Mannheim Elektrik Sistemleri ve Elektrik Ekonomisi Araştırma Derneği'nin CableCop projesinde görevli araştırma ekibi, alternatif gerilim altında işletilen iletim hatlarının bazı kısımlarının yeraltına döşenmesinin çok yüksek gerilim şebekesi üzerindeki etkilerini araştırdı. Dört Alman iletim sistemi operatörü de proje ortağı olarak projede yer aldı. Uzmanlar şebeke planlaması için bulgularını bir kılavuzda özetlediler.
CableCop projesinin arka planında, enerji dönüşümünün yol açtığı şebeke genişlemesi bağlamında pek çok vatandaşın yeraltı kablolarını yerüstü elektrik hatlarına tercih etmesi yatıyor. Bir çok kişi bu hatların çevremizi ve genel peyzajı oılumsuz etkilediğini düşünmektedir.
Çok yüksek gerilim hatları şimdiye kadar çoğunlukla havai hatlar olarak inşa edildiğinden kablo teknolojisine yönelik araştırmalara büyük ihtiyaç duyulmaktadır. Bu durum özellikle alternatif gerilimle çalışan yeraltı kabloları için geçerlidir zira bugüne kadar çoğunlukla doğru gerilim altında çalıştırılmışlardır. Böylesi elektriğin düşük kayıplarla uzun mesafelere taşınması için çok uygun olsa da, güç temininde standart olarak kendini kabul ettiren alternatif gerilim olmuştur. Alternatif akım/gerilim sayesinde elektriğin üretim tesisinden evlere kadar farklı gerilim seviyelerine dönüştürülmek suretiyle nispeten kolay bir şekilde getirilebileceği anlamına gelmektedir.
Çok yüksek gerilim seviyesindeki alternatif akım şebekesinde, yeraltı elektrik hatları dengeleyici akımlar nedeniyle oluşan ve rezonans olarak bilinen salınımlar üretir. Bunlar alternatif akım şebekesindeki olası kablolama mesafe ve kapsamını sınırladığından ve hatta şebeke kararlılığını tehlikeye atabileceğinden, uzmanlar rezonansların nasıl oluştuğunu, aşırı gerilimlerin hatlar boyunca nasıl yayıldığını ve bu olayların şebeke empedansını, yani alternatif akıma gösterdiği direncin seyrini nasıl etkilediğini araştırmaya odaklandılar.
Karmaşık Yapıdaki Yeraltı Kablo Şebekeleri Hassas Bir Şekilde Planlanmalıdır
Alternatif akım yeraltı kablo teknolojisinin karmaşık doğası, uzmanların şebekeleri ayrıntılı biçimde planlarken ayrıca kapsamlı analizler yapmasını gerektirmektedir. Bu nedenle projenin amacı, çok yüksek gerilim kablolarının yeraltına döşenmesinde sistemle ilgili risklerin daha iyi değerlendirilebilmesi ve bu risklerin en iyi şekilde nasıl önlenebileceğiydi. Şebeke planlaması ancak bu bilgiyle hızlı bir şekilde ilerleyebilirdi.
Araştırma ekibi, yeraltı kabloları tarafından rezonansların nasıl meydana geldiğini kaydetmek üzere şebekede ilgili tüm işletme araçlarını bir simülasyon yazılımı kullanabilmek için yapay olarak oluşturulmuş verilerle ortaya konulan modellerde kullanılabilecek şekilde tanımlayarak işe giriştiler.
Bu yaklaşımı temel alan bilim insanları, tekil şebeke bölümleri oluşturmalarına olanak tanıyan yeni bir yöntem geliştirdiler. Daha sonra duyarlılık testleri yardımıyla söz konusu bölümlerdeki yeraltı kablo sistemlerini analiz ettiler. Şebekede yer alan çok sayıda unsur nedeniyle, bilim insanlarının bu hesaplama ve simülasyonları için mümkün olan en küçük fakat model için hala temsil gücüne sahip olan şebeke bölümlerini seçmeleri zor oldu. Bu aynı zamanda bunun için henüz yerleşik bir yöntem bulunmaması nedeniyle de zorluklar içeriyordu.
Ayrıca, çok yüksek gerilim şebekeleri kritik altyapının bir parçasıdır. Bu nedenle araştırmacılar, laboratuvar çalışmalarının ardından gerçek çok yüksek gerilim şebekesinde yaptıkları metrolojik incelemeler sırasında, teknik riskleri en aza indirmek için şebekeye müdahale etmemeye dikkat etmek zorunda kaldılar.
 |
| Bir Kablo Serme Makinesi 380 kV Yeraltı Kablosu Seriyor |
Hassasiyet analizleri şebeke empedansını hangi faktörlerin etkilediğini göstermiştir: Bunlar arasında kısmi toprakaltı kablolarının doğru şekilde tanımlanmış konfigürasyonu, toprağın daha alt derin kısmında tesis edilmiş olası yüksek gerilim şebekelerinin yapısı ve farklı çalışma ve anahtarlama durumları yer almaktadır. Ekip ayrıca, ilgili frekans aralığında rezonansları olmayan, doğrusal transfer davranışına sahip ölçüm transduserlerinin kullanmanın çok önemli olduğunu keşfetti. Şebeke frekansının hem büyük hem de küçük sinyal bileşenlerini güvenilir bir şekilde kaydedebilmek için, ara ölçüm transduserlerinin ve gerçek ölçüm sisteminin optimum ölçüm aralığı seçilmelidir.
Proje paydaşları, model ve yöntemleri gelecekte gerçek çok yüksek gerilim şebekelerinde kullanılabilecek şekilde geliştirmiştir. Burada, kullanılan yazılımın halihazırda denenmiş ve yaygın olması oldukça önem arz etmektedir. Ekip, projenin bulgularından faydalanabilmeleri için bu bulguları diğer kullanıcıların kullanımına sunmayı planlıyor. Özellikle şebeke kesitlerinin oluşturulmasına yönelik yeni yöntem, gerekli simülasyonların hızlandırılmasına yardımcı olabilir. Buna ek olarak, şebeke empedansını belirlemek için test edilen ölçüm yöntemi diğer gerilim seviyelerinde de kullanılabilir. Elde edilen ölçüm verileri ayrıca simülasyon modellerini doğrulamak ve geliştirmek için de kullanılabilir.
Genel olarak sonuçlar, araştırmacıların gelecekte yeni enerji hatlarının kısmi alternatif akım kablolama altyapısının kullanışlılığını daha iyi değerlendirmelerini sağlayacaktır. Aynı zamanda konunun uzmanları, ilgili risklere karşı olası önlemleri almak için bu kılavuzdan faydalanabileceklerdir.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder