ÜBİ EMO KTU TÜBİTAK

13 • 19 EYLÜL 1993
KTO • TRABZON
EMO
KTU
TÜBİTAK
ÜBİ
ONSOZ
Giderek gelenekselleşen Elektrik Mühendisliği Ulusal Kongrelerinin beşincisinde
Trabzon'da buluşuyoruz. EMO ile KTÜ Elektrik-Elektronik Mühendislği Bölümü'nün işbirliği
ve TÜBiTAK'ın katkısıyla gerçekleşmekte olan Kongremizin başarılı ve verimli geçmesi
umudundayız. Kongre sonuçlarından kıvanç duymak istiyoruz.
Kongre'de, bugüne kadar yapılmış çalışmalar ve yayınlanmış duyurulardan da anlaşılacağı gibi, bilinen yöntemlerin yanı sıra gelecek yıllara deneyim aktarabilecek yeni
yaklaşımlar uygulanmaya çalışılmıştır. Bildiri özetlerinin değerlendirilmesine katılan uzman
sayısının sistematik olarak artırılması,değerlendirme biçiminindahna da nesnelleştirilmesi,
bildiri kitabında yeni yazım ve sunuş biçimlerinin oluşturulması gibi teknik gelişmelerin
dışında ilginç olacağı sanılan panellerle güncel sorunların irdelenmesi ve yöresel öğelerle
sosyal etkinliklere renk katılması amaçlanmıştır.
Kongrenin hazırlık ve düzenleme çalışmalarında bazı aksaklıklar olmuştur. Öncelikle
kongre kararının olması gerekenden daha geç alınabilmiş olması, özet değerlendirme
sürecinin posta trafiğinin çok yoğun olduğu bayram dönemlerine rastlaması hem Yürütme
Kurulu'nu hem de Kongre'ye katılmak isteyenleri zor durumda bırakmıştır.
Kongrenin düzenlenmesi sırasında edinilen deneyimler ışığında sorunları çözücü ilkesel önerilerin ortaya konması yararlı olacaktır. Bunları kısaca sıralayabiliriz. Örneğin 6.
Kongre'nin ya da kısaca EMUK'95'in nerede ve ne zaman yapılacağını şimdiden kararlaştırmak gerekmektedir. Bundan sonra Konferans olarak adlandırılması daha uygun olacak Kongre için sürekli ya da uzun süre görevli bir 'Ulusal Düzenleme Kurulu'nun oluşturulması ve bu Kurul'un temel ilkesel karar ve yöntemleri üretmesi daha elverişli olacaktır.
Kongre'nin yapılacağı konumdaki işleri ise 'Yerel Düzenleme Kurulu' üstlenmelidir. 'Bilimsel
Değerlendirme Kurulu'nun da ayrıntılı bir sınıflandırma ve nitelik belirlenmesi ile bir kere
oluşturulması, yalnızca gelişen koşullara göre güncelleştirilmesi düşünülebilir.
EMUK, böylesi bir yapılaşma ile daha sağlıklı, zaman planlaması daha verimli bir
konferansa dönüşecektir kanısındayız. Örneğin bu durumda bildiri tam metinlerinin de
değerlendirme ve denetim sürecine girmeleri olanaklı kılınacak, şu ana kadar ancak
Yürütme Kurulları'nın ayrıntılı olarak bilincine varabildiği teknik sorunlar ortadan kalkacaktır. Konferansda da içerik ve düzey açısından belirli bir iyileştirme sağlanabilecektir.
Bunu en yakında, EMUK'95'de gerçekleşmiş olarak görmek dileğindeyiz.
Bilindiği gibi Kongremiz Elektrik, Elektronik-Haberleşme, Kontrol ve Bilgisayar Sistemleri alanlarında bilimsel-teknolojik özgün katkıların tartışılıp değerlendirilmesi ile araştırma, geliştirme, uygulama ve eğitim süreçlerindeki kişi ve kuruluşların birbirleriyle doğrudan
iletişimini sağlamayı amaçlamaktadır. Ayrıca sosyal yakınlaşma ve dayanışmaya da
İ!İ<
katkıda bulunmaktadır. Ancak Kongre ve onunla birlikte oluşturulan sergi/fuarın çok
değerli bir 'Meslekiçi Eğitim ve Geliştirme' aracı olduğu bilincinin kişi ve kurumlarda daha
çok yerleşmesi için çaba gösterme gereği de ortaya çıkmaktadır.
Kongrenin gerçekleşmesini sağlayan, hazırlık ve düzenlemeleri üstlenen KTU, EMO
ve TÜBiTAK'a, oluşturulmuş olan kurulların üyelerine, ayrıca burada adlarını saymakla bitmeyecek kişi ve kamu - özel - akademik nitelikli kuruluşlara, yardım ve katkıları nedeniyle, Kongre'nin yararlı sonuçlarını paylaşacak olan topluluğumuz adına teşekkürlerimizi sunmak isteriz.
Kongremizin başarılı ve verimli bir biçimde gerçekleşmesi, ülkemiz için bilimselm teknolojik kazanımlar üretmesi dileğiyle Yürütme Kurulu olarak saygılarımızı iletiriz.
Doç. Dr. Güven ÖNBİLGİN
Yürütme Kurulu Başkanı
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
YÜRÜTME KURULU
Güven ÖNBİLGİN
Yakup AYDIN (EMO)
Canan TOKER (ODTÜ)
Hasan üINCER (KTU)
Abdullah SEZGİN (KTU)
Kenan SOYKAN (EMO)
(K1U)
Sefa AKPINAR
Kaya BOZOKLAR
A.Oğuz SOYSAL
İrfan SENLİK
Y.Nuri SEVGEN
(KTU)
(EMO)
(IU)
(EMO)
(EMO)
DANIŞMA KURULU
Rasim ALDEMİR (BARMEK)
Teoman ALPTURK (TMMOB)
Ahmet ALTINEL (TEK)
İbrahim ATALI (EMO)
Malik AVİRAL (ELIMKO)
Emir BİRGUN (EMO)
Sıtkı ÇİĞDEM (EMO)
R. Can ERKÖK (ABB)
Bülent ERTAN (ODTÜ)
Uğur ERTAN (BARMEK)
Isa GÜNGÖR (EMO)
Ersin KAYA (Kaynak)
Okyay KAYNAK (Boğaziçi
Mehmet KESİM (Anadolu U)
Mac i t MUTAF (EMO)
Erdinç ÖZKAN (PTT)
Kamil SOĞUKPINAR (TETSAN)
Sedat SİSBOT (METRON IK)
Atıf URAL (Kocaeli U.)
I. Ata YİĞİT (EMO)
Fikret YÜCEL (TELETAS)
Hami t SERBEST (CU) _
Canan TOKER (ODTÜ)
Nusret YUKSELER (ITU)
Kemal ÖZMEHMET (DEU)
U)
SOSYAL ETKİNLİKLER KURULU
Y. Nuri SEVGEN (EMO)
Necla ÇORUH (PTT)
Hatice SEZGİN (KTU)
Esen ÖNKİBAR (TEK)
Yusuf TANDOĞAN (PTT)
Abdullah SEZGİN (KTU)
Ömer K. YALCIN (TELSER)
SEKRETERLİK HİZMETLERİ
Necini
İKİNCİ
(EMO)
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
Elmas
SARI
(EMO)
BİLİMSEL DEGERLENDIRMF KURUL
Cevdet ACAR (İTU)
İnci AKKAYA (İTU)
A.Sefa AKPINAR (KTU)
Ayhan ALTINTAŞ (BiI.U)
Fuat ANDAY (İTU)
Fahrett in ARSLAN (IU)
Murat ASKAR (ODTÜ)
Abdullah ATALAR (BiI.U)
Sel im AY (YTU)
Um i t AYGÖLU (İTU)
Ata I ay BARKANA (Anadolu U)
Mehmet BAYRAK (Selçuk U)
AtillaBlR(lTU)
Galip CANSEVER (YTU)
Kenan DANIŞMAN (Erciyes U)
Ahmet DERVİSOĞLU (İTU)
Hasan DINCER (KTU)
M.Sezai DINÇER (Gazi U)
Günsel DURUSOY (İTU)
Nadia ERDOĞAN (İTU)
Aydan ERKMEN (ODTÜ)
İsmet ERKMEN (ODTÜ)
H.Bülent ERTAN (ODTÜ)
Selçuk GEÇİM (Hacettepe U)
Cem GÖKNAR (İTU)
Remzi GULGUN (YTU)
Filiz GUNES (YTU)
İrfan GÜNEY (Marmara U)
Fikret GÜRGEN (Boğaziçi U)
Fuat GURLEYEN (İTU)
Cemi I GURUNLU (KTU)
Nurdan GUZELBEYOGLU (İTU)
Emre HARMANCI (İTU)
Al tuğ İFTAR (Anadolu U)
Kemal İNAN (ODTÜ)
Asım KASAPOGLU (YTU)
Adnan KAYPMAZ (İTU)
Ahmet H. KAYRAN (İTU)
Mehmet KESİM (Anadolu U)
Erol KOCAOĞLAN (ODTÜ)
Muhammet KOKSAL (İnönü U)
Hayrett in KÖYMEN (Bil. U)
Hakan KUNTMAN (İTU)
Tamer KUTMAN (İTU)
Duran LEBLEBİCİ (İTU)
Kevork MARDİKYAN (İTU)
A.Faik MERGEN (İTU)
Avni MORGUL (Boğaziçi U)
Güven ÖNBİLGİN (KTU)
Bülent ÖRENCİK (İTU)
Bülent ÖZGUC (BiI.U)
A.Bülent ÖZGÜLER (BiI.U)
YiImaz ÖZKAN (İTU)
Muzaffer ÖZKAYA (İTU)
Kemal ÖZMEHMET (DEU)
Osman PALAMUTCUOĞLU (İTU)
Erdal PANAYIRCI (İTU)
Hal i t PASTACI (YTU)
Ahmet RUMELİ (ODTÜ)
Bülent SANKUR (Boğaziçi U)
M.Kemal SARIOĞLU (İTU)
Müzeyyen SAR I TAS (Gazi U)
A.Hami t SERBEST (CU)
Osman SEVAİOĞLU (ODTÜ)
A.Oğuz SOYSAL (IU)
Taner SENGÖR (YTU)
Emin TACER (İTU)
Nesrin TARKAN (İTU)
Mehmet TOLUN (ODTÜ)
Osman TONYALI (KTU)
Ersin TULUNAY (ODTÜ)
Nejat TUNCAY (İTU)
Atıf URAL (Kocaeli U)
Alper URAZ (Hacettepe U)
Gökhan UZGÖREN (IU)
Yi İdirim UCTUĞ (ODTÜ)
Asaf VAROL (Fırat U)
Sıddık B. YARMAN (IU)
Mümtaz YILMAZ (KTU)
Melek YÜCEL (ODTÜ)
Nusret YUKSELER (İTU)
Selma YUNCU (Gazi U)
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
, Ulusa I
ENERJİ UACITIM TRANSFORMATÖRÜNÜN MIKNATISLANMA
PARAMETRELERİNİN İLETİŞİM FREKANSLARINDA ANALİZİ
Yrd. Doç. Dr. E tein KÖKLÜKAYA
Sakarya Üniversitesi Müh.Fak
Elk-Elektronik Müh. Böl.
Adapazarı
M. Server FIRAT
Sakarya Üniversitesi Müh.Fak
Elk-Elektronik Müh.Böl.
Adapazarı
ÖZET
Son" yıllarda enerji dağıtım
sisteminde otomasyonun sağlanması ve otomasyon amaçlı iletişimin dağıtım sistemi üzerinden
gerçekleştirilmesine yönelik yoğun çalışmalar yapılmaktadır,
iletişimin dağıtım sistemi üzerinden gerçekleşmesini engelleyen birçok olumsuz faktör vardır
Bu olumsuz faktörlerin çoğu özellikle dağıtım transformatörlerinin yapısal parametrelerinin
frekansla değişimlerinden kaynaklanmaktadır.
Bu çalışmada transformatörlerin fiaiksel parametrelerinin
frekansla değişimleri matematiksel ve deneysel olarak analiz edilmiştir. Orta gerilim seviyesinde sargıları bulunan 0.4 KVA
gücündeki bir fazlı model transformatörün mağnetik geçiı-genliği
ile demir kayıpları gibi fiziksel parametreleri 5-20 kHs frekanslarda deneysel olarak incelenmiştir. Aynı parametreler 520 frekanslar için teorik olarak hesaplanmış ve deney sonuçları ile karşılaştırılarak yorumlanmıştır.
deki dağıtım transformatörünün
5-20 kHZ frekanslardaki empedans değişimleri Ken C.SHÜEY tarafından analiz edilmiştir [13.
Roger M.V1NES , H.Joel TBUSSEL,
Ken C.SHÜEY ve J.B.0'NEAL, 15 KVA
25 KVA ve 37,5 KVA güçlerindeki
dağıtım transformatörlerinin yük
lü ve yüksüz durumlarında sekonder empedanslarının ölçümleri
üzerinde çalışmışlardır [2].
Dağıtım transformatörüne
bağlı dağıtım hatları empedans
değişimlerinin analizi üzerine
ise F.K. AMOURA, J.Ü.O'NEAL tarafından deneysel çalışmalar yapılmış ve dağıtım transformatörünün sekonder empedans ma olan
etkisi incelenmiştir[3].
Bu çalışmada transformatörün mağnetik geçirgenliği ve demir kayıpları gibi fiziksel parametrelerin 5-20 kHs frekanslaıdaki değişimleri matematiksel ve
deneysel olarak analiz edilmiştir. Deneyde orta gerilim seviyesinde sargıları bulunan çekirdek tipi 0.4 KVA gücündeki bir
model transformatör kullanılmıştır.
GIR 13
Enerji dağıtım sistemi otomasyonunda iletişimin dağıtım
sistemi üzerinden gerçekleşmesini engelleyen faktörlerden biride transformatörün yapısal parametreleri ve bu parametrelerin
frekansla değişimleridir.
Trans
formatörlerin iletişim frekanslarındaki davranışını belirlemek
amacıyla değişik deneysel çalışmalar yapılmaktadır.25KVA gücün
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
TRANSFORMATÖRÜN MAGNETIK
GEÇİRGENLİĞİNİN FREKANSLA
DEÖIŞIMI
Alçak ve orta gerilim değerlerinde 50 HZ Güç frekansında
çalışmak üzere imal edilmiş bir
transformatörün mağnetik çekirdeğindeki histerizis eğrisi,sekonder yüksüs iken yaklaşık prime r anma gerilim değerinde doyu1311
ma ulaşır[4]. Primere uygulanan Magnetik akı yolu uz. : 0,42 m
iletişim frekanslarındaki geri-7
liıoin magnetik çekirdek üzerinde Boşluğun mag. geçr. : 4. 7T. 10 H/m
oluşturduğu akı yoğunluğu maksimum değerinden daha düşüktür.
Tablo-1 deki değerler yardımı iİletişim frekanslarında belirli
le I
parametre olmak üzere (6)
bir gerilim değeri için magnetik
10
endüksiyon (Bm),
formülü kullanılarak (jır) değer0m
leri hesaplanmış ve tablo-2 de
2
Bm =
(Wb/m )
(1)
verilmiştir.
(ur)'nin frekansla
A
değişimini veren eğriler ise şeifedeleri bulunabilir.
kil- 1 de gösterilmiştir.
Primer gerilimi (Uı) ve fre Tablo 2. U =5 Volt ve I 'm de
kans (f) sabit ise, (eü akı değe1
10
ri
ü
ğişik değerleri için \xr nin fre1
kansla değişimi.
0to =
(Weber)(2)
4,44 N .f
7
1
3
10
5
1
1
(rnA)
10 (mA)
(mA) (mA)
(mA)
lir
bağıntısı ile elde edilir ve sa)xr
\xv
).ır
tuf
bittir. 0'ninbu değeri (1) ifadesinde yerine konulursa.
5 104,5 149,3 209, 1 3 4 8 , 4 1045
U
1
52,2
10
7 4 , 6 104,5 17 4 , 2 5 2 2 , 7
Bm =
(Wb/m 2 )(3)
6 9 , 7 116, 1 3 4 8 , 4
15 3 4 , 8
49,5
4,44 N .f.A
1
20 2 6 , 1
.37 ,3 5 2 , 2
87, 1 2 6 1 , 3
bağıntısı elde edilir.
Bm =: ur.uO.H
(4
H. 1 = N . I
(5]
1
10
ifadeleı "inden y a r a r l a n ı l a r a k ur
ur = -
U .1
1
M DO
10UO
\
• OD
•00
.
-
^
^
I " „
(6 5
4,44
N*.t.1
.A.uu
1
10
o l a r a k elde e d i l i r .
Tablo-i de üzerinde ölçme
yapı.lan model transformatörün
bası etiket değerleri verilmiştir.
Tablo-1. model transformatörün
etiket değerleri.
Gücü : 0,4 KVA
Anma gerilimi : 110/1350 V
Primer sarım sayısı : 300
Sekonder sarım sayısı : 3600
-4
a
Magnetik nüve kesiti :8.10 ın
1312
aoo
0
• _7~r~-^. ..JL^_:_:
11
İÜ
T""^
it
rıakuııu (Kili)
Şekil-1. ur nin frekansla değişimleri .
Model transformatör üzerinde yapılan ölçme sonucu elde edilen
magnetik geçirgenlik değerleri
tablo-3 de ve p.r nin I akınıma
10
bağlı olarak frekans değişimini
veren eğriler şekil-2 de gösterilmiştir.
Tablo 3. Ölçme ile elde edilen
magnetik geçirgenlik değerleri.
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
I (iî.A)
10
7
f(kHZ)
5
149,3
lir
4.3
10
121,5
leyen,
3
15
H
20
116, 1 113,6
1
H
=
eff
t
(13)
-J(n.f.6.M)
ifadesi elde edilir[6].
TRANSFORMATÖRÜN DEMİR KAYIPLARIN
FREKANSLA DEĞİŞİMİ
1*0
14D
Uü
Transformatördeki demir kayıplarını magnetik devredeki aktif güç kayıpları oluşturur.
Histerizis ve girdap akımları
kayıplarının toplamı ile demir
kayıpları;
too
P = P + P
Fe
H
g
rıi>kaııa(Klli)
Şekil 2. Magnetik geçirgenliğin
frekansla değişimi.
Transformatöre uygulanan iletişim frekanslarındaki gerilim
frekansı yükseldikçe iletkenden
akan akım yüzeyden veya yüzeye
yakın akmaya başlar. Böylece iletkenin reel iletim kalınlığı
(6) frekans arttıkça azalır.
Reel iletim kalınlığı (6)
(10)
6=
-f (jr.f. >i-6)
olarak elde sdilir[5]. Burada
>JL : Magnetik geçirgenlik
6 : İletkenin özgül iletkenliği
f : Frekansı
göstermektedir.
Transformatör
üzerinde oluşan raagnetik alan
şiddeti ise ;
N. I
H =
(11)
1
• dır.
Transformatörün bir saç levhasının kalınlığı t ile gösterilirse
etkin magnetik alan şiddeti ;
H = H.
eff
(12)
olarak elde edilir. Buradan
magnetik alan şiddeti ile frekans arasındaki ilişkiyi belirELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
(7)
olarak elde edilebilir.
Histerizis kayıplarını bilinen histeriais eğrisinin oluşturduğu kapalı alan tanımlar.
Kayıplar diğer elektrik makinalarında olduğu gibi magnetik
devrenin yapıldığı malzemenin
cinsine göre degişir[7].
Steinrnetz yaptığı deneysel
çalışmalar sonucu histerizis kayıplarını ;
1.6
P = o . f.B
(W/kg)
(8)
H
H
max
formülü ile tanımlanmıştır.
rada
a
H
Bu-
: Magnetik malzeme sabiti
f : frekansı
B
: Magnetik endüksiyonun
max maximum değerini ifade
eder[83.
Girdap akımları kaybının
magnetik devrenin , üzeri yalıtkan kaplanmış silisyuınlu saçlardan yapılması ile azaltılabildigi bilinmektedir. Magnetik
devrede oluşan bu kayıplar ;
a
a
P = a . f . t .B
2
[W/kg]
(9)
e s
1313
formülü ile ifade edilmektedir
[7].
o • Sacın kalite ve kalınlığı
g ile ilgili malzeme sabitini.
f : Frekansı.
t : Saç kalınlığını.
B : Magnetik endüksiyonu
göstermektedir.
(9) ve (10) formüllerinden de
görüldüğü gibi histeris is ve
girdnp akımları kayıpları frekansla artmaktadır. Tin kayıplar
transformatörün boşta çalışma
durumundaki harcadığı gücün aktif bileşeni (P ) ile belirleFe
nebilir. Deneyde 110 V 50 Hz
güç frekansı için bu aktif gücün
toplamı 21 Watt olarak ölçülmüştür. Transformatöre aynı anda
50-20 kHZ frekanslarda sinüsoidal iletişim gerilimi uygulandığında , mafine tik devrede oluşan,
kayıp güçlerin artışı ölçülerek
tablo-4 de verilmiştir.
Tablo 4. Demir kayıplarının frekansla değişimi.
f(KHZ)
5
10
15
2ü
P(Watt)
Fe
23
25
28
31
SONUÇLAR
kalitesi,yapım
gibi fi>ırn hatası
hat.
ziksel özel Ifkleri
idleri magnetik geçirgenliği olumsuz yönde etkileyecektir, özellikle frekans yükseldikçe geçirgenliğin azalması
daha kaliteli ve magnetik geçirgenliği yüksek malzemeler kullanılmasını gerekli kılmaktadır.
Genellikle transformatörler
sürekli rejimde çalışırlar. Bu
yüzden azda olsa boşta çektikleri akımlar,sürekli olunca önem
kazanmaktadır. Sürekli boşta akıma bağlı olarak oluşan boşta
kayıpların frekans yükseldikçe
arttığı deneylerden görülmüştür.
Transformatör kayıplarının artmasının enerji kaybına neden olduğu gibi iletişim frekanslarındaki işareti zayıflatarak dağıtım transformatörünün iletişimde
kullanılmasını zorlaştıracaktır.
Sonuç olarak frekans yükseldikçe
kayıpların özellikle transformatörün yapısıyla ve kullanılan
malzeme ile çok yakından ilişkili olduğu görülmüştür.
KAYNAKLAR
[1] SHUEY.C.Ken.,"Distribution
Transformers at Powerline
Carrier Frequencies",GLOBE
COM'8.3 IEEE Global Telecommu
nications Conference,Conference Record, San Diego, CA
USA, pp483-6,Vol.1 28 Nov-1
Dec.1983.
Magnetik geçirgenliğin fre- [2] VINES.Roger M.,TRUSSEL,H.Joel.SHUEY, C. Ken and O'NEAL,
kansla değişimi matematiksel oJ.B. ."Impedance of the Resilarak elde edilmiş ve frekans
dential Power-Distribution
arttıkça magnetik geçirgenliğin
Circuit",IEEE Vol.EMC-27,
azaldığı görülmektedir. Belirli
No.l,pp.6-12 February 1985.
gerilim değeri için akım parametre olmak üzere bulunan ölçüm
değerleri ile hesaplanan sonuç[3] AMOURA.F.K. .O'NEAL. J.B. ,
ların birbirine çok yakın çıktı"Analysis of Distribution
ğı görülmüştür. Deneyde kullaLine carrier Propagation
nılan transformatörün özel bir
Using the Bus Impedance Hattransformatör olması, transforrix",Center for Communicamatör yapısından kaynaklanabiletions and Signal Processing,
cek olumsuzlukların en alt düzeElectrical and Computer e-ngi
ye inmesini sağlamıştır. Ancak uyneering Department,Nort Caro
gulamada kullanılan transformaline State Universty,Raleıgh
törlerde kullanılan malzemelerin
NC 1988
1314
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
[4] LYNNDA K.ELL,M.EARLE COUMCIL
" D i s t r i b u t i o n Transf orrner
e x c i t a t i o n Harmonics"
E l e c t r i c Power Systems Res e a r c h 17 , 13-19 1989.
[ 5 ] ATALAY, H.,"Transmisyon Tekn i ğ i " K a r a d e n i z Teknik ünivers i t e s i , Makina E l e k t r i k Fakült e s i Y a y ı n l a r ı , N o : 5 1977.
[6]
MARTIN,A.Plonus., "Applied
E l e c t r o r n a g n e t i c s " , Mc. GrawIlill International Editions
6 t h P r i n t i n g Singapore 1988.
[ 7 ] ÇETİN, llhaıni. , "Transformat ö r l e r , I . k ı s ı m " , A r p a z rnatb a a c ı l ı k , i s tanbul
1931.
M. Ser ver FIRAT,
1962 senesinde Diyarbakır'da
doğdu. Gazi
Uni ver s i i es i
Tek ni k
Fği ti m
Fakültesinden
1987
yılında
mezun
olduk tan sonra,Bakırk öy
Endüs Lr i
Mesl ek
L i s e s i * ııde göreve bas
11 a d ı .
1989
yılında
Î . T . U. Sakarya
MUhendi si i k
Fakültesi
Elektrik
Mühendisliği
Bölümüne
Uzman
kadrosu
i l e a—
atandı.
Yüksek l i s a n s
çalışmasın ı
Marmara
Üniversitesi
Fen
B i l i m l e r i Enstitüsünde
bitirdi.
Halen Sakarya
Üniversitesi
Müh e n d i s l i k Fakültesi E l e k t r i k Maki nal a r ı AııaBii im Dalında
Uzman
olarak gör ev yapmaktadır.
[ 8 ] BODUROGLU.Turgut.."Elektrik
makinaları d e r s l e r i - T ' . b e t a
basım yayını dağıtım A.Ş. ,
6. Baskı,İstanbul 1981.
[9] MERGEN.P. ,"Effect of Supply
Voltage Wave Forrns üpon Iron
Losses İn An Indution Motor"
Bullebin of The Technical Un i v e r s t y of i s t a n b u l , Voi.43
No.1,İstanbul-199Ü.
I Et em KÖKLUJCAYA,
.1 955 yi 11 uda
T spar t a '
d a doğdu. 1972
yılın
[da I s p a r t a
Li sesi ' n den,
1978'de
1 . T. U.
I Elektrik
Fakültesi
I El ek t r on i k ve I laber leşine Böl tiınü* nden mezun
oldu.
İki
yıl
İT. R. T. 'de
mühendis
olarak ç a l ı ş t ı k t a n sonra.
Eylül
1980'de Sakarya D. M. M. Akademisi 'nde
UzmanAsistan
olarak
qör eve baş.I a d ı .
1982'de
Yıl diz
Teknik
Ü n i v e r s i t e s i 'nde
yüksek
1 i şans ,
1 9ÖO' da
1 . T. U.
r&u
Bilimleri
F.ns ti tüsün ' de
dok t o ra "yi tamamladı.
Halen
Sakarya
UDI veı-si t es i Mühendl s.l i k Fakül tı??;i E l e k t r i k - E l e k t r o n i k Mühend i s l i ğ i Bölümü'mit? Öğretim Üyesi
ol arak çal ı şmak tad.ı r .
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
1315
İLETİŞİM SİNYALLERİNİN DAĞITIM TRANSFORMATÖRLERİ
ÜZERINDEKI
ETKILERI
Doç. D r . l r f a n GÜNEY
M. Ser ver FIRAT
Marmara
Sakarya
Teknik
Uni v e r s i t e s i
Eğitim
Elek t r i k
Fakültesi
Eği ti mi
Üniversitesi
Mühendislik
Böl umu
Fakültesi
El ek t r i k -El ek t r oni k
1STANBUL
Mühendisliği
Bölümü
ADAPAZARI
ÖZET
21.
yüzyıla
girmek
üzere
oluğumuz
b u g ü n l e r d e b i l g i n i n en
kısa
zamanda i l e t i l m e s i
büyük
önem
kazanmaktadır. Dünya nüfusunun
h ı z l ı bir ş e k i l d e a r t ı s ı , b i l g i i l e t i m i i l e haberleşme
ve
sistem
kontrollerinin
daha
s a ğ l ı k l ı bir
şekilde gerçekleşti rme yönündeki
ç a l ı smal a r ı
da
yoğunlaştırmıştır.
Bu
amaçla
enerji
dağıtım
üniteleri
üzerinde bilgi iletimi
çalışmalar)
da
devam
etmektedir.
Bugüne
kadar
yapılan
çalışmalar da,
a ğ ı r l ı k l ı olarak, i l e t i ş i m
siny a l l e r i üzerinde enerji
dağıtım
hatlarındaki
bozucu
ve
zayıfl a t ı c ı e t k i l e r incelenmiştir[13.
Yapılan
çalışmalarda, özell i k l e , transformatör gibi endükt i f k a r a k t e r l i sistem
elemanlar ı n ı n önemli
derecede
iletişim
sinyallerini
bozucu
etkileri
olduğu gözlenmiştir[23 .
Bu
çalışmada
isse,
iletişim
si nyal1 er i ni n tr ansformatör
par a m e t r e l e r i üzerindeki
etkileri
incelenmiştir.
Orta
gerilim
seviyesinde i ş l e t m e
büyüklüklerinde
seçilen
bir f a z l ı
model
transformatörün i l k e l parametreleri
üzerinde
S~2O
KHz
aralığı ndaki
iletişim sinyallerinin etkileri ortaya konmuştur.
1.
GÎR.t S
Bir e n e r j i dağıtım h a t t ı üzerine iletişim sinyallerinin
uygulanması
halinde,
hat
ve
transformatör
parametreleri nde
ö z e l l i k l e sinyal frekansına bağ-
1316
11 deği si m3 er göı- Ul ecek ti r [ 33 .
Dağı tim t r a n s f o r m a t ö r l e r i n i n
işletme
büyüklükleri i l e i l e t i şim
sinyallerinin
farklı
genliklerde
oluşları
ve
iletişim
frekanslarının
transformatör
isletme
frekansına
göre
daha
büyük
değerlerde
bulunması ,
transformatör
parametrelerinin
yüksek
frekanslarda
analizini
ger ek ti rmektedi r.
Transformatör
i ş l e t m e sinyali i l e iletişim
sinyalinin
ortak
formda <sinüsoidal)
çalışmaları , transformatör parametrelerinin
hesaplanmasında
önemli
kolayl ı k1 ar sağlamak t a d ı r .
11 e t i şi m
frekansl a r ı ııda
transformatör s a r g ı l a r ı n ı n R,L,C
i l k e l p a r a m e t r e l e r i n i n hesaplanması i s e
ancak
yüksek
frekans
eşdeğer devre modelinin
oluşturulması i l e mümkündür 143.
Sistem frekansının yükselmesi
i l e b i r l i k t e transformatör sargı
i l e t k e n l e r i n d e oluşan deri e t k i sinin
incelenmesi
ise
konunun
önemi i bi r di ğer noktası d i r .
Nominal
işletme
büyüklükler i n d e çalışmakta olan bir t r a n s formatör i ç i n , p r a t i k t e
kapasit i f b i l e ş e n ihmal e d i l i r k e n
yük
sek frekans
sinyali
uygulanmış
bir transformatör i ç i n k a p a s i t i f
b i l e ş i l i n v a r l ı ğ ı gözönüne
alına
ç a k t ı r 133 , £63 .
Bu çalışmada, sargı k a p a s i t e l e r i n i n hesaplanmasında [63'deki
sargı modeli yardımı i l e
iletişim frekansl armdaki sargı kapasi tel er i
hesapl anmı ş t ı r .
Aynı
zamanda,
eşdeğer
sargı
modeli
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
i ç i n R, L , C
i 1 kel
paraıııetr el er i
kullanılarak sargı
empedansları
f r e k a n s domeninde bulunmaktadır.
2. İLETİŞİM
SİNYALİ
VE
SARGI
PARAMETRELERİ
Transfermatör
uyguJ aııan
sinyal
artması i l e meydana
etkisi
ifadesi
R, L, C
sargı1 arına
frekansımı-)
yelen
deri
1
5 =-
<1
(m. )
•!
CT
seki i nde tanı mi anmak tadı r
olarak
bilindiğine
göre, sarqı
i l e t k e n l e r i n i n ilet.işim frekanslar ındakj leaktansı <toL) ,
[7] .
(1)
ifaden inde
<Ö"> , özil e t keni i k ,
</J> i 1 etkeni er i n per mea b i l i t e s i , <f > uygulanan
sinyalin
frekansı
olduğuna
yöre,
iletkendeki
prol>agasyon
sabiti
ifadesi
ile
bulunur
[8J.
Transformatörün
işletme f r e kansında
çalışması
halinde
kapasite,
önemsenmiyecek
kadar
küçük olmasına rağmen
iki i l e t ken arasında teorik olarak
mutlaka bir k a p a s i t e
bulunmaktadır
[ 6 ] , Bu durumda
endüktif
özellikli
bir bobinde k a p a s i t i f e l e manı n var 11 ğı Çek i 1 . .1 * dek i gi bi
göster i 1 inek tedi r [ 9 j .
R
L.
u - r /
olur
C
17], [ 8 ] .
(2) e ş i t l i ğ i n d e <r) i l e t k e n i n
yarıçapı i s e ,
<1 >
uzunluğndakl
i l e t k e n i n doğru akımdaki direnci
<Ro > ,
Ro =
dir.
İletkene
<f >
frekans
deÛerinde sinyal uygulandığında,
iletkenin a l t e m a t f akım direnci
R = Ro
Çek il 1 . Tr ans f orma tor sar gılarının
R.L.C parametre1 er i i 1 e gös ter i 1 mi s
oşdeğeri.
Düşük frekanslarda, kapasitenin
ihmal
edilecek kadar küçük
değerde olması
nedeniyle
tipik
bir endüktif bobin ö z e l l i k l e r i n e
sahip trafo s a r g ı l a r ı n ı n kapasi t i f modeli K. W.Wagner tarafından
Çekil S. 'deki
a.i bi
verilmiştir
[6].
u
194
ifadesi
ile
bulunmaktadır
Sargı
özendük t a n s ı
a ç ı s a l f r e k a n s ı n d e ğ e r i , u>
[8].
<L.>,
=2nf
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
TTTTT
Çekil. 2 Transformatör sargısının
kapasi ti f bi 1 eşeni er i .
1317
S il
2. 'dek i
sili ndi ri k
sarılmış trafo bobini
modelinde
bir
sarımın iki ucu arasındaki
kapasite (Ca)
olarak verildiğinde,
bobinin iki ucu arasındaki
kapasite <Cs),
ver i 1 en k ar ek ter i s t i k değer 1 er
kullanılarak,
Sekil 3. ' de akış
diyagramı verilen
program
yardımıyla, sargı
i 1 etkeni erindeki
i 1 k el pa r a met r el er in i l e t i ş i m
frekansları i l e değişimleri
hesapl anmak t-adı r .
Tablo 1.
Ca +4 Ca Cr/S
Cs =
<F.
ol ar ak tanı mi anmak t adi r |_6 J ,
<6> ifadesinde <s> bir bobindeki
sarım s a y ı s ı ,
<n>
bir
sargıdaki
dilim s a y ı s ı d ı r .
Bu
durumda sarımlar arası
kapasite
(Cr) i s e .
£ rr fi
C
h
O
1
X
dir [6]. <6)ifadesinde, hx i l e t kenlerin yüksekliği, rm iletkenler arası uzaklık, 5 iletkendeki
deri k a l ı n l ı ğ ı , eo ve £t ise yalıtkan
malzemelerin
dielektrik:
katsayı 1 a n d ı r .
Bir fazlı bir transformatörde
sargı empedansı R,L,C parametreleri cinsinden frekans domeninde,
Sayısal örnek i ç i n
e l e alınan transformatör kar akter i s t i ki eri .
t si etme frekansı :
GiJctl
Gerilimi
Trafo t i p i
Pr i m. sar ı m sayı sı
Sek . sarım s a y ı s ı
Pr i. m. i 1 etk. çapı
Sek. i 1etk.çapı
Prim. bobin sayı.
Sek.bobi n s a y ı .
Öziletkenlik" (Cıı)
D i e l e k t r i k kat.
Hava i ç i n
: 9. 84
Kağıt.presb. : 3
5O lir.
O.4KVA
11 O/l35OV
Çeki r d e k
3OO
36OO
O. OOlm.
O. OOO3ın.
1
1
5. 8 l O 7 » / m
lO"*'
FSrr..
Başla
II
r:
Transforma tör
Karakteristiklerini Gir
İletken kesitini
Hesap!a
f?/ <w C s > - j [R s <w C s > -
<S= rr d 2 /4)
L J5
RZ +
u> L 2 / C 9
i fadesi
3.
i 1 e lıesapl a m r
Sargı direncini
<3"> no' 1 \.ı i f adede»
hesapla
[4 j .
SAYISAL UY«ULAMA
Biı f a z l ı ç e k i r d e k t i p i
transformatör i ç i n
Tablo
1318
model
1. 'de
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
Tabi o ?,.
İ .1 e t i >.i m
f r e k a n s ! ar ı ııda model t r a f o i 1; i n
elde
edilen
d e r i ka ! ı n l 1 ğı ılecjer 1 e r i .
<*>
Sargı.
Parametrel er i m
f <KHz>
6 t <ı». >
O2
O . O29S
O. O29O
1O
O
O. O2O9
13
O . Ol 7O
O. Ol 7O
2O
o . Ol 4 7
O. O1 4B
<4> , <!3> , <eo denk 1 emi e r i
il t? hesapl a
Sar y>
eınpedansl ar ı m
denk'.1 emi
hesapl a
Tabi o 3.
«nuclaı-ı
Yazdır.
<m. >
Model
trafo
pr i iner
sargı
paramet r e l e r i niıı
i I e t i 5 in» frekansl a r ı n d a ki
deÛerleri .
<*>
RI
<o>
L ı Ol.
'3
1 .
leo
9. ıo
o
.1 . 3 9(5
2. ı o
1 •3
1 . 239
3. 1 O
'(>o
1 . 3'3'3
4.
f
1
>
Cı <F . >
(5. ı
rs
r;
1.2.
- * rs
o
- ı rj
ıo
-ir;
1 '3. ıo
1 7.
S 11
- 1 "î
1 1 )• el
paramet.rıîlerin
i 1 ıs» t i :ş i m f r ek a ı ıs 1 a ı ı
i J t» d e y i ':;• i- mi ııi )ı lıe=:.;ıp
1 a) tınazı i e i n k ul 1 anı ••
1 aıı a k ı ş diyagram.» .
