sistem parametrelerinin veya fiziksel büyüklüklerin bir veya daha fazlasındaki bir ani değişim veya değişimler dizisidir. Elektrik güç sistemlerinde genel olarak elektrik üretimi için senkron generator kullanıldığından, sistemdeki tüm senkron makinalann senkronizmada kalması istenir. Bu sebeple güç sistemi kararlılığı, generatörler rotor açılarının dinamiği ve güç-açı ilişkisinden etkilenebilir. Enerji iletim hattının seri reaktansının değeri seri kapasitörlerin hatta bağlanması ile birlikte hattın seri reaktansının değeri azalır. Seri kompanzasyon sonrası hattın çektiği maksimum gücün değeri artacaktır. Buna bağlı olarak güç açısının değeri (80) azalacaktır. Yani enerji daha küçük bir 5 açısı ile taşınabilecek bunun neticesinde hatun taşıyabileceği güç artacak ve senkronlayıcı güç büyüyeceğinden geçici işletme kararlılığı da iyileşmiş olacaktır. Seri reaktansın değerinin azalması sonucu geçici hal kararlılığına etki eden faktörlerden biri olan kritik temizleme açısının değeri artmış olacaktır. Kritik temizleme açısının değerinin artması sistemin bir bozucu etkiye manız kalması durumunda sistemin toparlan ahilmesi açısmdan önemli bir noktadır. Tezde seri kompanzasyonun kritik temizleme açısına etkileri örnek bir hatla birlikte incelenmiştir. xviii

THE EFFECTS OF SERIES COMPENSATION ON THE CRITICAL CLEANING ANGLE SUMMARY Key words : Series compensation, series capacitor, critical cleaning angle. Electric power systems were disjunctive and independent in die earlier years. With the improving of technology these electrical conduction systems were connected each other with the high-tension lines. In the end, today's great energy conduction systems came into existence. Two parameters have great importance in energy conduction system. These parameters are tension and frequency stability. Energy sources are distant from the loading centers. The distances causes to the differences of the electrical energy. Electrical energy quality increases by means of the effects of line resistance, and the effects of the capacitance, which was made with the soil in the line conductors. The Compensation is an important factor to get the quality again. The Reactive power compensation is important in terms of the reactive and active power. The series compensation gets power current control of the connected line by means of series connected capacities. Nevertheless it gets reactive power necessity of the line. It decreases the series compensation stability. Series compensation was started to control by thyristor with the developing of power electronics. Depending on the developing of technology series compensation's application areas increased. In the earlier period series compensation systems were controlled by pass of the series capacities using mechanical switching. Then thyristor controlled series compensation systems developed by means of developments in power electronics. The problems that were in classic series compensation were disappeared with this method. We can explain the stability in electrical power systems as turning back to original ability. If the system has a demolishing effect, it can turn back to the ability for the working conditions before the demolishing effect. The power system stability shows the synchronous position of the various synchronous machines in the system. The unsteadiness shows the position of synchronous disappearing. The demolishing effect in a power system is a sudden change or changes series of physical size or system parameters. The synchronous generator is usually used for electric production in electric power systems, so all the synchronous machines, which are in the system, are wanted to be in synchronous position. For this reason the power system stability may be affected from power angle relation and generator's rotor angles dynamic. The series reactance value of energy conducting line decreases when the series capacitors are connected to the line. The maximum power value of the line increases after the series compensation. On the outer hand the value of power angle (So) decreases. That is to say, energy can be carried with less 8 angle, as a result of it, the power of line increase and synchronized power grows. All of mem cause improving of temporary enterprise stability. As a result of decreasing of series reactance value, the critical cleaning angle value mat is one of the effects of temporary condition stability; increases. When the system is subjected to a demolishing effect, the value increasing of critical cleaning angle has an importance to collect of the system. In this thesis the effects of series compensation to the critical cleaning angle were examined with a simple line. XIX