Dağıtım sistemlerinin enerji kalitesi bakımından incelenmesi
The examination of distribution systems considering energy quality
Yazar: CELAL FADIL KUMRU
Danışman: PROF. DR. CELAL KOCATEPE
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Enerji = Energy
Dizin: Aktif filtreler = Active filters ; Enerji kalitesi = Energy quality ; Harmonikler = Harmonics ; Pasif filtreler = Passive filters

Özet:
Günümüzde sanayinin gelişmesi ve güç talebinin artmasıyla birlikte, iletim ve dağıtım sistemlerindeki enerji kalitesi önemini artırmıştır. Özellikle dağıtım sistemlerinden ortak olarak beslenen farklı sektörlerdeki kullanıcıların bulunduğu sistemlerde, harmonikler ciddi problemlere neden olmaktadır. Bu sorunları ortadan kaldırmak için pasif ve aktif harmonik filtreleri geliştirilmiştir. Yarı iletken teknolojisi gelişene kadar harmonik filtreleme yapmak için pasif filtreler yaygın olarak kullanılmıştır. Pasif filtreler, tasarımının kolay olması ve ekonomik olması nedeniyle de tercih edilmiştir ancak yine de bütün sorunları tam anlamıyla giderememektedirler. Yüklerin çok hızlı olarak değiştiği ve birçok harmoniğin bulunduğu sistemlerde pasif filtreler yeterli olamamaktadır. Ayrıca belli bir frekansa ve güce göre tasarlanan filtreler, ileride sisteme yeni tüketiciler eklendiği zaman filtre görevlerini yerine getirememektedirler ve yeniden tasarlanmaları gerekmektedir. Ancak, aktif filtreler pasif filtrelerin aksine sistemde yük değişimi olsa bile tasarlandıkları güç limitine kadar filtreleme yapabilmektedirler. Güç olarak yetersiz kaldığı durumlarda ise gerekli kontrol sistemi tasarlanıp ek aktif filtreler ilave edilebilmektedir ve paralel olarak çalışmaları sağlanabilmektedir. Bu nedenlerden dolayı dağıtım sistemlerinde, güç kalitesinin düzeltmek ve harmonik bozulmayı standartların altına düşürmek için öncelikle detaylı bir sistem analizi yapılması gerekmektedir. Uygulanacak olan filtre tipi, hem teknik hem de ekonomik kriterler göz önünde bulundurularak seçilmelidir. Özellikle yüksek güce sahip dağıtım sistemlerinde ekonomik kriterler daha da önemli olmaktadır.Bu tez çalışmasında, bir indirici transformatör merkezinde, sekonder tarafta ölçülen harmoniklerin giderilmesi için pasif filtre ve aktif filtre uygulaması gerçekleştirilmektedir. Yapılan simülasyon çalışmasında pasif filtreleme ve aktif filtreleme arasındaki farklılıkların ayrıştırılması sağlanmıştır. Bu sayede de yapılacak olan iki farklı filtreleme yönteminin, indirici bir transformatör merkezinde sağlayacağı enerji kalite standardı seviyesinin görülmesi amaçlanmaktadır. Gerilim ve akımdaki harmonik bozulma değerlerinin, tasarlanan filtrelerle standartların altına çekilmesi hedeflenmiştir.

Abstract:
Along with the industrial development and the increase in power demand, the power quality in transmission and distribution systems has gained important recently. Especially in systems feeding cooperatively from distribution systems and having a variety of users from different sectors, harmonics cause vital problems. In order to overcome these drawbacks, passive and active harmonics have been developed. Passive filters have commonly been used to make harmonic filtration until semi-conductor technology is developed. Passive filters are preferred as they are economical and have an easy design, however, they are still unable to overcome all of the problems. In systems where loads change quickly and there are a lot of harmonics, passive filters are not sufficient. Also, the filters which are designed according to a specific frequency and power cannot perform their duties later on when new users are integrated to the system and therefore need to be designed again. However, unlike the passive filters, the active filters can do filtration up to the power extent for which they are designed even if there is a load change in the system. In the cases where they are not sufficient enough in terms of power, additional active filters can be provided when the needed control system is designed and their working in parallel is maintained. Because of these reasons in distribution systems, in order to enhance the power quality and decrease the harmonic disruption below the standard, the first thing to do is a detailed system analysis. The decision of which filter to choose must be done by considering both the technical and economical aspects. Especially in distribution systems which have a high power, economical aspects become more important.In this thesis, implementation of passive and active filters is carried out in a step-down transformer station in order to remove the harmonics measured at the secondary side. In the simulation study conducted, the differences between the passive and active filtration are discerned. With the help of this, the realization of how two different filtration methods can result in a energy quality standart level in a step-down transformer station is aimed at.The harmonic distruption measures is intended to be lowered below the standards with the designed filters.