Tablo
İ3-2O
Kll-t
aralığı
frekans
değer 1 er i
i <; i n
yapı 1 an hesaplama
sonun]
>r\ de
edi I P ı I
deri
kal ı ııJ ı k.l a r ı nı ıı i 1 e t i :şi m i" re» kanstJ aı ı i le
ıfpğisim
değerleri
i ] kı?l
pai•amel.ı e değer J er .i
.—
i ».=»
Tablo 3
vı?
Tabi o 4 * de
ver j J mek t (>di r .
<7> i f a t l e s i k ul 1 am. 1 ar ak h e saplanan
pr i ıııer
ve
spkonder
sargı
KMnppdaırsl ar ı n.) ıı '3- P.O Kİ IT:
f r ekans
aı a 1 ı ğ ı ııdaI; i değ.i 5 i in ler i
i-=:e
Tab.l o ?•. * dt?
yori.il
inek tenli r .
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
f <KH:O
•3
Moıiel T r a f o sek önder
sargı
j>ar amet. r ej er i
n.i 11 i .1 et i «;.i m fr ekaııs1 aı .1 ııtlakl tieğeı 1 e r i .
4.
R
»
1 2 4 . O5
1.2 O l .
1
iO
1O
.1 2 4 . OI5 2 . 1 O
ı rş
1 24. 13
3. i O
.1 2 4 . 3 1
•3. i O
>
•i
A
4
4
Cz <F. >
3. ı o
4. 1 O
•:?. 1 O
o.
ıo
i Î5
ı rî
i r>
» r»
1319
Tablo 5.
İ l e t . i 5 i m f r ek an:^.1 a
n n d a sargı eıııpetians.] ar ı .
K A Y N A K L A R
Whang, K. V.
Cagle, G.C.,
Sınar t, J. W.
"The
F'ov/er
Dis tribution Sys'Lerns ar; A
Communi cati on Medium f o r Lo~
ad Management and Di s L r i b u tiorı Automation" , GLOBECOM'
<*>
f <KHz>
Zı
co>
Zz <5} >
5
1 .187
124. 1 2
1O
1 .212
1 25. i 5
15
1 . 31 O
129. (36
2O
1 . 534
141 . 7 7
<»O — Tablolardaki
parametre
i n d i s l e r i , d) pr i. iner ve
İ2 y
sekoııdei'
sargıları
qöster mek tedi r .
13]
4. SONUÇ
Bir f a z l ı çeki ı-dek t i p i model
transformatör k a r a k t e r i s t i k
değer 1 er i
için
gerçekleştirilen
örnek
uygulamada i l e t i ş i m
frekansJarındaki a r t ı ş ı n
sargı kap a s i t e l e r i n i n yanı s ı r a sargı d i rencinde de,
iletişim
frekansı
i ç i n önemi i sayı 1 abi 1 ecek şek i 1 de büyümeye neden olduğu gör ÜJ inekledi r .
î l e t i sim
sinyalinin
trafo
s a r g ı l a r ı nı )i i l k e l parametreleri
üzerinde meydana g e t i r d i ğ i büyüme e t k i l e r i , i l e t i ş i m s i n y a l i n i n
orta
gerilim
transformatörleri
üzerinden
il etilebilmesi
bakımından
istenmiyen bir sonuçtur.
Ancak, dağıtım
sistemleri
üzeri nden bi1gi il e t i mi ni amaç11yan
çalışmalarda ö z e l l i k l e t r a n s f o r matör k a y ı p l a r ı ve i l e t i ş i m siny a l l e r i n i n mıknatıslanma üzerine
e t k i l e r i n i n deneysel
çalışmalar
ile
incelenmesi halinde konunun
bu yön ti daha i y i açıklanmış
o l a c a k t ı r . Dağıtım
tesislerinin
kontrolü ve i l e t i s i n i s i n y a l l e r i nin i l e t i m i problemlerinin çözümü ç a l ı ş m a l a r ı n ı n önemi
bu bakımdan giderek artmaktadır.
1320
8 3 , J.EEE G l o b a l Telecommunicat-icmB Corrf e r e n c e , Corıfee n c e Recorcl.
San
Di ego CA,
pp.
478-482,Vol.1.28, Deo'83.
Shu ey,C.Ken. ,
"D i s t r i bu t i o n
Transforraer« a t
Power
Line
C a r r i e r F r e q u e n c i e s " , GLOBECOM' 8 3 , IEEE G l o b a l Telecommunicabiorıs Corrf e r e n c e , Corıf e r e n c e Record, San Diego CA
USA, p p . 4 8 3 - 4 8 6 , V o i . 1 No.28
Dec.1983.
O'NeaJ, J . B . , " S u b s t a t i o n Noi s e a t D i s b r i b u t i o r ı L i n e Cornrnunicatiorı
Freqnenoies5",
Morth C a r o l i r ı e S t a t e Un i v e r si by, CCSP-WP-86/6, R e p o r t ,
July-1986.
F ı r a t , M. Ser v e r . , " O r t a Ger i l i m Tr aiısf or ma t ör 1 er i )i i n
Yüksek F r e k a n s l ar daki Eıııpedans
D e ğ i ş i m l e r i " , Marmara
Uni ver si t e s i Fen
Bi1 i mi er i
Enstitüsü,
Yüksek
IJ ş a n s
T e z i , İ s t a n b u l - 1 993.
[ 5 ] Tarkan,N. ,Güney, 1. , " T r a n s for ma töı .1 er i n
Si nüsoi dal
Ol mı ya n Bü^/ük 1 ük .1 er e Gc5r e
Model 1 e n d i r i l m e s i " , İ . T. U.
Dergi si ,
Ci 1 t. 47,
Sayı . 2
İ s t a n b u l - 1989.
Cö] Güselbeyoğl u, H. , " T r a n s f o r matör S a r g ı l a r ı n d a Aş= ı r ı Ge r i 1 i m Dağı 1ımı Sorununa Katk ı l ar •, İ. T. U. El ek ti-i k Fakül
tesi , Doktora T e z i , İ s t a n b u l
1975.
[ 7 ] Martin, A.P., "Applied ElecMc. Graw-IIill
tromagnetics"
E d i t i o n s , 6tb
International
Printing, Singapore- 1988.
"Transmisyon Tek18] Ata1ay,H.
ti. El ek t r i k -Mak i na
Fakültesi Y a v ı n ] a r ı , Tr abzon
.9]
1977.
Prinoiples
of
Thoraas, L. F.
C
i
r
c
u
i
t
s
"
,
Meri
11
Electric
Publisbing Cornpany, U. S. A.
1989.
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
•Jâ\
İ r f a n GÜNEY,
1957 senesinde İ s t a n bul 'da
doğdu.
t DMMA
El e k i r i k
Mühendi s.l i
.1 i 9i ııtlen i 979 yi .1 j nda
mezun olarak Adapszarj Seker fabrilcasj nda
göre>\-& b a ş l a d ı . Daha
sonra T. E. FC. 'ııa geçti
t . T. U. E l e k t r i k Fakul
i e s i nde yi-iksek 1 i sansa basJ a d ı . 1982'de me
dönem
asker 1 i k
zun
oldu. Kisa
sonra,
T.
E.
K.
'da cegör evi iıdeıı
si ti i bi rl mi erde gör ev al d) . 1 987
yi 1 ı nda dok t r>r a ı;al ı şmasj n.ı
t. aııiiiml adı ve
Marmara Un i ver si ( e s i
Tek ı-ı i k
Eği ti m Fakül t es i ne Yaı- dımcı doçent olarak at andı . 19O9
y ı l ı nda E l e k t r j k
Tesi si e r i
Ana
B i l i m Dalında doçent o l d u . Halen
aynı f a k ü l t e n i n bölüm başkanlığı
görevi ni sürdurmektedlr.
M. Ser ver El RAT,
1 9C5S senesinde D i y a r bakır'da
doğdu. Gazi
Ui'ii ver si t esi
Tekni k
Eği ti m
Fak ul t esi nden
1987
yj .11 nda
meztın
ol duk tan soıır a , Bak ı r köy
Endüstri
Meslek
L i s e s i ' n d e göreve bas
1 adı.
1 989
yi11 nda
î . T. U. Sakarya
Mühendislik
Fakültesi
Elektrik
Mühendisliği
Bölümüne Uzman kadı-osu i l e a—
atandı.
Yüksek lisans
calısmasını
Marmara
Üniversitesi
Fen
B i l i m l e r i Enstitüsünde
bitirdi.
Halen Sakarya
Üniversitesi
Mühendi si i k Fak ü l t esi El ek t r i k Maki nal arı AnaBilim Dalında
Uzman
olarak görev yapmaktadır.
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
1321
KNKRJI DAÜITIM TRANSFORMATÖRÜ EMPEDANS DEĞİŞİMLERİNİN
İLET19İM FREKANSLARINDA ANALİZİ
Yrd.Doç.Dr.Etem KÖKLÜKAYA
Sakarya Üniversitesi Müh.Fak
Elk-Elektronik Müh.Böl.
Adapazarı
ÖZET
Enerji dağıtım sistemi üzerinde otomatik besleme,sayaç okunması transformatör gözetleme
ve benzeri bir çok fonksiyonun
gerçekleştirilerek sistem otomasyonunun sağlanması yönünde
yoğun çalışmalar yapılmaktadır.
Otomasyonun sağlanmasında iletişimin oldukça önemli rolü vardır
özellikle son yıllarda yapılan
çalışmalar iletişimde enerji dafcıtım sisteminin kullanılmasına
yöneliktir. Dağıtım sisteminin
iletişim frekanslarında deneysel
ve matemetiksel olarak analiz edilmesi ile dağıtım sistemi üzerinden iletişimi engelleyen faktör] erin etkileri belirlenebilecelîtir.
Bu çalışmada 5-20 klIZ iletişim frekanslarında
çeşitli
güçl'srıİeki dağıtım transformatör] erinin eınpedans değişimleri
matematiksel ve deneysel olarak
incelenmiştir. Dağı tim transforma t.ör ü için 2 kapılı bir model
verilmiştir.
Modelde tanımlanan
pr irner , sekonder ve pirimerden se
kondere veya sekonderden primere
geçiş adini tans parametrelerinin
5-20 klIZ frekanslardaki değişimleri deneysel olarak elde edilmiştir. Frekans değiştikçe sargıların endüktif ve kapasitif
etkileri incelenerek yorumlanmıştır.
GtRiy
Son yıllardaki İnalı teknoJojik gelişmelerle birlikle öze İlikle- elektronik ve otomasyon
alanı» ' ki araytırmalar oldukça
artmış t ir.
Üretilen elektrik e1322
enerjisinin en az kayıpla iletilmesi ve yüksek verimli olarak
kullanılabilmesi büyük oranda enerji dağıtım sistemindeki otomasyona bağlıdır.
Genel olarak
enerji dağıtım sistemi,ana istasyon (transformatör m e r k e z i ) ,
alt istasyonlar (dağıtım merkezleri) ile bunlara bağlı dağıtım
hatları ve yüklerden oluşur. Ayrıca sistem üzerinde ölçü,kontrol ve koruma cihazları ile bağlama elemanları bulunur.
Dağıtım sistemi otomasyonunun gerçekleştirilmesinde iletişimin önemi oldukça büyüktür, ösellikle iletişimin hızlı,ekonomik ve yüksek verimde sağlanabilmesi sistem otomasyonu için
mutlaka gerekmektedir.
Bu amaca uygun olarak dağıtım sistemi
nin aynı samanda iletişim içinde
kullanılmasını engelleyen faktörlerin belirlenmesine yönelik
yoğun çalışmalar yapılmaktadır.
İletişim frekanslarında dağıtım
hatlarına bağlı yüklerin değişken oluşu,dağı tim hatlarının
farklı kesit ve özellikte iletken ve kablolardan oluşması.dağıtım transformatörlerinin iletişim frekanslarında değişik ösellikler göstermesi dağıtım
sisteminin iletişimde kullanılmasını güçleştirmektedir.
Da g 111 in siste m i e m pe d a n s
değişimlerinin analizi amacıyla
Ke n 0. S11U İÜ Y , d a g 111 in t r a n s f o r ma terleri ü z e r i n e d e n e y s e l ç a l ı ş m a l a r y a p m ı ş ve 5-20 klIZ f r e k a n s
larda 25 KVA g ü c ü n d e k i d a ğ ı t ı m
Ira ıısf o r m a t o r u n u n d a v r a n ı ş ı n ı
i n c e l e m i ş t i r t). ] I 2 ] . A y r ı c a Ro~
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
ger M.VINES , H. Joel TRUSSEL ,
Ken C. SHUEY ve J.B.0'MEAL.15KVA
25KVA ve 37,5 KVA «Liglerindeki
dağıtım transformatörlerinin
yüklü ve yüksüz durulularında sekonder empedans değişimlerinin
Ölçümleri üzerine çalışmışlardır
[3 3. Menus literatürde bugün için pratikte yaygın olarak kullanılan 50 KVA ve daha yüksek
güçlerdeki dağıtım transformatörlerinin iletişim frekansların
da deneysel analizi ile ilgili
çalişmâlara rastlanmamıştır.
