Dalgacık tabanlı transformatör koruma algoritması / Çağrı Kocaman; Danışman Okan Özgönenel.

Abstract

Bu tez çalışmasında güç sistemlerinin en pahalı ve en vazgeçilmez bir elemanı olan güç transformatörlerinin sayısal yolla korunması amacıyla yeni bir algoritma geliştirilmiştir. Farklı güçlerde ve tiplerde olmalarından ötürü, güç transformatörü koruması da farklılık göstermektedir. Gücü 1.5 MVA'dan daha az olan dağıtım transformatörleri yüksek açma hızlı sigortalar tarafından korunmaktadır. Diğerleri ise aşırı akım röleleri tarafından korunmaktadır. Ancak yüksek güçlü güç transformatörleri diferansiyel koruma yöntemiyle (yüzde diferansiyel koruma, delta diferansiyel koruma ve birleştirilmiş yaklaşım) korunmaktadır. Geliştirilen tüm bu algoritmalar güç sistemleri uygulamalarında güvenilirliklerini kanıtlamış ve birim koruma amacıyla yıllardır kullanılmaktadır. Yüksek frekanslı harmonik bileşenlerin tamamı ihmal edilerek sadece gerilim ve akım sinyallerindeki temel harmonik bileşenler üzerine kurulu yöntemlerdir. Dahası fazör hesaplamalarında pencere algoritmaları kullanılmakta ve önemli bir zaman gecikmesi ortaya çıkmaktadır. Bu işlemler sonucunda doğruluk da tam olarak garanti edilememektedir. IEEE 519 gibi (güç sistemlerinde harmonik standardı) enerji kalitesindeki standartların artması nedeniyle başarımı yüksek algoritmalara ihtiyaç vardır. Bu amaçla dalgacık tekniği ve dönüşümü kullanılmış ve zaman düzleminde yapılan çözümlemelerde oldukça güvenilir ve hassas sonuçlar elde edilmiştir. Bu çalışma iki bölümden meydana gelmiştir. Bunlardan ilki bir dizi laboratuar çalışmalarını kapsamaktadır. Yapılan bu çalışmalar, deneysel üç fazlı üç sargılı transformatörün enerjilenme anlarını ve kararlı durum çözümlemelerini kapsamaktadır. Bu çözümlemelerin ışığında ATP-EMTP yardımıyla doymalı benzeşim modeli kurulmuş ve normal şartlarda mümkün olmayan gerçeğe çok yakın benzeşimler yapılmıştır. Bunlar arasında, her iki yanda da gerçekleştirilen faz – toprak arızaları, faz – faz arızaları ve simetrik üç faz kısa devre arızaları yer almaktadır. Benzeşim sonuçlarından elde edilen veriler converter isimli bir dosya çeviricisi yardımıyla matlab ortamında veri dosyası haline dönüştürüldükten sonra dalgacık tekniğinin uygulaması gerçekleştirilmiştir. Dalgacık tekniği ile yapılan çözümlemeler irdelendiğinde normal çalışma, enerjilenme anı ve arıza durumlarının yüksek frekanslı bileşen katsayıları yardımıyla kolayca ayırt edilebileceği gözlemlenmiştir. Daha sonra bu katsayıların yorumlanması amacıyla istatistiksel bir yöntem olan en büyük olabilirlik parametre tahmin yöntemi kullanılmıştır.