Güç Sistemlerindeki Gerilim Arızaları İçin, Düşük-aşırı Gerilim Röle Ve Dvr’ın Birleşik Kullanımı

Abstract

Bu tez çalışmasında ele aldığım konu, güç dağıtım sistemlerindeki gerilimin korunması geliştirildi ve dolayısıyla hassas yüklerin korunması daha da güvenli yapıldı. Güç sistemindeki arızalar önem teşkil etmektedirler bu yüzden bu hatalar hassas yükler mesela bilgisayar ve mikroprosesler her gün kullanım dünyada artmaktadır bunlarda hassas yüklere zarar vermektedir dolayısı ile arızaların çözüm bulması önem arz etmektedir. Gerilim arızaları sistemdeki en önemli arızalardandır bunların çözüme kavuşması önem taşımaktadır. Güç dağıtım sistemlerindeki kararlı ve korunmuş gerilim bara geriliminin ölçümünü, analizini ve geliştirilmesini sağlar. Bundan dolayı güç sistemlerinin korunması ve kalitesi iki önemli ana madde olarak elektrik mühendisliğinde göz önünde tutulur. Günümüzde gerilimin kesilmesi, geçici arızalar sag ve swell gerilimleri gibi ve devamlı olan arızalar olarak bilinen düşük ve aşırı gerilimler elektrik sanayisinde ciddi problemlere yol açmaktadır. Cihazların çalışmasına engel olma ve bozulmalarına sebep olduklarından dolayı bu problemlerin güç sisteminden kaldırılması gerekir. Güç sistemlerinin gerilim kalitesini arttırmak için ve hassas yükleri korumak için FACTS cihazlarından biri olan DVR (dinamik gerilim düzenleyen) kullanıldı. Dolayısıyla kısa süreli gerilim düzensizlikleri böylece ortadan kaldırılır. Uzun süreli gerilim düzensizliklerinde ve bazı arızalarda DVR arızaları tamamen çözemez ve yüklerin korunması düşük-aşırı röley yardımıyla yapıldı. Bu iki cihazın (DVR ve düşük-aşırı röle) birleştirilip kullanılması güç sistemlerinin kararlılıklarının arttırılmasını, faz hataları ve kısa-uzun süreli gerilim arızalarının düzeltilmesini sağlayarak hassas yükleri korur. Ayrıca ters zamanlı röle olduğundan güç dağıtım sistemleri için daha kontrollü ve güvenli bir fırsat sağlıyor ve gecikme süreleri bize daha fazla gerilim kontrollü imkanını öne sürüyor. dolayısı ile röle orta gerilimlerinde kullanıldığında güç dağıtım sistemlerinde uygun bekleme süresini kesinti yaşanıp yaşanmayacağını hassas yüklerdeki hasarları engellemeyi sağlıyor. Bu çalışmamda elde ettiğim simülasyon değerlerimden çıkan sonuçlara göre gösteriyor ki DVR bizim için tam bir şekilde yapa çözüme ulaştırıyor geçici arızalarda az cümle sag ve swell gerilimleri çözüm sağlıyor o yüzden sistem korumasını artıyor. Daha ayrıntılı açıklamak gerekirse DVR gerilim düştüğü zaman sisteme güç besliyor ve gerilim belli düzeyin üzerine çıktında yani artığında gücü emmeye ve kapasite sisteminde depolamaya başlıyor ve bu çalışmayla gerilim değişikliklerini düzenlemeye çalışıyor. Eğer hata süresi bir dakikadan fazla olursa ve gerilim değişiklileri DVR `a tarif edilen gerilim haddinden çok olursa o zaman hatalar tam düzeltmiş olmuyor DVR tarafından sistemi korumak için röleler güç hatlarında olması gerekmektedir. Kullandığımız ters zamanlı rölede eğri kapsamında üzerinden hattı açıyor. Gerilimin aşırı ve düşük miktarı üzerinde bekleme süresi röle de değişiyor ve bu rölenin işlevi çalıştığımız sistem üzerinde bazı arızalara karşı simülasyon yapıldı ve sonuçları elde edildi. Bunun sonucunda geçici arızalar bazen rölede görülmeye bilir fakat uzun süreli arızalarda tamamen sistemden ayıklanıyor, bu yüzden DVR`in kullanılması bu durumlarda önem taşımaktadır. Bu iki cihazları birlikte (DVR ve Röle) kullanıldığında kısa süreli gerilim arızalar tamamen çözüme ulaşıyor ve uzun sürelerde DVR arızanın tamamını çözüme ulaştırmıyor ve ariza devam ediyor bu önlemek için iki cihaz birlikte kullanıldığında hem kısa süreli gerilim arızaları hemde uzun süreli gerilim arızaları tam sonuç vermektedir. Bu sistemin performansı kısa süreli arızalar örnek vermek gerek olursa sag, swell gerilimler ve faz arızalarında ayrıca uzun süreli gerilim arızalarında numune olarak kesinti arızaları, yüksek ve düşük gerilim arızalar simülasyon elde edilmiştir ve elde ettiğimiz sonuçlarımıza daha sonuç doğrulunu göstermektedir. Kullandığımız yük sabit yüktür ve sistemimizde onu korumaya çalışıyoruz dolayısı ile bu cihazları birlikte kullandığımızda sistemin koruması ve kararlığı artarak böyle hassas yükleri gerçek dağıtım sistemlerde`de korumuş olabiliriz.

In power system distribution and transmission, having stable and protected voltage leads to measure, analysis and improvement of bus voltage. So two main topics named as power system protection and quality is considered important in electrical engineering. Today, the major problems in electrical industry are voltage interruption and instability like sagging and swelling which may result in equipment malfunction and damage. It has been observed that DVR is used to improve power quality and solution for the protection of sensitive loads against voltage disturbances recently. Against the damage resulted by disturbances and faults we could also apply under-over voltage relay to protect voltage variation as an alternative solution. It means that, phase faults and interruptions must be isolated from power system. Since the inversed time relays are multifunctioning when are applied to control the delay time of tripping, we used them to protect sensitive stable loads in our work. The analyzed data out of this work shows that DVR can solve sag and swell voltage and compensate the variation of voltage in less than one minute which is desired. Inverse time relay with curve characteristic is introduced in the next step and performance of this kind of relay against some voltage variations is simulated. The conclusion of simulation results illustrates this fact that application of relay in voltage disturbances guarantees sensitive load protection. The usage limitation of DVR makes us to use relay as a main solution. In order to make sure about having a stable and high-quality of voltage for sensitive loads without any variation and risk in voltage supplement, combined usage of DVR and relay was studied. It was seen that relay would avoid the faults that DVR is unable to compensate completely such as interruptions and under-over voltage with more than one minute duration. Therefore, the protection of the system may be increased, which is proved by simulation results.