Yakınlarda UHVDC Topraklama Elektrotları Bulunan Yenilenebilir Enerji İstasyonlarındaki Dönüştürücülerde DC Bias'ın Etkisi
Ultra Yüksek Gerilimli Doğru Akım (UHVDC) iletim sisteminin topraklama elektrotu, bir yenilenebilir enerji santraline yakın konumlandığında, toprağı geçen dönüş akımı, elektrot çevresinde toprak potansiyelinin yükselmesine neden olabilir. Bu toprak potansiyeli yükseltmesi, yakındaki güç dönüştürücülerinin nötr nokta potansiyelini kaydırmaya ve onların çekirdeklerinde DC bias (veya DC ofset) oluşturmasına yol açar. Bu tür bir DC bias, dönüştürücülerin performansını azaltabilir ve ciddi durumlarda ekipman hasarına neden olabilir. Bu nedenle, etkili önleme tedbirleri hayati önem taşır.
Bu sorunla ilgili ayrıntılı bir analiz aşağıda verilmiştir:
1. Etkileyici Faktörler
DC bias'ın şiddetinin belirlenmesinde birçok faktör rol oynar, bunlar arasında:
- UHVDC sisteminin çalışma akımı;
- Topraklama elektrotunun konumu ve tasarımı;
- Toprak direnç dağılımının uzaysal dağılımı;
- Dönüştürücünün sarım bağlantı yapılandırması ve yapısal özellikleri.
2. DC Bias'ın Sonuçları
Dönüştürücülerdeki DC bias, aşağıdaki sonuçlara yol açabilir:
- Artan ses gürültüsü ve mekanik titreşim;
- Ek çekirdek kayıpları nedeniyle artan sıcaklık yükseltimi;
- Uzun süreli maruz kalma sonucunda sarım yalıtımının hızlandırılmış yaşlanması.
- Bu etkiler, dönüştürücülerin güvenli ve güvenilir çalışmasını tehlikeye atar ve hizmet ömrünü kısaltır.
3. Önleme Tedbirleri
DC bias'ı baskılamak için birkaç teknik strateji uygulanabilir:
- Yenilenebilir enerji istasyonunun nötr topraklama modunu dinamik olarak değiştirme (örneğin, sağlam topraklanmış ve yüksek dirençli topraklanmış arasında);
- Topraklama grid tasarımını optimize etmek, yenilenebilir tesiste ve yakındaki alt merkezlerde potansiyel dağılımı dengelemek için;
- Dönüştürücülerin nötr noktalarına jeomanyetik olarak veya kaynaklı DC akımlarını engellemek için kapasitif veya aktif tip nötr bloklama cihazları kurmak.
Sonuç
Yakınlarda UHVDC topraklama elektrotları bulunan yenilenebilir enerji istasyonlarındaki dönüştürücülerde DC bias'ın etkisi, karmaşık bir jeoelektrik ve güç sistem sorunudur ve bütüncül bir yaklaşım gerektirir. Etkilenen dönüştürücülerde DC bias seviyelerinin sürekli izlenmesi, periyodik risk değerlendirmelerinin yapılması ve önleme tedbirlerinin proaktif olarak uygulanması önerilir. Bunu yaparak, UHVDC sistemlerinden etkilenen bölgelerde yenilenebilir enerji tesislerinin güvenli, istikrarlı ve uzun vadeli işletilmesi sağlanır.