Yüksek sıcaklık üstüniletken güç iletim kablolarının elekromanyetik analizi ve alternatif akım kayıplarının hesaplanması
Electromagnetic analysis and calculation of alternating current loss of high temperature superconducting power transmissions cables
- Tez No: 316239
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FEDAİ İNANIR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Güç iletimi, Güç kablosu, Sonlu elemanlar yöntemi, Süper iletkenlik, Power transmission, Power cable, Finite element method, Superconductivity
- Yıl: 2012
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Üstüniletken güç iletim kablosu, üstüniletken şeritlerin ?tapes? farklı şekillerde dizilmesi veya sarılması ile oluşan yapılardır. Kabloların akım taşıma performansını etkileyen başlıca faktörler şunlardır: şeritlerin boyutları ve sayısı, kablonun kesit alanında şeritlerin geometrik düzenlemesi, üstüniletkeni kaplama malzemesinin elektronik ve manyetik özellikleri, sarılma açısı vb. Kablonun üretim aşamasında, akım taşıma kapasitesi arttırmak ve dolayısıyla kayıpları azaltmak için kabloyu oluşturan üstüniletken şeritlerin farklı kombinasyonlarda dizilimlerini denemek ve test etmek çok önemlidir. Ancak denemeler çok zaman ve para kaybına neden olmaktadır. Daha da önemlisi, bu testler kablodaki kayıp mekanizmasının fiziğinin anlaşılmasına çok az katkı sağlamaktadır. En verimli (düşük alternatif akım (aa) kaybın olduğu) elektromanyetik tasarımı gerçekleştirmek ve kayıp mekanizmasını iyi anlayabilmek için hem üretim aşamasından önce hem de test aşamasından sonra üstüniletken tel ve kabloya akı, akım nüfuzunun doğru bir şekilde anlaşılması ve aa kayıplarının hesaplanması gerekmektedir. Bu kablo üretiminde zaman ve para israfını önemli ölçüde düşürecektir. Bu projede ticari bir sonlu elemanlar yazılımı kullanılarak, farklı çalışma şartları altında ikinci kuşak kaplı üstüniletken tellerden yapılmış ?2G-coated conductors? iki tabakalı kablolara akı ve akım nüfuzunu simüle edecek ve kayıpları hesaplayacak yeni iki metot geliştirildi. Geliştirilen metodun literatürde halihazırda kullanılan metotlara göre güç iletim kablolarına uygulanması daha kolay ve hesaplama süresini de daha kısaltmaktadır. Tez üç aşamadan oluşmaktadır: birinci aşamada çok basit şerit yerleşimine sahip ve aa akıma maruz bırakılan kablo yapısı için şeritlerde taşınan akımı eşit şekilde paylaşacak metodun geliştirildi. İkinci aşamada, metot daha gerçekçi fiziksel modellere uygulanacak ve farklı çalışma şartları için hesaplamalar gerçekleştirildi. Üçüncü aşamada, geliştirilen metot ferromanyetik malzeme ile kaplanmış şeritlerden oluşan kablolar için akı, akım ve aa kayıplarının hesaplanmasına uygulandı. Üstüniletken kablo teknolojisinin ülkemize kazandırılması bakımından öncü bir tez özelliği taşımaktadır. Tez sonucunda geliştirilen metodun ve bu metoda dayanan bilgisayar programının ülkemizde üstüniletken teller ve kablolar üzerine çalışan deneysel gruplara ve şirketlere üretim aşamasından önce çok önemli öngörüler sağlayacağı düşünülmektedir. Bu proje TÜBİTAK 110T876 nolu proje ile desteklenmiştir.
Özet (Çeviri)
Superconducting power transmission cable is a structure created by arranging or wrapping superconducting tapes in different ways. The main factors affecting current transmission capacity are: size and number of tapes, their geometrical arrangement in the cross-section of the conductors, electronic and magnetic properties of coating material, wrapping angle, etc. In the cable manufacturing process, to increase current carrying capacity and so to lessen the loss, trying and testing different arrangement of superconducting wire inside cables is very important. However, the testing causes very large of time and money consuming. More importantly, this kind of testing can provide very little contribution understanding to physics of loss mechanism. Performing most efficient (low alternative current (ac) loss) electromagnetic design and to be able to find out loss mechanism the flux and current penetration into superconducting wire and cable should correctly be understood both before production stage and after testing. This will reduce significantly waste of time and money in cable production. In this project, using a commercial finite element software a new method will be developed that will simulate flux and current penetration into two layer cables produced from second generation coated conductors and calculate the loss. Developed method to implement to power transmission cables will be easier than the methods used currently and also intended to further shorten the calculation time. The projects consist of three stages: in the first stage, we have aimed to develop a toy method that will share equally currents carried by tape layers for a cable structure having very simple tape arrangement and subjecting alternative current. In the second stage, the method was implemented more realistic physical models and carried out calculations for various working conditions. In the third stage, the developed method was be adapted to evaluate flux, current and ac loss for the cables coated ferromagnetic substance. This project has characteristic of a pioneering project for acquiring superconducting cable technology to our country. We expect that the method developed as a result of thesis and computer program based on this method will provide an important insight to the teams working experimentally on superconducting wires and cables and companies. This project was supported by TUBİTAK project number: 110T876
Benzer Tezler
- Conceptual power conversion architecture for unmanned aerial vehicles utilizing BLDC motor as both starter and generator
BLDC motorun hem marş motoru hem de jeneratör olarak kullanıldığı insansız hava araçları için kavramsal güç dönüşüm mimarisi
EMEL TİMURKAYNAK SOLAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ONUR GÜLBAHÇE
- Development of multi-layer conductive polymer nanocomposites for electromagnetic shielding application
Elektromanyetik kalkanlama uygulamaları için katmanlı iletken polimer nano kompozitlerinin geliştirilmesi
FATMA ZEHRA ENGİN SAĞIRLI
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- Development and characterization of ceramic nanofiber membranes for dye removal from textile wastewater
Tekstil atıksularından boya giderimi için seramik nanofiber membranların geliştirilmesi ve karakterizasyonu
NURAY YERLİ SOYLU
Doktora
İngilizce
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- D.a. Kopartma sisteminin kurulması ve üstüniletken ince filmlerin hazırlanması
Başlık çevirisi yok
NURCAN AKDURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. FIRAT TEZER
- Spin polarized tunneling spectroscopy of intercalated Bi2Sr2CaCu2O8+d superconductor
İnterkalasyonlu Bi2Sr2CaCu2O8+d üstüniletkenlerinin spin polarize tünelleme spektroskopisi
MEHTAP ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMadde Bağımlılığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LÜTFİ ÖZYÜZER