Enerji iletim hatlarındaki yapısal değişikliklerin röle koordinasyonu üzerindeki etkileri
Effects of structural changes on energy transmission lines to relay coordination
Yazar: ÖZGÜR GÜRSANLI
Danışman: YRD. DOÇ. DR. OKTAY ARIKAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Enerji ihtiyacının hızla artmasıyla birlikte, güç sistemleri gün geçtikçe genişleyip daha karmaşık bir yapıya sahip olmaktadır. Özellikle yenilenebilir üretimin teşvik edilmesinden dolayı yeni üretim merkezleri farklı noktalardan sisteme eklenmektedir. Güç sistemine yeni merkezlerin eklenmesi, arıza durumları ve çeşitli işletme ihtiyaçları sebebiyle sistem yapısında sürekli değişiklikler olmaktadır. Bu nedenle; süreklilik, güvenilirlik, kararlılık ve ekonomik işletme için sistemin en önemli bileşenlerinden olan koruma sisteminde hatalı çalışmalar oluşabilmektedir. 
Bu çalışmada, şebekede meydana gelen topolojik değişikliklere bağlı olarak mesafe koruma rölesi ayar değerlerini yeniden hesaplayan algoritmalar oluşturulmuştur. Oluşturulan algoritmalar, Türkiye İletim Sisteminden seçilen 28 baralı örnek bir bölge üzerinde test edilerek doğrulanmıştır. İncelenen güç sisteminin modellenmesi DigSilent PowerFactory yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Algoritmalar DPL (DigSilent Programing Language) platformunda oluşturulmuştur.
Mesafe koruma rölesi kademe ayar değerleri hesaplamasında Türkiye enerji iletim sisteminde kullanılan hesaplama metodolojisi baz alınmıştır. Mesafe koruma rölelerinin kademe değerlerini hesaplamak için iki farklı yol kullanılmıştır. Birinci yolda hat empedansı değerleri kullanılırken, ikinci yolda görünür empedansı değerleri kullanılmıştır.
İletim sisteminde meydana gelen yapısal değişikliklerin röle ayar değerleri üzerindeki etkilerini incelemek için, sistemde bulunan bir hattın devre dışı kalması ve sisteme yeni bir rüzgar santrali eklenmesi senaryoları oluşturulmuştur. Oluşturulan herbir senaryo için hem hat empedansı metoduna göre hem de görünür empedans metoduna göre kademe değerleri hesaplanmıştır. Hesaplanan değerler için 3-faz kısa devre arızaları gerçekleştirilmiştir. Herbir senaryo için, mevcut röle ayar değerleri ile yeni röle ayar değerlerinin arızaya verdiği tepkiler karşılaştırılmıştır. Ayrıca iki metodun karşılaştırılması için arıza analizi yapılmıştır.

Abstract:
Power systems are being expanded day by day with a more complex structure. Especially, since renewable production is encouraged, new production centers are added to the system from different points. The system topology always changes due to adding new generation centers, faults and/or operation requirements. Therefore; malfunctions might occur in the protection system which is one of the most important component for the system reliability, stability and economic operation. 
In this study, algorithms that re-calculate the distance protection relay set values were created depending on the topological changes on the transmission network. The algorithms have been verified by testing on a sample area of 28 buses selected from Turkey National Transmission System. Modeling of the investigated power system was performed using DigSilent PowerFactory software. Algorithms built on DPL (DigSilent Programming Language) platform.
Calculation methodology used in Turkey energy transmission system is based on calculation of distance protection relay setting values. Two different ways were used to calculate the setting values of the distance protection relays. While the line impedance values are used in the first way, the apparent impedance values are used in the second way. 
In order to examine the effects of the structural changes occurring in the transmission system on the relay setting values, scenarios in which a line in the system is disabled and a new wind plant is added to the system has been established. For each scenario created, step values are calculated according to both the line impedance method and the visible impedance method. 3-phase short circuit faults have been performed for the calculated values. For each scenario, the responses of the current relay setpoints and the new relay setpoints are compared. In addition, a failure analysis was made to compare the two methods.