Tez Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Teknik Üniversitesi, Elektrik-Elektronik, Elektrik Mühendisliği, Türkiye
Tez Danışmanı: Prof. Dr. Ömer Usta
Tezin Onay Tarihi: 2013
Tezin Dili: Türkçe
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:
Günümüzde enerji ihtiyacı her geçen gün artmaktadır. Artan ihtiyaçla birlikte enerjinin üretilmesi ve tüketilmesi konuları da önem kazanmaktadır. Teknolojinin ilerlemesiyle, geçmişte çok fazla dikkat edilmeyen ve ihmal edilebilecek boyutlarda olan bazı olaylar, bugün dikkat edilmesi ve önlem alınması gereken durumlar halini almıştır. Bu durumlar neticesinde, zaman içerisinde bir takım yeni kavramlar ortaya çıkmıştır. Bu kavramlardan biri de ?Güç Kalitesi?dir. Güç kalitesi kavramı enerjinin üretim evresinden başlayarak iletimi, dağıtımı ve son kullanıcı tarafından tüketilmesine kadar geniş bir yelpazede ele alınmaktadır. Enerjinin yol aldığı her bir aşama için dünya genelinde güç kalitesini düzenleyen bazı standartlar ortaya konulmuştur. Bu standartlar enerji üretimi ve tüketimi arasında kalite bakımından bir denge kurmak üzere hazırlanmışlardır. Bu tezde güç kalitesini olumsuz yönde etkileyen olaylardan biri olan ?Gerilim Çentiği? etkisini tespit etmek için bir algoritma tasarlanmıştır. Birinci bölümde tezin amacına ve neden gerilim çentiği algılama algoritması geliştirilmek istendiğine yer verilmiştir. Gerilim çentiğinin sebep olduğu olaylardan bahsedildikten sonra literatür araştırması yapılmıştır. Literatürde gerilim çentiği tespiti yapılmak üzere hangi yöntemlerin kullanıldığı ve bu yöntemlerin pozitif ve negatif yönlerinden bahsedilmiştir. Ayrıca literatürdeki çalışmaların eksik yönlerine atıfta bulunularak çalışma sonunda bu eksikler kapatılmıştır. İkinci bölümde öncelikle güç kalitesi kavramı açıklanmıştır. Ardından IEEE Std 1159-2009 ve IEEE Std 519-1992 standartları temel alınarak güç kalitesini bozan olaylar sırasıyla açıklanmıştır. Geçici olaylar, kısa süreli gerilim değişimleri, uzun süreli gerilim değişimleri, dengesizlikler, dalga şekli bozuklukları, gerilim dalgalanmaları ve frekans değişimleri tek tek ele alınmıştır. Üçüncü bölümde standartlar çerçevesinde gerilim çentiği tanımına yer verilmiştir. Bununla birlikte gerilim çentiği tespitinde kullanılacak olan kriterler irdelenerek bu kriterler hakkında açıklamalarda bulunulmuştur. Aynı zamanda kabul edilebilir sınır değerler tablo halinde verilmiştir. Daha sonra gerilim çentiği tespiti için tasarlanan algoritmanın akış diyagramı çizilmiştir. Akış diyagramında numaralandırılan işlem basamakları teker teker açıklanmıştır. Dördüncü bölümde geliştirilen algoritmanın performans analizine yönelik çalışmalar yapılmıştır. Öncelikle standartta gerilim çentiğinin oluşmasına sebep olarak gösterilen üç fazlı kontrolsüz bir doğrultucu modeli oluşturulmuştur. Ardından bu modelden elde edilen gerilim dalgası algoritmayı test etmek için kullanılmıştır. Test işleminin ardından elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Bir sonraki test işleminde karşılaştırmalı performans analizi yapılmıştır. İlk olarak standartta belirtilen kriterlerden yola çıkılıp bir algoritma oluşturularak, performans analizi harmonikli bir dalga ile gerçekleştirilmiştir. Sonucunda standarttaki kriterlerin yeterli seçiciliğe sahip olmadığı tespit edilmiştir. Ardından standarttaki kriterlere ek olarak yeni bir kriter ortaya konulup işlem basamakları algoritmaya eklenmiştir. Daha sonra aynı harmonikli dalga kullanılarak performans analizi işlemi tekrar edilmiştir. Sonucunda çentik etkili dalga ile harmonikli dalga birbirinden başarı ile ayırt edilebilmiştir. Bir sonraki kısımda grafiksel olarak çenik etkisine çok benzeyen bir dalga ile algoritma performansı karşılaştırmalı olarak test edilmiştir. Test işleminin sonucunda çentik etkisine benzer özellikler gösteren harmonikli dalga çentik etkisinden başarılı bir şekilde ayırt edilmiştir. Bir sonraki performans analizinde darbe işareti kullanılarak algoritma test işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu test işlemi sonucunda da hedeflenen sonuç elde edilmiştir. Ardından algoritma şebekenin sinüzoidal formunu bozmayan gerilim düşmesi (voltage sag) olayı ile test edilmiştir. Sonuç olarak algoritma bu testten de başarılı bir şekilde geçmiştir. Bir sonraki performans analizi güç kalitesini bozucu etkilerden biri olan gerilim şişmesi (voltage swell) olayı ile gerçekleştirilmiştir. Algoritma bu performans analizinden de başarılı bir şekilde geçerek ele alınan bütün bozucu etkileri çentik etkisinden ayırt etmede olumlu sonuçlar vermiştir.