Bu çalışmada 50 KVA,100 KVA
ve 250 KVA güçlerindeki dağıtım
transformatörlerinin 5-20 kHZ
frekanslarmdaki empedans değişimleri deneysel olarak incelenmiştir.
Deneylerde seçilen frekans aralığı sayısal iletişim için uygun frekanslar olup,deri
olayı nedeniyle 20 kHZ'in üserindeki frekanslara yıkılmamıştır [4].
le mey e uygundur.
Şekil 1. Bir far.a indirgenmiş
dağıtım transformatörü şematik
gösterilişi.
Sargılar arasındaki simetri nedeniyle bu gösteriliş biçiminin
doğruluğu çok sayıda transformatörden elde edilen deney sonuçlarıyla saptanmıştır [13. Şekil- 1 de tanımlanan transformaün bu gösteriliş biçimine uygun
iki kapılı modeli seki 1-2 de veril m i ş t i r.
DACİT İM TRANSFORMATÖRÜNÜN
MODELLENMES1
Dag111m Trans f o rma tör ün ün
50 Ha güç frekansı için verilen
eşdeğer devrelerini ve hesaplama
yöntemlerini iletişim frekanslarında kullanmak çok zordur.
Bunun başlıca nedeni,iletişim
frekanslarmdaki çalışma akım ve
gerilimlerinin 50 Uz deki değerler yanında oldukça küçük olma-'
l a n ve frekans yükseldikçe sargılar arasındaki endüktif ve kapasitif etkilerin artmasıdır [53
Aynı zamanda transformatörün yapılış biçimine bağlı olarak da
değişen bu etkileri belirlemenin
bir yolu deneysel çalışmalardır.
Bir üç faslı dağıtım transformatörünü kolayca inceleyebilmek amacıyla şekil-1 -deki gibi
bir faza indirgenmiş iki generatörlü model biçiminde göstermek
mümkündür.
Bu gösteriliş biçimi
endüstriyel uygulamaların çoğunda kullanılabilir ve ayrıca yüklenmiş bir transformatörü modelELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
2. İki. kapılı t r a n s f o r m a tör modeli.
Modelde g ö s t e r i l e n parametreler
tıvansformatörün iletişim f r e kanslarmdaki giriş-çıkış değişkenleri arasındaki ilişkileri
belirler.
Bu parametreler klasik usulde kısa devre ölçümleri
ile bulunabilir.
Bu ölçümlerle
Y
= I / V ; V = 0 iken (sekon11
1
1
2 der kısa devre)
Y = I / V ; V = 0 iken(sekon21
2
1
2 der kısa devre)
Y = I / V
22
2
:
V = 0 iken (primer
1
kısa devre)
1323
/ V ; V = Ü .iken (primer
2 1 kis a dev r e)
12
(Y
l a n içiiı belirlenen koşullar
altında aşağıdaki kritik iletişim büyüklükleri belirlenebilir.
= Y ) elde edilir.
12
21
Yukarıda tanımlanan bu parametreler yardımı ile iki kapılı transformatör modelinin metemaLİksei tanımı şu denklemlerle
ifade edilebilir.
I
I
1
—Y
2
Y
11
21
V
V
1
1
+ Y
t Y
12
22
VO
I
Y =
11
I
»•
C
Y =
21
V
2
Bu denklemierdeki I .1 ,V ,V
1 2
1 2
giriş-çıkış akım ve gerilim değerleridir.
V
sekonder kışa devre
iken I ve V in ölçümü ile 1
I
sekonder kısa devre
— iken I ve V in ölçümü ile 2
I
Y -
primer kısa devre
iken 1 ve V in ölçümü ile 2
2
Y 12
prirner kısa devre
iken I ve V in ölçümü ile 1
2
Primer admitarısı.
11
r
21
12
Sekonderden primere geçiş
admitarısı.
Primerden sekondere geçiş
admitarısı.
S e k o n d e r a d m i t a 11 s ı.
DAĞITIM TRANSFORMATÖRÜ ÖLÇÜMLERİ
VE DEĞERLENDİRİLMESİ
Yukarıda tanımlanan admitans parametrelerinin frekasla değişimleri kritik iletişim parametreleri olarak ifade edilebilir.
İLETİŞİM FREKANSLARINDA DAÖITIM
TRANSFORMATÖRÜNÜN ADMİTANS
PARAMETRELERİ
Dağıtım transformatörünün
iletişim frekanslarındaki eınpedans değişimlerinin ölçümü ve analizi amacıyla şekil-2 deki iki kapılı model kullanılmıştır.
Bu modelde tanımlanan büyüklükler deneysel ölçümlerle belirlenmiştir [5]. Ölçmede kullanılan aygıtlar (0-1 MHz) lik bir
işar-ît üretici ve kuvvetlendiricisi ile iki kanallı 20 MHz lik
osiloskop ve yardımcı ölçme aksesuarlarıdır,
ölçü değerleri
osiloskoptan alınan akım ve gerilim değerleridir.
Dağıtım transformatörünün
iletişim frekanslarındaki admitans parametrelerini'belirlemek
amacıyla yapılan deneyler farklı
güçlerdeki transformatörler üzerinde gerçekleştirilmiştir. Deneyde kullanılan transformatörlerin güçleri 50 KVA.100 KVA ve
250 KVA değerlerinde olup etiket
değerleri tablo-1 de verilmiştir
Tablo-1 . Deneysel çalışma yapılan transformatörlerin etiket
değerleri.
Gir-Çık
Seri
Tr.Gücü 'Yapım. Ger. llşk
No
50 KVA
ETİTAŞ 15KV/400V 28542
Yan 5
100 KVA AEG ETI6,3KV/400V DT0580
GYs 11
250 KVA ETİTAŞ 15KV/400V 32522
Dy 11
5-20 kllZ ilerisim frekans1324
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
Transformatörlerle ilgili
ölçülen kritik iletişim büyüklükleri tablo-2 de verilmiştir.
Şekil 3. 50 KVA lık dağıtım
transformatörünün admitans degerlerinin frekansla değişimi.
a) Y nin değişimi.
Tablo 2.ölçme ile bulunan kritik
22
iletişim büyüklüklerinin frekans b; Y ( Y ) nin değişimi,
la demişim değerleri.
21
12
o) Y
m degis Lıni.
t> Lllr
IU k i l i >5 k i l /
Lllî
11
0. 2-*
U.ÛJ&
>,7ı-
0. 0)0
u
l
»ili'11'* .t,..]
»,...
ı
|.l
ııllu~
\ü 1"
2li.
1
I"
'ııl'""'
•1
1]
U.0Ü17
?. ı
U.OUl'b
tt
,001 1
1 .«
I . »
'. J
i l . OH'
U.OJJ
0
,Ü1 i
0 . (>Ü"
U.OÛJ
u.ooıt
0
.OüUfc
»'.
(ı,o^
. 1
2
O.U
ü.üH
U.CHlîb
o.uoıt.
u ,001
3
2.5
1 .*>
O . Ot>
oout
0. »i
0.0i
( ,Uİ
o.oı
u. ouoe
o.o:
o.nı
Şekil 3,4 ve 5 de 50 KVA,100 KVA
ve 250 KVA güçler indeki Transformatörlerin 5-20 klIZ f re karışlarındaki değişimleri gösterilmiş tir.
10
15
yekil 4. 100 KVA lık dağıtım
transformatörünün admitans değerlerinin frekansla değişimi.
a) Y nin değişimi.
22
b) Y ( Y ) n i n d e ğ i ş i m i .
2.1 12
c) Y
in «değişimi.
11
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
1325
rica çalışılan alçak frekanslar
da Y / Y oranının Ms/Mp sarım
il
22
sayısı oranına çok yakın çıktığı
görülmüş tür.
>„<.»..
— I (Mlı >
'Primerden sekondere gerilim
geçiş oranının Y / Y
ile oran
22
12
tılı olduğu yine ölçülen büyüklüklerden vo 2 kapıl), model için
verilen denklem]erden yaralanılarak bu 1unabilir.
Pritner adini tansı Y
büyük
11
ölçüde besleme hattının kayı.plar I. in ta 111 m 1 a r. T r a ns f o r ma t ö r 1 e rin y ü k s e k e m p e d a n s l ı o l m a s ı ist e n e bir ö.-ellik o l u p , bu ö z e l l i ğ i n s a ğ l a n ma r. ı ile d ag 111 m ha 11ı
ürerinden iletişimin kolaylaşacağı ifade edilebilir.
ıs
Mı HM
yekLl !">. 250 KVA ILI: dafii.ti.ni
transformatörünün admitans değerlerinin frekansla değişimi.
a) Y nin değişimi.
b) Y
( Y ) nin değişimi .
21
12
o) Y
in değişimi,
il
SONUÇLAR
Dağıtım transformatörleri
üzerinde yapılan ölçümlerin değerlendirilmesinden aşağıdaki
sonuçlar çıkarılabilir.
Sekonderden primere akım
geçiş oranının Y
/ Y
oranı
22
12
ile orantılı olduğu ölçülen büyüklüklerden çıkarılabilir. Ay
1326
Transformatörün sekonder admitansı.iki yollu iletimde işaretin hatta yönlendir ilişi bakımından kritik bir büyüklüktür.
İletişim L'rekanslarındaki işaretin genliği sistemin yapısından
gelen sınırlamalarla belirlenir.
Alıcı duyar]ıgı,modülasyon teknnikleri gibi özellikler ayrıca
işaret seviyeleri üserinde etkilidir.
Sekonder empedansı genel
olarak frekansla artar.
Ru nedenle dağıtım transformatörünün
sekonderinden iletişim frekanslarmdaki işareti sürebilmek için ideale yakın bir işaret akım
kaynağı kullanılabilir.
Ayrıca
transformatörün sekonder ernpedan
sı ile dağıtım hattına bağlı tüketici empedansları birbiri üzerinde etkilidir.
T r a rıs f o r ma t ör 1 e r i n g üc ü
büyüdükçe tel kesitlerinin büyümesi sonucu sargılar arası kapasitif etkinin artmaya başladığı ve sargıların endüktansları
ile rezonansa yaklaştığı ölçülen
değerlerden ve eğrilerden görülmektedir.
Tüm admitans değerleri fre-
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL
kans\a ters orantılı olarak değişmektedir.
Ancak primer admitansı farklı bir özellikle antirezonans bir karakteristik
gösterir.
Bunun nedeni kaçak
reaktans ile sargılar arası kapasitenin paralel rezonans oluşturmasıdır [6 ].
Transformatör eınpedans parametrelerinin iletişim frekanslarmdaki analizi yanında , transformatörde oluşan gürültünün,
transformatör tipinin ve veriminin iletişime olan etkileri incelenmesi gereken konular olarak
önerilebilir.
KAYNAKLAN
[1"J SHUEY.C. Ken. . "Distribution
Transformers at Pouerline
Carrier Frequenci.es" ,GLOBE
COM'83 IEEE Global Telecormr.unications Conference,Conference Kecord, San Diego, CA
USA, pp-483-6, Vol. 1 23 Mov-]
Dec. 1983.
[2] AMÜURA.F.K.,0'NEAL, J . B . ,
"Analysis of D i s t r i b u t i o n Line c a r r i e r Propagation
Hsing the Bus Impedance Matr i x " , C e n t e r for Communicat i o n s and Signal Processing,
E l e c t r i c a l and Computer engin l e r ing Department,Nort Carol i n e S t a t e Universty,Raleıgh
NC 1988
[6] VINCENT,W.R..CLEMMESSEN,J.M.
BÜLLRN,R.L. , The measurernent
of Radio Noise Associated
With D i s t r i b u t i o n Lines",83
CH 1956-2/83/0000-0473,IEEE
1983.
E t e m KÖICLUKAYA,
1 Q'3'3 y ı l ı n d a İ s p a r t a '
I da doğdu. 1972 y ı l ı n
da İ s p a r t a
Lisesi ' nden, 1978"de 1 . T. U.
Elektrik
Fakültesi
El ek troııi k ve Haberesme Böl Unıü ' nden nıe|zun
oldu.
İki
yıl
'T. R. T. 'de
mühendi s
olarak ç a l ı ş t ı k t a n sonra, " Eyl Ul
198O'de Sakarya D. M. M. Akademisi 'nde Uzman- Asistan
olarak
göreve b a ş l a d ı .
1982'de Yıldız
Teknik
Üniversitesi'nde
yüksek
lisans,
199O'da
1 . T. U.
Fen
Bilimleri
Ensti tUsun ' de dok t o ra "yi tamamladı.
Halen SAkarya
üniversitesi
Mühendislik Fakült e s i E l e k t r i k - Elektronik Mühend i s l i ğ i Bölümü'nde Öğretim üyesi
olarak çalışmaktadır.
[3] VINES.Roger M..TRUSSEL. H.Joel.SHUEY, C.Ken and O'NEAL.
J.B. ,"Impedance of the Resid e n t i a l Power-Distribution
Circuit",IEEE Vol.EMC-27.
No. l.pp. 6-12 February 1985.
