Aşırı akım röle koordinasyonuna etki eden güç sistem bileşenlerinin izlenmesi ve analizi
Monitoring and analysis of power system components affecting overcurrent relay coordination
Yazar: İSHAK ÖZER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ ÜNLÜTÜRK
Erzurum Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Elektrik Dağıtım Şebekelerinde (EDŞ) röle koordinasyonun güvenilirliği açısından, Dijital Aşırı Akım Koruma Rölelerinin (DAAKR) açma kontaklarının gecikme süresi, akım trafolarının hata oranları ve SF6 gazlı kesicilerin açma süreleri büyük öneme sahiptir. Bu nedenle koruma rölelerinin kontak gecikmelerinin, kesicilerin açma zaman gecikmelerinin ve akım trafolarının çevirme oranı hatalarının belirli periyotlarla test edilmesi ve hatalı ölçümler yapan ekipmanlarda gerekli bakımların ve değişimlerin yapılması gerekmektedir. Bu tez çalışmasında, Erzurum ilinde EDŞ'de yaygın olarak kullanılan farklı marka DAAKR'nin, farklı tip akım trafolarının ve farklı marka ve model SF6 gazlı kesicilerin gerçek zamanlı testleri gerçekleştirilmiştir. Gerçek zamanlı test sonuçlarının röle koordinasyonu üzerindeki etkileri incelendikten sonra DAAKR'nin açma kontaklarının gecikme süresi ve SF6 gazlı kesicilerin açma zamanı gecikmesi dikkate alınarak optimum aşırı akım röle koordinasyonu gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, Elektrik Güç Sistemi Analiz ve İşletme Yazılımı (ETAP Demo) ile EDŞ'ye ait güç sistem modelinde, her bir baraya ait olası 3 faz kısa devre arıza durumlarında rölelerin karşılaşacağı maksimum arıza akımları tespit edilmiştir. Bu arıza akımı verileri kullanılarak optimizasyon algoritmaları ile işletmede yer alan rölelerin toplam operasyon zamanı optimize edilmiştir. EDŞ'ye ait röle koordinasyonu kısıtlı optimizasyon problemi olarak ele alınmıştır. EDŞ modeline ait tanımlanan röle koordinasyon kısıtlarında gerçek zamanlı test verileri kullanılmıştır. Daha sonra, metasegizsel optimisazyon algoritmalardan olan Genetik Algoritma (GA), Karınca Aslanı Optimizasyonu (ALO), Balina Optimizasyonu Algoritması (WOA), Salp Sürü Optimizasyonu (SSA), Çember Arama Algoritması (CSA) ve Bal Porsuğu Algoritması (HBA) yöntemleri kullanılmıştır. Sonuç olarak, kullanılan optimizasyon algoritmalarının minimum toplam röle operasyon zamanını elde etme performansları karşılaştırılmıştır.

Abstract:
In terms of the reliability of relay coordination in Electricity Distribution Networks (EDN), the delay time of the opening contacts of Digital Overcurrent Protection Relays (DOCPR), the error rates of current transformers and the opening times of SF6gas circuit breakers are of great importance. For this reason, contact delays of protection relays, tripping time delays of breakers and turning ratio errors of current transformers must be tested periodically, and necessary maintenance and replacement must be carried out on equipment that makes faulty measurements. In this thesis study, real-time tests of different brands of DOCPR, different types of current transformers and different brands and models of SF6gas circuit breakers, which are widely used in EDN in Erzurum province, were carried out. After examining the effects of real-time test results on relay coordination, optimum overcurrent relay coordination was achieved by taking into account the delay time of the opening contacts of DOCPR and the opening time delay of SF6gas circuit breakers. In addition, the maximum fault current that the relays will encounter in possible 3-phase short circuit fault situations of each busbar have been determined by means of the Electrical Power System Analysis and Operation Software (ETAP Demo) in the power system model of EDN. Using this fault current data, the total operation time of the relays in operation was optimized with the help of optimization algorithms.Relay coordination of EDN is considered as a constrained optimization problem. Real-time test data was used in the defined relay coordination constraints of the EDN model. Later, the metaheuristic optimization algorithms Genetic Algorithm (GA), Antlion Optimization (ALO), Whale Optimization Algorithm (WOA), Salp Swarm Optimization (SSA), Circle Search Algorithm (CSA) and Honey Badger Algorithm (HBA) methods were used. As a result, the performances of the optimization algorithms used in obtaining the minimum total relay operation time were compared.