Mesafe koruma röleleri için arıza noktası tespitinde oluşan hataların incelenerek çözüm önerilerin oluşturulması
Examining the errors in the fault location detection for distance protection relays and creating solution suggestions
Yazar: ERSİN GÖKTEUÇAR
Danışman: PROF. DR. BORA ALBOYACI
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Enerji = Energy

Özet:
Elektrik iletim hatlarının korunmasında kullanılan mesafe koruma röleleri; aynı zamanda kullanıcıya arıza noktasını tespit edebilmesi için bulundukları yere göre mesafe bilgisini de vermektedir. Kullanıcıya verilen bu mesafe bilgisinin doğruluğu elektrik iletim sisteminde varolan bazı parametrelerden olumsuz olarak etkilenebilmekte ve bu etki neticesinde elektrik iletiminin sürekliliğini tehlikeye düşürebilmektedir. Bu parametrelerden biri aynı direklerde paralel olarak giden iletim hatlarında oluşan karşılıklı ortak empedans etkisidir. Korunan hatta meydana gelen arıza esnasında, paralel iletim hattından akan toprak akımının miktarına göre değişen karşılıklı ortak empedans etkisi, mesafe koruma rölesi tarafından ölçülen arıza empedansını doğrudan değiştirebilmektedir. Bu tez çalışması kapsamında literatürdeki bu soruna sunulan bazı çözüm yolları araştırılmış ve gerçekte aynı sorunun yaşandığı Türkiye elektrik iletim sistemine ait Dudullu – Tepeören 2 elektrik iletim hattı ele alınmıştır. Bu çalışmada sorunun çözümü için öncelikle ele alınan iletim hatları DıgSILENT Power Factory analiz programında hem iletim hattı tipinde hem de hat empedansına etki eden birçok faktör göz önünde bulundurularak direk tipinde modellenmiştir. Simülasyon programında yapılan çeşitli analizler sonucu karşılıklı ortak empedans etkisi hesaplanmış ve mesafe koruma rölesi arıza noktası tespitine olan olumsuz etkisi ortaya konmuştur. Yapılan analizler sonucu karşılıklı ortak empedans etkisinin; iletim hattının uzunluğu arttıkça ve paralel iletim hatları arasındaki mesafe kısaldıkça arttığı, topraklama iletkeni kullanıldıkça da azaldığı gözlemlenmiştir. Sonrasında arıza noktasının doğru tespiti için olumsuz etkiye neden olan paralel iletim hattının toprak akımı ve korunan iletim hattında kullanılan mesafe koruma rölesi DigSILENT Power Factory programında modellenerek arıza noktası tespitinde ortaya çıkan bu hata karşılıklı ortak empedans kompanzasyonu yapılarak giderilmiştir.

Abstract:
Distance protection relays used in the protection of electrical transmission lines; at the same time, it also gives the user the distance information according to their location in order to detect the fault location. The accuracy of this distance information given to the user may be adversely affected by some existing parameters in the electrical transmission system, and as a result of this effect, the continuity of the electrical transmission may be endangered. One of these parameters is the mutual impedance effect that occurs in parallel transmission lines on the same poles. During the fault on the protected line, the mutual common impedance effect, which varies according to the amount of earth current flowing through the parallel transmission line, can directly change the fault impedance measured by the distance protection relay. Within the scope of this thesis, some solutions presented to this problem in the literature have been researched and Dudullu – Tepeören 2 electric transmission lines of the Turkısh electricity transmission system, where the same problem is actually experienced, are discussed. In this study, for the solution of the problem, the transmission lines were first modeled in the DıgSILENT Power Factory analysis program, considering both the transmission line type and the pole type, taking into account many factors affecting the line impedance. As a result of various analyzes made in the simulation program, the mutual common impedance effect was calculated and it is negative effect on the distance protection relay fault location detection was revealed. As a result of the analyzes made, the mutual impedance effect; it has been observed that as the length of the transmission line increases and the distance between parallel transmission lines becomes shorter, it increases and decreases as the grounding conductor is used. Afterwards, the ground current of the parallel transmission line and the distance protection relay used in the protected transmission line, which cause negative effects for the correct determination of the fault location, were modeled in the DigSILENT Power Factory program and this error that occurred in the fault location detection was eliminated by mutual impedance compensation.