[4] ATALAY, H. ,"Transmisyon Teknigi'Karadeniz Teknik Ünivers i t e s i , M a k i n a E l e k t r i k Fakült e s i Yayınları.No:5 1977.
C5] KöKLUKAYA.Eteni.. "Enerji
Ş
tım Sistemi Eınpedans Değişimlerinin İletişim Frekansla
r m d a Analizi" , I. T. ü Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi. İstanbul 1990
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
1327
BÜHİRJİ NAKİL HATTI BOYUNCA OPTİMUM DİREK TEVZİATI
Lokman ERZEN ve Celal KORAŞLI
Gaziantep üniversitesi Mühendislik Fakültesi
Elektrlk-Elektronik Mühendisliği Bölümü
27310 Gaziantep
ÖZET
Ar «i profili üelirlenıis bir enerji nakil hattı
giiergaht b'jyun:a direk yerlerini, tiplerini ve
boylarını optituı olarak tespit etıek için bir yönteı
geliştirilıis ve bir' prograı hazırlamıştır. Arazi
profil bilqilrri qirdi olarak verilen progrj» direk
tiplerini, b»yl;rını ve yerlerini, ve direk dikili
için uygun olaıyan yerleri arazi profili boyunca
tespit eder.
tekrarlanır.
Toplam fiyatın mesafeye
olan oranının'en düşük olduğu direk
grubu
seçilir.
Seçilen
bu
qrup
direklerden son birkaç tanesi atılır
ve yeni
bir grup
direk dikilir.
İşlemlere
böyle
devam
edilerek
optimum çözüm bulunur.
2. ÖNSflRTLAR
1. GİRİŞ
Elektrik
enerjisine
olan
talep
sanayileşen ülkelerde gün
geçtikçe
artmaktadır.
Elektrik
enerjisinin
üretimiyle birlikte enerjinin ilptim
sorunu da ortaya çıkmaktadır. Enerji
iletiminde
nakil
hattının
kurulmasında
önemli
bir
adım
direk
boyutlarının,
yerlerinin
ve
tiplerinin opti.-num olarak seç ilmesidir .
Günümüzde nu is parabolik bir şablon
kullanılarak elle yapılmaktadır. El
yönteminin
etkinlimi büyük
ölçüde
kişinin
başarısına
ve
deneyimine
bağlıdır.
Buna
rağmen
bu yöntem
kullanılarak bir kişinin bütün olası
direk dik\.v>
noktalarının kombinasyonlarını denemesi mümkün değildir.
Du nedenle bu konuda bilgisayarların
kullanılması
qerçek
bir
kazanç
sağlamış, daha hassas ve süratli bir
Çözüm elde edilmiştir.
Bu
mc?tod ilk
defa 1962
yılında
uyqulanmışt ir [ H . Uygulamanın uenel
sayısal
çözüm yöntemlerinin
genel
alqoritm.?ç.ı
şöyledir; ara?, i
ölçüm
bilgilerinden ana profil, yan profil
yükseltisi , giriş
bilgisi
olarak
bilqisayara yüklenir.
önce birinci
direğin yeri ve tipi belirlendikten
sonra
kuralları(böl.2.4)
ihlal
etmeden birkaç tane direk dikilir.
Daha sonra her direk aralığı
için
iletkenin sehim formülü kullnnılarak
yere
olan
uzaklık
bulunur.
Yerleştirilen bu direklerin
toplam
fiyatları
hesaplanır ve
katedilen
mesafeye
bölünür,
sonuç
hafızaya
alınır.
Bu işlem her boy
ve tipler için
1328
2.1 Direk Tipleri
ENH
da tjenpl olarak kullanılmakta
olan direk tipleri
fonksiyonlarına
qöre üç
bölüme ayrılır
ve seçim
aşağıdaki (jrup)ar içinden yapılır.
i) Taşıyıcı direkler (TAl.RAl)
i i) Durdurucu direkler (VA1)
iii) Nihayet direkleri ( Z A D
2.2 Direklr-rı? etki eden kuvvetlerle
ilrjili sınırlamalar
Direklere çeşitli yönlerden uyqulanan
kuvvetler göz önüne alındığında bir
profil Ü Z E • i n e Jikilebilmeleri için
belirli şa'tların yerine qetirilmesi
qerokmektot1ir :
i- Buz yüklü \»?ya çıplak olan iletken
ağırlığı direk
üzerine düşey
bir
kuvvet uygulüe". Toplam düşey kuvvet
Şekil 1' de qösterilen BD+-DF mesafesiyle orantılıdır. Direğin maximum
bir düşey kuvveti olduğundan dolayı
BF mesafesi belli bir değerden lazla
olmamalıdır. Bu değer iklim koşullarına bağlı olarak değişir. Sekil 1'
de qösterilen
BF mesafesi
ikinci
direğin
ağırlık
menzilidir.
Bu
özelliklerden
dolayı
ardışık
iki
direk arasındaki uzaklık belirli bir
değerle sınırlıdır.
ii- Rüzgar
iletkenlere yatay
bir
kuvvet uygular ve bu direğe transfer
kuvvet
olarak
etki
eder. Rüzgar
kuvvetinin düzenli
dağılmış olduğu
düşünülürse, direğe etki eden toplam
kuvvet
CE mesafesiyle doğru oranr
tılıdır. Sekil l de qösterilen CE
mesafesi
ikinci
direğin
rüzgar
menzilidir ve
brl1 i bir
değerden
faz 1 a ol ami:: .
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
2.direk
rtî'm
ıı —rüzgar tenzili
asırlık lenziİi
— ?uûzgar t e n z i l i —
açıklık bel) i
bir değerden
fazla
olmamal ıdır [6,7!l.
4İki
ardışık
direk arasındaki
açıklık
belli
bir
delerden
az
olmamalıdır.
E$er
bu
değer sözü
eılilpn
deflerden az
ise her
iki
direflin
dr durdurucu tipte olması
gerekir [63.
5- Taşıyıcı riirel:lr?r için;
WDS<&. WGS+y
esisitsizlifli saklanmalıdır. Burada
(i ve ı delerleri sabittirler, direk
aqır1 ık
Sekil
1
Hüzqar
ve
tipine ve iklime göre deijisir C63.
menzi1 i
6- Taşıyıcı direkler için; ardışık
iki
menzilin
oranı(SR
ve
1/SR)
i i i — Rüzcjarın istenmeyen bir otktside verilen
iki
delerleri
arasında
taşıyıcı
direklerde
iletkenleri olmalıdır [73. Burada SR ardışık iki
birbirine yaklaştırmasıdır. Bu yüzden menzilin oranıdır.
alt faz iletkeni
ile yer
faz-toprak
kısa devresinin
enqr>l- 7- En
açıklık hattın qerilimine
lenmesi
için salınım açısının belli arasındaki
bir
değerden
küçük
olması ve yerdeki cisimlerin tipine baijl ı
olarak
belli
bir
deflerden
az
gerekmektedir,
olmamalıdır [73.
8- Direk dikimine uygun olmayan bazı
bölgelerin
(yerleşim
merkezleri,
yollar, fabrikalar vb.) arazi profili
üzerinde
sınırları
qelecekteki
qelismeleri
dikkate
alarak
belirtilmelidir.
9üst gerilmt?
(uplift)
durumu:
taşıyıcı tipteki bir direk çekil 3'te
görüldüğü qibi üst qerilme durumunda
kalmamalıdır [7J.
1.direk
;direk
Sekil 2. 1.'ol at ör salınım açısı
2.3
iklif.
koşullarıyla
ilqiU
sınırlamalar
Enerji nakil
hatlarının tasarımında
iklim
kofulları, buz yükü, rüzgar
basıncı ve ısı değişimleri dikkate
alınması gereken önemli faktörlerdir
m.
2.4
Uyulması
gereken
' isletme
koşulları
Direk dikimi yapılırken teknik bazı
isletme
şartlarına
uyulması
qerekmektedir.
Bunlar
yayınlanmış
makalelerden
ve TEK'in bu konudaki
yönetmeliqindenC6,73 elde edilmiştir.
1- Rüzgar msnzili diredin tipine ve
iklim koşullarına
qöre belli
bir
değerden az olmalıdır [61.
2- Aejırlık menzili diresin tipine ve
iklim koşullarina
qöre belli
bir
deQerdr?n at olmalıdır [6].
3İki
ardışık
direk arasındaki
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
lUPLirf DUIUMU
Sekil
3.
İkinci
direk
qerilme (uplift) durumu
üzerinde
10- İletken normal buz yükünün iki
katı
buz
yüklendiğinde
askı
noktalartında
oluşacak
gerilme
iletkenin kopma kuvvetinin '/. 70 inden
az olmalıdır. .
3. SAYISAL YÖNTKM
3.1 Problemin Matematiksel İfadesi
Bu sınırlayıcı kosv.llar altında bir
1329
hat güzergahı boyunca
optimizasyon
için gerekli
matematiksel
ifadeler
aşağıda
açıklanmıştır.
Sistem
değişkenler ı;
R hattın uzunluğu,
L direkle'» arası max ininin
direğin min. vr? nıax.
' k i n ' 'l»« '
yüksek 1 iği
G
hnttır
yerp
olan
minimum
yüksekliği,
x,
0<x<R, başlangıç
noktar.ıntlan
it ibaren m e s a f e ,
u ( x ) x noktasının kotu,
v(x) ilf?tkenitı deniz seviyesinden,
yüksekliği,
f(x,t,h) x noktasındaki t tipinde
ve h yüksekliğindeki direğin fiyatı,
tki
askı noktasında asılı bulunan
iletkenin =,t?himi bir parabol olduğun..»
qöre v(x) aşağıdaki gibi yazılabilir
[31.
Ax 2 +JStx+C
burada A, B ve
ve C değerleri iletkenin
çeşitli
özelliklerine
bağlı
olan
sabitlerdi»" CB3. Oireğin yeri, tipi
ve
boyu
serildikten
sonra
v(x)
hesaplanan il ir.
Hattın
yer*? olan yük3ekliğini tam
olarak
i iade
etmek
için
deniz
yüzeyinden
olan minimum
yükseklik
fonksiyonu
(j-0,1.2,
ve herhangi
i ç i n de
bir j
...N)
noktasındaki direk
hj)
o ı , 2 f . .N-:
Dıırada W D S ( t i ? h j ) j noktasındaki
t
tipli
lı
tıoylu
direğin
rüzgar
m e n z i l i d i r . Eğer j noktasındaki direk
taşıyıcı
tipte
ise
aşağıdaki
e ş i t s i z l i ğ i sağlamalıdır.
Eğer X(1jn| mr?safesi j - 1 i l e j d i r e k l e r i
aracındaki iletkenin minimum
m noktası
direkleri
ise ve X B;^2' J ' ' ç
arasındaki nuııimu^ı nokta
şartını sağl ?-na; : :lır. Pratikte q ( x ) ,
(n j, i-0, 1,..,., A) 1 erden oluşan bir
noktalar küme". Mir. Van i,
0=«tt < « ! < . . . . <*ır = ^
vj>u{Xj)
Böylece
sağlandığında
v(x) -AX2+BX+C
tarif
edilebilir.
Bu
fonksiyonun
belirttiği noktalar kümesi de profil
üzerinden
en
az
G
kadar
yüksekliktec\r. Böylece, hattın yere
olan uzakl \(< ı
olur. Yukarıdaki denklem
W+l tane
eşitsizlik kümesini
oluşturur. Her
bir a j için
sağlanmalıdır.
seklinde ifade edilir. Optimum direk
dikimi po?. itif bir N sayısı
için
direk dikim yerleri )^ ,...,fy direk
tipleri to ,..., jj ve bunlara karşılık
qelen h., ..,hj direk
yükseklikleri
aşağıdaki verilen maliyet
fonksiyon
ifadesini
minimum
yapmasıyla elde
edil ir.
ur
Seçilen
değişkenler
koşulları -vğlamal ı d ı r .
aşağıdaki
0'.Xo<Xt<
(J-0,1,2. . . .N-l)
1330
3.2 Kullanılan Uplımirasyon Yöntemi
Durada
kullanılan
yöntem
kısmi
kademeli
tasarım
yöntemidir.
Cipi.imizasyon yapılırken sadece direk
boyları icirı değil, boylar ve tipleri
için yapılmıştır.
Çözüm yönteminde
(toplam
fiyat)/(katedilen
mesafe)=
(FBM) değişkenini en az kılan bir
direk grubu aranırken bütün muhtemel
kombinasyon U»r
denenir.
Çünkü bir
direğin yeri ve tipi bir önce qelen
direğin doğru ol îrp.k seçilmiş yeri ve
t ipine bağlıdır.
İlk direğin yeri ve detayı önceden
bulunur. Sonr.» NS tane direk başarılı
bir şekilde dikilir. Dikilen bu NS
si
aşağıdaki
FBM'
tane
direğin
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
f o r m ü l l e n?r»apl a n ı r .
KB
ve j-»NS direğinin yeni boyu denenir.
