R410A gazının transformatör yalıtım malzemesi olarak kullanılması

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, ElektriK-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: EZGİ GÜNEY

Danışman: Okan Özgönenel

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez çalışmasında, günümüz koşullarında, büyük şehirlerdeki elektrik gücü talebindeki keskin artışın üstesinden gelmek için enerji sistemlerinin en önemli ekipmanlarından biri olan dağıtım transformatörlerinin, yalıtım maddesi olan transformatör yağı ve SF6 gazına karşı güçlü bir alternatif olduğu öngörülen R410A gazı ile en ekonomik ve çevre dostu yolla yolla karşılanabilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, R410A gaz yalıtımlı transformatörlerin tasarım ve imalatının gerçekleştirilebilmesi için gerekli olan ön-bilgi deneysel ve bilgisayar benzetim çalışmaları ile sağlanmıştır. Tasarım için, işletmelerde kullanılmakta olan 34.5 / 0.4 kV 50 kVA gücünde dağıtım transformatörünün gerçek boyutları dikkate alınarak AutoCAD ortamında çizilmiş bire bir modeli kullanılmıştır. Modele sargılar dışında, transformatörün tankı, demir çekirdeği, boyundurukları, geçit izolatörleri, ark boynuzu ve yalıtkan destek gibi ayrıntılar eklenmiştir. Ana tankı, tasarım yüksek basınca dayanabilmesi ve gazın homojen bir biçimde dağılmasına olanak verebilmesi için silindirsel yapıda yapılmıştır. Tezin benzetim çalışmaları, tasarlanan R410A yalıtımlı dağıtım transformatörünün elektrostatik, darbe gerilimleri ve ısıl analizlerini kapsamaktadır. Elektrostatik ve darbe gerilim analizleri için 3 boyutlu modelleme, ısıl analiz için ise 2 boyutlu eksenel model kullanılmıştır. Elektrostatik analiz için sabit bir çözüm, darbe gerilimleri ve ısıl analiz için ise zamana bağlı çözümler kullanılmıştır. Analizlerin tamamı COMSOL®Multiphysics 5.2a benzetim programında gerçekleştirilmiştir. Tezin deneysel çalışmaları için, daha önceden SF6 için tasarlanmış olan gaz yalıtımlı gerilim ölçü transformatörü kullanılmıştır. R410A'nın performansını karşılaştırmak için transformatör hava, SF6 ve R410A ile doldurulmuş ve her bir gaz için kısmi deşarj testi yapılmıştır. Gerek benzetim gerek deneysel çalışmaların sonucunda, R410A gazının yalıtım ve soğutmada performansı yağ ve SF6 gazına paralellik göstermiştir. Bu sonuçlar doğrultusunda R410A yalıtımlı transformatörünün risksiz, düşük maliyetli, kompakt ve çevre dostu bir transformatör olduğu tespit edilmiştir.