Modelling of the equally distributed air gapped shunt reactor

Abstract

Elektrik enerjisi günümüzde vazgeçilmez bir yere sahiptir. Elektrik enerjisinin üretildiği tesislerden kullanım alanlarına kadar ulaşmasını sağlayan ise iletim ve dağıtım hatlarıdır. Ancak, uzun iletim hatlarındaki reaktif güç dengesinin sağlanamaması sonucunda iletilen enerji hem kalitesiz olur hem de taşıma sırasında oluşan kayıplar artar. Bu olumsuz durumların yaşanmaması için iletim hatlarının tamamlayıcı bir parçası olarak geliştirilen şönt reaktörler kullanılmalıdır. Şönt reaktörlerin bu işlevi en iyi şekilde yerine getirebilmesi için tasarım aşaması önemli bir yere sahiptir. Reaktör boyutu, hava aralığının toplam uzunluğu, bırakılan hava aralığı sayısı gibi önemli parametreler reaktörün endüktans değerini doğrudan etkilemektedir. Reaktörün endüktans değeri ise iletim hatlarındaki reaktif güç dengesini sağlamak adına yapılacak olan kompanzasyon işleminin sonucunu doğrudan etkileyen bir faktördür. Bu çalışmada; hava aralıkları eşit dağıtılmış farklı hava aralık sayılarına sahip üç ve beş bacaklı nüve yapılı şönt reaktör tasarımı yapılmıştır. Tasarımlara ait benzetim çalışmaları, yüksek doğruluğa ve kararlılığa sahip Sonlu Elemanlar Yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Benzetim çalışmalarının sonuçları ile ekonomik analizlerin karşılaştırmalı değerlendirmesi yapılmıştır.Today, electrical energy has an indispensable place. The transmission and distribution lines deliver electrical energy from power plants to usage areas. However, as the reactive power balance in the long transmission lines cannot be achieved, the transmitted energy is both has poor quality and increases the transportation losses. Shunt reactors developed as an integral part of the transmission lines should be used to avoid these adverse events. Shunt reactors have an important place in the design phase in order to perform this function in the best way. Important parameters such as the reactor size, the total length of the air gap, the number of air gaps, directly affect the reactor's inductance value. The inductance value of the reactor is a factor that directly affects the result of the compensation process to ensure the reactive power balance in the transmission lines. In this study; three-legged and fivelegged core shunt reactor designs are done with different air gap numbers and equally distributed air gapped. Simulation studies of the designs are done by using Finite Element Method with high accuracy and stability. A comparative evaluation of the results of simulation studies and economic analyzes are done.Anahtar kelimeler: İletim hatları kayıpları, Uzun iletim hatları kompanzasyonu, Şönt reaktör, Şönt reaktör modellenmesi, Sonlu elemanlar yöntemi.