Enerji İletimVe Dağıtım Sistemleri

Enerji İletimVe Dağıtım Sistemlerinde Arıza Yerinin Yansıma YöntemiyleBelirlenmesinde Kullanılmak Üzere Bir Darbe Gerilimi ÜretecininTasarlanması.
Elektrik enerjisinin iletim ve dağıtımsistemlerinde arıza yerinin belirlenmesi güvenilir ve sürekli elektrikenerjisinin sağlanması için gereklidir. Bir elektrik sisteminde birarızanın meydana gelmesi durumunda arıza yerinin kısa süredesaptanması, arızalı hattın mümkün olduğunca çabuk işletmeye alınmasıaçısından çok önemlidir. Elektrik sistemlerinde arıza yerininbelirlenmesi problemi, elektrik endüstrisinin kendisi kadar eskidir.İletim mesafeleri ve ulaşılması güç arazilerdeki hatlar arttıkçaproblemin önemi artmıştır.
Bir elektrik sistemine ait hava hatlarıçok çeşitli sebeplerden sayısız arızaya maruz kalırlar. Arızalarınsadece %5-10'u kalıcı arızalardır. Kalan %90-95'i geçicidir ve bu türarızalardan kısa süre sonra hat tekrar işletmeye alınabilir.
Kablo arızalarıyeraltı kablolarının kullanımındaki artışa paralel olarak artmıştır. Buarızalar kişiye bağlı olarak, doğal sebeplerden ya da kablo eskimesinedeniyle artış gösterebilir.
Kablolarda arızayerinin saptanması, basit gözlemlerle mümkün olduğu gibi karmaşıkaygıtların da kullanımını ile de mümkündür. Bu kablo arızalarınınyaklaşık %40'ı özel aygıtlara ihtiyaç duyulmadan kolaylıkla belirlenir.Arızaların geri kalan %50'si mevcut, amaca uygun aygıtlarlasaptanabilmektedir. Son olarak arızaların %10'u ise ancak özel ölçümyöntemleri ve aygıtları kullanılarak belirlenebilir.
Kablo arızalarınınyerlerinin ve cinslerinin belirlenebilmesi için pek çok ölçmeyöntemleri ve aygıtları mevcuttur. Bu amaçla seçilen bir ölçüm yöntemikullanılacak ölçü aletlerinin tasarımında amaç duyarlı, hızlı,güvenilir, kolay taşınabilir, çalıştırılması ve bakımı kolay, ekonomikbir aygıt oluşturulmasıdır.
DARBE GERİLİMİ ÜRETECİNİN GERÇEKLEŞTİRİLMESİ

Öncelikle, devrenin bilgisayar ortamındabenzetimi yapılmıştır. Daha sonra gerçekleştirilen devreden alınanölçüm sonuçları ile benzetim sonuçlarının uyum içinde olduklarıgözlenmiştir. Aşağıda önce Pspice Programı kullanılarak yapılanbenzetim çalışması sunulmuş, daha sonra da pratik devre hakkında bilgiverilmiştir.
Darbe Gerilimi Üreteci Devresinin Bilgisayar Benzetimi
Gerçekleştirilen devrenin Pspice devre analiz progr----- yönelik olarak hazırlanmış eşdeğer devre modeli Şekil 1 de gosterilmiştir.









Şekil 1. Devrenin Pspice modeli


Devrede kullanılan elemanların listesi aşağıda verilmiştir;
D1: Silisyum diyot
C1: 47m F, Kondansatör
R1: 1.2 MW Direnç
D2: 100V Zener diyot
C2: 22 nF, Kondansatör
SCR: Tristör
R2: 375 W Direnç
R3: 3.3 kW Direnç
C3: 1.5 nF, Kondansatör
Vs: 110V A.C. Kaynak
IPULSE: Ayarlanabilir akım darbesi üreteci

Yukarıdaki devrenin Pspice progr----- uygun biçimde ifade edilmiş hali ise aşağıda verilmiştir.
*KABLO ARIZASININ YERINI BELIRLEMEK
*AMACIYLA KULLANILACAK DARBE GERILIMI
*URETECİ SPICE MODELI
VS 1 0 SIN (0 150V 50HZ)
D1 1 2 DMOD
C1 2 0 10UF
R1 2 3 1.2MEG
D2 0 3 DMODZEN
C2 3 0 20NF
XT1 3 4 6 4 SCR
R2 4 5 375OHM
R3 5 0 3300OHM
C3 5 0 1.2NF
IPULSE 4 6 PULSE (0 1A 1S 2NS 2NS 10MS 5S)
.SUBCKT SCR 1 2 3 2
S1 1 5 6 2 SMOD
RG 3 4 50
VX 4 2 DC 0V
VY 5 7 DC 0V
DT 7 2 DMOD
RT 6 2 1
CT 6 2 10UF
F1 2 6 POLY(2) VX VY 0 50 11
.MODEL SMOD VSWITCH(RON=0.0105 ROFF=10E+7 VON=0.5V VOFF=0V)
.MODEL DMOD D(IS=2.2E-15 BV=1200V TT=0 CJO=0)
.ENDS SCR
.MODEL DMOD D(IS=2.2E-15 BV=1200V TT=0 CJO=0)
.MODEL DMODZEN D(IS=2.2E-15 BV=100V TT=0 CJO=0)
.TRAN 2US 1.5S
.PROBE
.END
Benzetim sonucu elde edilen çıkış gerilimi dalga şekilleri aşağıda verilmiştir. (Şekil 2, 3 ve 4)









Şekil 2. Çıkış darbe geriliminin dalga şekli

Resmi Büyütmek İçin Buraya Tıklayınız. Orjinal Resim 647x451
Resmi Büyütmek İçin Buraya Tıklayınız. Orjinal Resim 647x451








Şekil 3. Çıkış darbe geriliminin dalga şekline ait ayrıntılı görünüş

Resmi Büyütmek İçin Buraya Tıklayınız. Orjinal Resim 642x453
Resmi Büyütmek İçin Buraya Tıklayınız. Orjinal Resim 642x453








Şekil 4. Darbenin cephesi

2. Darbe Gerilimi Üreteci Devresinin Gerçekleştirilmesi
Gerçekleştirilendevrede Bölüm 3, Şekil 3.2 de gösterilen a tipi darbe gerilimiüretecine ait eşdeğer devre kullanılmıştır. Devrenin şeması Şekil 5 deverilmiştir.

Resmi Büyütmek İçin Buraya Tıklayınız. Orjinal Resim 708x367
Resmi Büyütmek İçin Buraya Tıklayınız. Orjinal Resim 708x367








Şekil 5. Devre şeması

2.1. Devrenin Çalışması
Transformatör yardımıyla110 V a düşürülen 220 V’luk şebeke gerilimi bir diyot (D1) iledoğrultulur ve C1 kondandatörü ile süzülerek düzgün bir doğru gerilimelde edilir. 22 nF’ lık C2 kondansatörü R1 direnci üzerinden dolar veuçlarındaki gerilim D2 zener diyodu yardımıyla 100V değerinde tutulur.K1 anahtarı kapatıldığında SCR1 tristörünün kapısından devrede seri C4kondansatörünün bulunması nedeniyle darbe şeklinde bir akım akar vetristör tetiklenir ve C2, R2, R3 ve C3 elemanlarının değerlerine bağlıolarak parametreleri ayarlanan bir darbe gerilimi oluşur. Büyük değerliolarak seçilen R1 direnci nedeniyle devre yalnızca C2 kondansatörütarafından beslenir. Bu nedenle de C2 boşaldığında devreden akan akımtristörün tutma akımının altına ineceğinden tristör kesime gider ve C2 yeniden R1 üzerinden dolmaya başlar. Şekil 6 da gerçekleştirilen darbe gerilimi üretecinin fotoğrafı gösterilmiştir.