Bu
da tabii
ki
yeni bir
yeri?
yer lest i r i 1 ecekt ir . Sonr.a F B M yeniden
hesaplanır.
Eğer hesaplanan FBM bir
öncekinden az ise bu qrup direklerin
bilqileri
hafızaya
alınır.
nynı
şekilde bütün ti() ve
boylar j + N S
direği için denenir (Şek i 1 4 ) ,
doğrusal olduğu d ü ş ü n ü l m ü ş t ü r . Yalnız
qercek
acılı
noktalar
qiris
bilgisinde? b e l i r t i l m i ş ve bu yerler
zorunlu
direk
yerleri
ol arak
kullanılmıştır,
flnn
profil
ile
birlikte ilplkenlur
altındaki saç ve
sol
arazi profil
yükseltileri ele bu
koordin.it
sistemine
qöre
ölçülmüştür. ($r>kil 5 ) .
i
j
yR
rfcb—il
diıcy itdlfia
yatay i ı d i ı i ı ı
*«..
I \ l ıol profil
l
"anâprWil
ı
-"iaJ profil
'acılı noktalar
Sekil 5. Koordinat sistemi
Sekil
4.
kombinasyonları
Muhtemel
(NS=3)
direk
j+NS
direfli
için bütün
direki er
sonra,
.HNÎJ-1
deki
denendikten
boyu alınır. Bu yen i
diredin
yeni
j+NR diro$i
al inan boydak ii direk için
direk
t ipler i yen iden
için
bütün
FBM
defasında
Hur
denenir.
ekonomik
ol
an ı
en
hesöplanır,
hafızaya
alınır.
j+NS-1 diredi
için
de
bütün
tip
ve boylar
denendikten
sonra
j*N5-2
direkinin
y(?ni
boyu
alınır.
işlemler
bu
şekilde
devam
ettirilir
ve
bütün
kombinasyonlar
denenir.
En
ekonomik
olan
grup
seçilir.
Bütün
kombinasyonları
denemekten
amaç
j+1
diredi için
en
uyqun tip, boy ve yeri
s e ç m e k t i r , j^l
diredi
tı?spit
e d i l d i k t e n sonra,
j^\
diredi
ilk
direk
kabul
edilerek
işlemler yeniden y a p ı l ı r .
4. PROGROMIN
4.1 Koordinat sistemi
Koordinat sistemi, x hattın g i t t i ğ i
yöndeki
uzaklığı, y
ise a r a z i n i n
kotunu
temsil
edecek
ş e k i l d e x-y
düzlemi
s e ç i l m i ş t i r . Hattın
cnkim
bazı
açısal
sapmalar
yönünde
o
k
t ir.
Takat
b.ız ı
isli'msel
k o l a y l ı k l a r nedeniyle hat tmsl angıç !••'
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
4.2 Profil
gerekli
olan araz i
Program
için
profilden
doflrudpn
bilgisi
bu
kullanılarak
veya
sayısal 1 ast irıcı
el lı? ilk direk noktasından başlamak
edilir.
Her
bir
sıırtîtiyİL1
elde?
noktanın
koordinatıyla b i r i i k t e hal
engellerin
güzergahındaki
koordinatları
ve
tipleri
belirli
kodlarla girdisi yapılır (5ekil 6 ) .
Ana profil
b i l g i s i y l e birlikte yan
profil
yükseltilerinin
koordinatlar m ı
içeren
bilgiler
hazırlanan bilgi giriş tablosunda yer
alır.
Koordinat n o k t a l a r ı n a karşılık
gplen
enqf.'llerin
cinsi
(yollar,
akarsular,
meyva bahçeleri»
telefon
hatları v b . ) de Sekil 6' da görüldüğü
gibi belli bir sayı
ile kodlanarak
alınır.
Başka bir bilqi de hattın
sapma yapıp yapi'.adıijını belirleyici
her noktaya ait
bir acı yazılır.
Program iki nokta arasını uygun bir
şekilde
bölerek dirpk dikimi
için
aday noktaları çoğaltır.
4.3 Direk lıiltıısi
Kullanılan d i r e k l e r e ait bilqiler bir
kütüije yazılır. Hu bilgiler her tip
direfie ait bütün hoylar, bunlara ait
fiyatlar,
maximum menzil,
diredin
kullanılabildiği maximum açısal
sapma
ve buna nil maximum rüzgar ve alırlık
metiz il 1 er id ir .
1331
Sekil 6. Çeşitli cisimlerin kodları
4.4 Program
Proqram
çalışırken
bölüm
2.4
te
açıklanan önsartlar
sırasıyle kontrol
edilerek
direk
tevziatı
yapılır.
Proqramda
çeşitli
alt
programlar
kullanılmıstir;
LOAD:
Bu
alt
program direklerin
üzerine rüzgardan ve buzdan dolayı
gelen yükleri hesaplar.
UPLIFT:
Taşıyıcı
tipte direklerin
uplift durumunda
kalıp kalmadığını
kontrol eder.
COEF:
Ardışık
direkler arasındaki
iletkenin
sehim
formülündeki
katsayılar olan
A,
D ve
C
yi
hesaplar.
CATENARY. Profil üzerine iletkeni ve
direkler i c i zer
OUTPUT: Çıkı» bilqilerini yazar.
5. TARTIŞMA VE SONUÇ
Proqram
I!î4 kV
luk,
çift
devre
Göl bası-Em ir.'.er enerji nakil hattının
ilk
13
km'
lik
bölümüne
uygulanmıştır.
Bu güzergah üzerinde
kayalıklar, vadiler, meyve bahçeleri,
telefon
hatları,
dereler
vr? çok
sayıda
köy yolları
bulunmaktadır.
Büyük bir bülümü de tarlalar ve hafif
dalqalı düz araziden oluşmaktadır.
5ekil 7' de görülen en alt çizgi ana
profili, onun üzerindeki çizgi ir.e
ana profilden en az 2 m yüksek olan
yan
profili
göstermektedir.
Koyu
çizgi
ile belirtilen hat bilgisayar
ile yapılan çözümü,
kesik çizgi
ise
elle yapılan çözümü göstermektedir.
Direk
dikilecek
aday
noktaların
arasındaki
uzaklık kişinin
istenilin
göre
rteflistir ilebilir.
Program
sonuçlarından elde
edilen dt?nnyime
•öre bu ardışık noktalar arasının
'0 m den az olması gerektirmektedir.
1332
Y.ıpılan çözümde ise hu aralıklar 3 m
ol .-ırak alınmıştır. Profilden doğrudan
alınan
560 adet
koordinat noktası
ilaha sonra 3 m aralıklarla «1330 adet
noktaya çıkarılmıştır. Bu noktaların
bir kısmı da bazı engeller veya direk
dikilmeye
elverişli
olmayan
bölgelerin koordinatlarıdır.
Sekil
7' de görüldüğü gibi program
kısa boylu direkleri
dalların tepe
noktalarına
yerleştirerek
arazinin
yapısından
en
uygun
bir şekilde
faydalanılmıstir.
Gerçekten
de bu
doğrudur, zira kısa boylu direklerle
uzun mesafe katetmek maliyetin düşük
olmasını
nafllar. Oysa bir diredin
tepenin
önüne veya arkasına dikilmesi
optimum olmayan bir çözüm verebilir,
örneğin,
Sekil
7'
de bilgisayar
çözümündeki
ikinci direk böyle bir
yere dikilmişi ir. Bu noktadaki direk
en kısa boylu hafif taşıyıcı tipteki
direktir. Fakat el çözümündeki ikinci
direk daha yüksek bir direk çukura
dikilmiştir. II, 12, 13, 15 ve 16 neı
direkler
de bu tip yerlere dikilen
kısa
direklerdir.
Düz arazide ise
bilgisayar,
uzun
mesafe kattetmek
için uzun boylu direkleri seçmislır.
Profil boyunca iki
tane acılı nokta
vardır. Birincisi 40 den büyük ve 3
üncü km de, ikincisi de 2-3 ve 12 nci
km de dir.
Bilgisayar birinci noktaya
aflır
durdurucu,
ikinci noktaya da
aijır
taşıyıcı
bir
direk
yerlest irmist ir.
Bilgisayar 13 km' lik hat için toplam
olarak 'AS aüL't direk dikmiştir. El
metodunda
ise toplam 38 adet direk
kullanılmıştır.
Bilgisayar
çözümündttki bu fazla direk 11. km de
dir. Bu bölgf-de el metoduyla üç adet
direk
kullanılmasına
karşıt
(
bilgisayar el
çözümündeki direklere
kıyasla daha kısa ve hafif taşıyıcı
tipteki
4
adet
direk seçmiştir.
Programın
toplam çalışma süresi 44.51
dakikadır.
Bu
çalışmada
optimizasyon
sadece
direk tev7İatına
uygulanmıştır.
Bu
optimizasyon ile birlikte daha qenis
bir arazi bandı bilgileride alınarak
optimizasyona
dahil
edilirse
daha
ekonomik bir sonuç elde edileb'lir.
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
m<ître
metre
M M
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
M
1333
6.
SONUÇ
Enerji
nakil
h.?.Hı
boyunca
optimum
direk
tpvziai •
yapacak
sayiüal
tur
yöntem
geliştirilmiş
ve
bii<|iüayar
p r o g r a m ı ıjif 1 j <?t ir i! mi $t i r .
Bu p r o g r a m
154 kV l u ! '
c i f i dı-.'vr e Gol b a s ; ••Emi r I or
hattının
ilk
l'J
kın'
lik
hölu;ıtüu(?
u y n u l anını '.-•
ve
toplam
maliyet
ı
ü? er i ııden 7. 3 . 0 1 ' M
1 ük b i r
ka.'.am,
e
.;aijl an.?.!.:• ı 1 ecc-l s f.|ö'.;t^r i l m i k t i r .
REFERANSLAR
C1J
C o n v e r t ı , V.,
Hyland, E.J.,
arui
T ı c k 1 e, D, ff. , " Ot) t imi i Pı I ir an>,m ı '.s, ı oı ı
Touer G p o t t i n c ı
on D i g i t a l
üoınpuler".
1
A. I . E . E . Puwpr
Afiarat'.i ". and
Fîysl".emr..
No. 53, p p . 55-63 A()r'i 1 ,
C2]
Ohlhory,
F.
anı)
Palm,
Y. ,
"Optimum
iowr
Tpoltinçı
on
TVansnıission
I. ineri
by
lle.ans
of
I' 1 ec t r on i c
t oıri| tut Pr " . 5wpd i ıh
SI at e
Power
BoorıJ, Blur»-'/!hi tH Svr i os Nı?,33,
136?.
[3J
Pu.tp
R.E.,
D.ıbekıs,
C.f,,
F u l l e r ton
T.M.,
" t ' l cc troııic: Computer
Program
Pf?/ınits Üptimized Spo<;tirıq of
EİPttri'.
Tr tinsmi'jnicıiı
Townr:j",
A. 1.1'.[:.'. Povnr
Ap.srttu'S ^n'l
Sysl:'m:>,
No.GG, Jıınr, .'.963.
1/13
Purcıhit,
Ü.C.
"OptimaJ RiK)i:tınq
of
Tr.ıınr>ıni s'j i o n
l.iııp
Tovrn".
J.Inst.Ena.(N«w
Delhi,
indirt)
Flrct.
Enq. P i v . , Vo) . G3, P t . I : L2, pp. G06, Oct.lOFV2
C fS 1)
K i t ? 5 5 l i n q , F. ,
"Optimum Tower
Spottinc)
for
an
Ovt?rh«?ad
Lınr".
(fı)f?mpns
AG. ,
Erl.ıngen,
Gernuny)
Siemens Power
Eıuj.(Germany), V o l .
5,
No. l f p p . 3 4 " B , 1OT3.
r6]
Drnqı/,
Mülınnıfisl ieji " •
II-,
"Cner j i
n n k m a , 19B?.
llatlarj
I (ikııtrin ER/I N
1967
y ı l ırıcJa
i.r uh ' ta
dcVjdu. İ l k , O r t a vp l/i'-.t?
ö-1 r en un i n ı
Eruh ' t a
tamamladı.
1990 y ı l ı n d a
Urta
Doöu
Teknik
un i ver t?si ( e s i
Gar i an t f P
l'îühemlısl ık
f'akı.ıltesi
f. 1 ı-îV. t r i k - F". I e k t r or 11 k
bolumundon mezun o l d u .
ı
Aym y ı l av a.'.t ınııa
a>3i';tanı ol ar al: İm
11••illimde c j i ' r r v o tıa<;)adı. 1992 y ı l ı n d a
çalınmalarını
tamamlayarak
yni-Tipk
1
lisan ".
d i p ) oın..t'-. ı
aldı.
Halen a y n i
bol iiniîjı--ıloktora
ı:al i'^mal ar i na
ılrv-mı
plınektodır .
J 1 ı j i 1 end ı fj ı
knııulaı;
"Elektrik
makinal ae ı,
iletim
vn
i t im hat 1 i\r ı " d ı r .
l)o(.. Dr.
Ol.11 KORtV.il I
01 . 0 1 . m 7
doöuınl ucUır
U. I). I . uElektrik
Muhenr) i'.l 1.^ t
l'iol ünümden
1971 y ı l ı n d a
Lisans
vı? [373
yılmrl:
Yüksek I I ' I J ı I S derr>.;e3iıı ı
sonra
aynı
aldıktan
197/ y ı l ın.j
bul ümdi"1
J > ma
görevlisi
olarak
kadar
i ı ^ i . 1 r.
l'V'/
vtlııi'l->
yorc?v
ini)) I tprr-?
rlp
".!•>• atİK I yMe
On 1 vpr '•; 11:r>ç; i m i " D o k t o r a
c al ı Î H M 1.3» m-'
lıaglami'i
VP t.ıu
ç a l ı i<rial ar ııı 1
l'-il''yılında
|j i t i r m i yt i>" .
DoH:o. .<
r
çalınmaları
,) r - i ' j i n d a
anılan
ün i ver s ı tr;Nİi.j p a r t - t i ı m ? o l a r a k
ooretinı
c i ö r p v l i 1 icjı
yapmıştır.
Ya;* ar
i' : )l'/
y ı l ı n d a y.l)or.,Dr.
ve 1987- y ı l ı n d / ı ı|r.\
Doc.Dr.
unvanını
almıştır.
H.slpıı
Gaziantep
ü n i v p r s i t esimle
Doç.b< .
olarak
(jörpv
yapmaktadır.
Yazarırı
l-"n'?rji
f e s 1'.I I ar i n d e f\na E U l i m dalınıl..1
c|örcv
yapmakta
cılup
ıfoılı alanları
"Gazla
i rol"
edilen
Yüksek
f)'?rıli'iı
v. 1' .tpnıl '-'r 1 n in
ta»-,arınıı"
VP
"liilro
i ş l e m c i l e r i n 11 Mı;
si'Ueınlfv m n r
kul 1 anııııı " ılı» .
[71
" E l e ? k t r i k K u v v e t l i nkım
Y ö n e t m e l i « i " . 1F.K, An l o r «i,
CO]
Erzon,
L.,
"Uptımal
Tower
Bpottiııg
Alonq
A
Transmission-Lıne
Routy".
M.Sc.
Thfîsis,
Univ.
of
Ga7. i a n t r p , Hep. 19:12
1334
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
Kesişen Elektrik ve Manyetik Alanlar Altında N2 Gazının Yalıtkanlığı
M.Sezai Dinçor ve Timur Aydın
F.leklrik F.lektronik Mühendisliği Bölümü, Gazi üniversitesi
(M557O Maltepe ANKAItA
ÜZRT
. Bu çalışmada I<pd<l4 torr-cm
basınç-aralık bölgesinde Nj gazının F.xB
davranışı eşmerkezli silindirik elektrod sistemi kullanılarak araştırılmıştır, incelenen bölgede, verilen bir basınç-aral ık çarpımı için, N, gazı delinme ger i 1 iminin uygulanan manyetik alanla yükseldiği gözlenmiştir. KxB alauları altımla Eşdeğer Basınç Kavramı
gel iştir i Ierek elektron-molekül çarpışma frekansları N, gazımla ölçülen delinme gerilimleri yardımı ile \U/^ı=
1.087 geometrisi için bulunmuştur-.
1. GİRİŞ
Kesişen elektrik ve manyetik filanlar altında Townscncl boşalımı son
yıllarda araştırmacıların dikkatini
çekmiştir 1.1,2,3). l'asehen minimum noktasından daha büyük basınç aralık çarpım bölgesinde elektrik alanına dikey
olarak uygulanan manyat ik alan delinme
geriliminin yükselmesine neden olmaktadır. KxB gaz boşalımının bu davranışı
Heylen İl) taraf imlan efektif elektrik
alanı kavramı ile açıklanmıştır. Bu
kavrama göre uygulanan manyetik alan elektrik alan etkisini efektif olarak
i mi i rgemek te ve ya1ıtkan11k sev i yes i ın^
yükseltmektedir. Govinda Haju ve Dinçer
121, N, gazının KxB davranışını temel
parametreler ışığında incelemişler ve
uygulanan manyetik alanla elektron çığının ortalama enerjisinin düştüğünü ve
verilen bir K/p (Vcm torr" ) değerinde
artan manyetik alan ile iyonlaşma sabitlerinin azaldığını göstermişlerdir.
Bu çalışmanın amacı ti, gazında
ExB alanları için delinme gerilimlerinin ölçülmesi ve deneysel sonuçlar yardımı ile elektron-molekül çarpışma frekansı, v, değerlerinin bulunmasıdır.
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
2. TKOUt VK DKNKYSKl. MKİÖD
Heylen tarafından efekt if eşdeğer
elektrik alanı (K/p)..
(E/p)=(E/p)
.. it
(1)
olarak verilmiştir. Bu ifadelerde F. uygulanan elektrik alanı, p gaz basıncı,
v bir torr gaz basıncında elekl.ronmolekül çarpışma frekansı ve u=eB/m o~
lup e/rn elektron -molekül yükünün kütlesine oranı ve B ise elektrik alanına
dikey olarak uygulanan manyetik alandır. Düzgün elektrik alanı veren bir elektrod sisteminde Denklem (1)
pd
(2)
p
olarak yazı I ab i lir. Burada, d eleklrod
aralığı v< V del iı«ne gf;ri 1 imidir.
Ancak F.xB yönünde oluşabilecek
test çemberi duvar kaybını önlemek için
tercih edi len geometri diizleın-düzlem elektrod sistemi yerine eşmerkezli silindirik sistemdir. Bu çalışmada iç çapı 10.7 cm ve uzunluğu (5.0 cm olan silindirik bir pirinç test hücresi ile
beraber iç ve dış yüzeyleri altın kapl ı
silindirik elektrodlar kullanılmıştır.
Bi I. i nd ig i g i bi eş merkez I i sili nd i r i k
bil" elcUtrod s ist cm iri in a lan düzgünlüğü
H,/U, oranına (H,: dış elektrod iç yüzey
yarıçapı ve \l,\ iç elekl rod dış yüzey
yarıçnpıdır) baglidır. Kul lanı lan elekt rod sisteminde H,/I*ı oranı 1.0M7 ve
I. 14:) olarak seçiluigı için İm elektrod
sistemi düzlem-düzlem elektrod sistemi
gibi davranmakta olup ön deneylerde polar ite bağımlılığı görülmemiştir.
Denklem 2 'de d=l
konul ursa ve
1335
Vj delinme gerilimleri
tutulabilirse,
aynı
değerde
1W0
1200
olarak y a z ı l a b i l i r .
>y
O linkle,
(4)
olur ve sabit bir
400'
aralığı için
800
1200
1600
2000
2400
2800
B/p ( C t m Torr )
Şekil 1 N, gazında l:.xB delinme geri 1 imleri H,/H,= 1.OH7. U.-U.=0.295 cm.
yazabiI ir iz.
6
Denklemi Eşdeğer Basınç Kavramı" olarak tanımlanabilir. Uygulanan
manyetik alan gaz basıncını efektif olarak yükseltmektedir. Kger değişik D
değerlerinde ve D=0 olduğu zaman basıncı değiştirerek V değerini sabit tutabilirsek Denklem 4 yardımı ile IîxD alanlarmda elektron-molekül çarpışma
frekanslarını snptayabi1 ir iz.
Deneylerde iç elektrod anod ve
dış elektrod katocl olarak kullanılmıştır. Elektrik alanına dik yönde uygulanan manyetik alan Varian E12 El'H Spektrometresi elektromagneti (çap:30 cm)
yardımı ile elde edilmiştir. 1-13000
Gauss arasında değişebilen manyetik alan düzgünlüğü elektrod aralığında en
cok XI. 5 değişim göstermektedir. İstenilen basınçda N, gaz örneği test hücresine 0.06 torr duyarlıklı silikon
yağlı manometre ile ölçülerek alınmıştır. D.C. delinme gerilimleri %2 hata
ile ölçülmüştür.
'i
1 imi basınca indirgenmiş manyetik alan
yükseldikçe artmaktadır. 13u davranış
incelediğimiz Kpd<l'l torr cm aralığında her sabit lorr-em değeri için geçerlidir. Şekil 2 'de ise benzer eğriler
Oy-H, )=0.'1C5 cm ve I?2/Hf = .|. 1.43 geometrisi için verilmiştir.
2800
2400
2000 -
1600
1200
400
800
1200
B/p (Gaun Torr
H,= 0.295 om ve R^/Rpl.OO? geometrisi
için sabit basınç-aralık değerlerinde
verilmiştir. Seki 1 1 'den görüldüğü gibi verilen torr-cm degeritKİe V geri1336
t
800
3. DENEYSEL SONUÇLAR
Şekil 1 'de\'=r(n/p) eğrileri ty
1
1600
2000
)
Şekil 2 N, gazında sabit basınç-aral ık
çarpımlarında ExD delinme gerilimi.
H,/N,=.l. 143. H,-H,=O.4Rfı an.
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
F.xB gaz boşalımlarında elektronmolekül çarpışma frekansı, v, önemli
bir parametre olup delinme geriliminin
teorik bulunmasında kullanılır. Biz bu
çalışmada Eşdeğer Basınç Kavramı yardımı ile N^ gazı için v değerlerini (H,H|)=0.295 cm geometresinde V delinme
gerilimini XI değişimle sabit tutarak
saptadık.
Flektron-molekül çarpışma
frekansları Tablo 1 "de aynı (F./p)r
değerlerimle değişen basınca indirgenmiş manyetik alanlara göre verilmişi ir.
Genel olarak v arlan (E/p) ile yükselmekte ve aynı (F/p) değerinde uygulanan farklı manyetik alanlar için farklı
değerler almaktadır.
Tablo I N, dazında F.xM elektron -molokül çarpışma frekansları
K/Heı
B/p
\
I1
»
1
1
(Vra^Tcrr' ) iGNissTorr" ! (V) (Torr) (Torr) (ıQV>
104.
104.
117.6
117.6
138.4
138.4
138.4
138.4
166.7
166.7
264.8
340
900
220
620
380
1360
1740
2320
800
1440
690
I27( 41.4
1270 41.4
1000 28.8
ıoo< 28.8
830 20.3
830 20.3
830 20.3
830 20.3
650 13.2
650 13.2
190 6.3
20.3
13.2
20.3
13.2
13.2
6.3
4.9
3.7
6.3
3.7
3.7
2.93
5.05
3.85
5.61
4.35
7.36
7.39
7.49
7.68
7.75
7.82
13)
M.S.Dinçer ve A, dökmen, .1. Phys.
I): Appl. l'hys. , Vol.25. 912-911,
1992.
Doç.Dr.M.Sezai Dinçer
1Ü.G.J9S2
larihinde
Ankara 'da doğmuş I ur.
Yüksek Geri I im gaz
boşal imlan konusunda
çeşitli
uluslararası
yayını bulunan yazar
1979 O D U ) Elektrik
Mühendisliği
Holümün
"den Yüksek Mühendis
ve 19R5 >ı I imla Depar!meni of F.leelrica I F.ngineor ing l!niv(>rsi ly of Windsor
"dan l'h.D. derecelerini almıştır. 19RO»'I yıllarırvla Windsor 'da asistan olnrak çalışmış ve 1901-Hfî yıllarında »ynı
ün i vers i t en i n F. 1 ektr i k Mühend isi iği
IViJümü 'ndc öğretim g<>revlisi olarak
görev almıştır. ODltM'lektrik-Elekl ronik Mühendisliği Dölümün 'de I9»B yılında Doçei\t olan yazar halen Gazi
Un iver s it .es i Fİ ek I r ik-F.lı ktronik Mühendisi iŞi IV.Hümünde ICloktrik l'esish^ri
Ana l.U I im Dalı başkanıdır.
Timur Aydın
12.S.1907 yılında Snmsun 'da doğan yazar
Samsun Anadolu Lisesini 19ör> tarihinde hit i rm i ş ve J 990 yıl im la
Gazi Üniversitesi F1ektrik-E1ektronik
Müheml isliği
I3ölümü
'nden
Flektrik-Elek4. SONUÇ
tronik Mühendisi ve 1993 yılında Yüksek
t nce 1 enen bas ı nç-ara 11 k 1x51 ges i ti-Lisans derecelerini almıştır. Aynı b ö de delinme geriliminin artan 13/p ile lümde araştırma görevlisi olarak çalıyükseldiği görülmüştür. FxU Tovvnsend şan yazarın çalışma alanları yüksek
boşalımı için Eşdeğer Basınç Kavaramı gerilim gaz boşalımları üzerinedir.
kullanılarak Nj gazında clektron-molckül çarpışma frekansları saptanmıştır.
K/VYNAKIJVR
111
A.E.D. Heylen, Dr. J. Appl. l'hys. ,
Vol.16. 1151-1159, 19(55.
121
G.R. Govinda Haju ve M. S. Dinçer,
IF.F.F. Trans.Plasma Sci., Vol.lR,
R19-R25. 1990.
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ
1337