Enerji iletim hatlarında ark arızası yerinin yürüyen dalga yöntemleri ile belirlenmesi
Estimation of arc fault location in power transmission lines with travelling wave methods
Yazar: MUSTAFA AKDAĞ
Danışman: PROF. DR. MEHMET SALİH MAMİŞ
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: İletim hattı arızaları = Transmission line faults

Özet:
Bu tezde Enerji İletim Hatlarında (EİH) oluşan ark arızası benzetimi ark modelinin benzetim ortamına aktarılması vasıtasıyla yapılmış ve ark arızası yeri Yürüyen Dalga (YD) yöntemleri ile belirlenmiştir. Daha önce normal arıza koşullarında arıza yeri için sunulan Geçici Rejim Frekans Spektrumu (GRFSA) yöntemi; arıza tespit, veri boyutunun sınırlandırılması ve kaynak empedansı etkisinin farklı şekilde azaltılması geliştirmeleriyle bu tezde sunulmuştur. İki uçtan alınan senkron zaman alanı verisi ile YD ulaşma zamanlarını belirlemek için sunulan Yaklaşık Türev (YT) yöntemi bu tezde, ilk defa, tek uçtan alınan veri ile uygulanmıştır. YD teorisinden faydalanılarak, yansıyan YD'lar işaret değişimine dayalı kapsamlı bir algoritma ile ayrıştırılmıştır. YT aynı zamanda arıza tespit için sunulmuştur. Arıza tespit sayesinde yöntemin ihtiyaç duyduğu kısıtlı veri ile arıza yeri yüksek doğruluk oranı ile belirlenmiştir. Arıza tespit yöntemi sayesinde kısıtlanan veri boyutu, yöntemlerin daha hızlı sonuç vermesini sağlamıştır. Bu sayede arkın yıkıcı etkilerinin azaltılması hedeflenmiştir. Sunulan her iki yöntemin arkın lineer olmayan karakteristiğinden etkilenmediği ispatlandığı gibi, güç sistemlerinde oluşan değişken durumlara tepkileri incelenmiştir. Ayrıca, sinyallerdeki gürültünün yöntemlere etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak yöntemlerin önceki çalışmalarla karşılaştırılması ile etkinlikleri ve özgünlükleri kanıtlanmıştır. Benzetimler ATP/ EMTP ortamında, arıza tespit ve arıza yeri hesaplamaları ise MATLAB'ta yapılmıştır.

Abstract:
With this thesis, arc fault in Power Transmission Lines (PTL) are simulated by transferring arc model in simulation environment and arc fault location is estimated by Travelling Wave (TW) methods. Transient Frequency Spectrum Analysis (TFSA) that was presented before for normal fault location is presented here with fault detection, data size restriction and a new way of reducing source impedance effect improvements. Approximate Derivative (AD) that was presented with double end synchronized data is presented here for single end data for the first time. With the aid of TW theory, reflected TWs are distinguished based on sign change with a comprehensive algorithm. AD is also suggested for fault detection. With restricted data needed through fault detection, fault location is estimated with high accuracy. Restricted data with the aid of fault detection ensures both methods to give results faster. In this way, reducing destructive effects of arc is aimed. It is proven that both methods presented are not affected by the nonlinear characteristics of the arc, and their reactions to different cases in power systems are examined. Besides, the effect of noise contemned in the signals on methods are investigated. As a result, the effectiveness and originality of the methods are proven by comparison with previous studies. Simulations are made in ATP/EMTP environment, fault detection and fault location calculations are made in MATLAB.