Elektrik Enerji Sistemlerinin Sismik Davranışı

Abstract

Bu çalışma, elektrik enerji sistemlerinin sismik bakımdan davranışının incelenmesine ilişkin çalışmaları sunmaktadır. Mekanik ve dinamik hasara yol açan en büyük etkiye sahip sismik (mekanik) titreşim frekans aralığı, yaklaşık 0,1 Hz – 30 Hz’dir. Deprem sırasında ve sonrasında elektrik enerji sistemlerinde oluşabilecek hasarın en az düzeyde oluşması ve elektrik enerji sisteminin çalışmasının kontrollu olarak kesilebilmesi için gerekli önlemlerin alınması güvenlik açısından önemlidir. Bu çalışmada yüksek gerilim istasyonlarındaki güç transformatörü geçit izolatörlerinin sismik davranışı, onların mekanik dayanım özellikleri göz önüne alınarak analitik olarak incelenmiştir. 170 kV’luk bir transformatör geçit izolatörünün, 0 – 5 – 10 - 15 ve 20 derecelik transformatöre montaj açıları için 0,5 – 1 – 2,4 – 9 – 20 ve 25 Hz’lik sismik kuvvetler ve bunların karşılığı olan 2,9 – 5,2 – 8,7 – 8,7 - 7 ve 5 m/s2’lik deprem ivme değerleri durumunda statik eğilme momenti hesabı, IEC TS 61463’de verilen analitik hesap yöntemine göre yapılmıştır. Hesaplarda alınan ivme değerleri orta ve yüksek şiddette depremlere karşı düşmektedir. Böylelikle deprem sırasında transformatör geçit izolatörlerinin sismik etkilere karşı dayanımı ve sismik analizi incelenmiştir. Hesap sonuçları, montaj açısının büyümesi ile geçit izolatörüne etki eden eğilme momentinin de büyüdüğünü göstermiştir. Bu sebepten dolayı geçit izolatörüne etki eden eğilme momenti değerinin artmasıyla, geçit izolatörünün sismik etkilere karşı dayanımı azalmaktadır.

This study presents the studies related to the investigation for seismic behaviour of the electrical energy systems. The seismic (mechanical) frequency range having the greatest effect which may cause mechanical and dynamic damage is from about 0,1 Hz to 30 Hz. It is important that damage may occur in the electrical energy systems during and after earthquakes should be made the lowest and the necessary precautions should be taken to interrupt the supply of electric energy according to safety under control. In this study, seismic behaviour of the transformer bushings in high voltage substations taking consideration of their qualifications of the mechanical severity is investigated analytically. For a transformer bushing of 170 kV, the calculation of static bending moment is performed by IEC TS 61463 according to the calculation method for mounting angles to the vertical plane of 0-5-10-20 and 250, for the frequencies of 0,5-1-2,4-9-20 and 25 Hz and for the seismic accelerations of 2,9-5,2-8,7-8,7-7 and 5 m/s2. The acceleration values used for the calculation are for medium to very strong earthquakes. So, the severity of transformer bushings to the seismic effects during earthquakes was investigated. Calculation results showed that the values of bending moment affecting the transformer bushings increased when mounting angles increased. For this reason, increasing the values of bending moment that affect the transformer bushings, the severity of transformer bushing to the seismic effects decreases