Eskişehir-Ankara yüksek hızlı tren hattı elektrifikasyon tesislerinin modellenmesi ve analizi
Modeling and analysis of electrification systems of Eskisehir-Ankara high speed line
Yazar: EMRAH ÖZDEMİR
Danışman: DOÇ. DR. BÜNYAMİN TAMYÜREK
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Raylı Sistemler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Elektrifikasyon = Electrification ; Sistem modelleme = System modelling ; Yüksek hızlı tren = High speed train

Özet:
Modern raylı sistemlerin şu anda önemli bir dalı olan yüksek hızlı trenler için elektrifikasyon tesislerinin tasarım gereksinimlerini karşılamak amacıyla, malzeme ve donanımların doğru şekilde seçilmesi ve uygun biçimde boyutlandırılması gerekmektedir. Herhangi bir uygulama ve kurulum aşamasından önce, gerekirse sistemin tasarımı doğrulanmalı ve geliştirilmelidir. Bu nedenle, elektrifikasyon tesislerinin tasarımı ve daha sonra doğrulama amacı için kullanılabilecek etkin bir boyutlandırma programının mevcudiyeti büyük bir gereklilik olmuştur. Bu yüzden, bu tez çalışmasının amacı MATLAB tabanlı bir boyutlandırma programı geliştirmektir. Bu amaçla, mevcut olan Eskişehir-Ankara yüksek hızlı tren hattında bulunan Nötr Bölge 1 ve Alpu Trafo Merkezi arasındaki bölgenin elektrifikasyon tesisleri; hat profili, tren trafiği, bu bölgede seyreden trenlerin hız profil ve dinamik karakteristikleri temel alınarak modellenmiştir. Geliştirilen boyutlandırma programı; trenler tarafından tüketilen güç, trafodan çekilen güç, hat boyunca gerilim düşümleri gibi birçok niceliği hesaplar. Model ve boyutlandırma programının doğruluğunu teyit etmek için, gerçek zamanlı ölçümler hattın ilgili bölgesinden alınmış ve bir işletme senaryosu için sahada kaydedilmiştir. Program tarafından elde edilen sonuçların saha ölçümleriyle yakından eşleştiği görülmüştür. Bu doğrulamadan sonra, geliştirilen program kullanılarak farklı senaryoların uygulanabilirliği değerlendirilmiş ve gerekirse, elde edilen sonuçlara göre öneriler yapılmıştır.

Abstract:
In order to meet the design requirements of electrification systems for high speed trains, which is now an important branch of the modern rail systems, materials and equipment must be selected correctly and sized properly. Before any implementation and installation phase, the design of the system should be verified and improved if needed. For this reason, the availability of an effective sizing program that can be used for the design of electrification systems and later for the verification purpose has been a great necessity. Therefore, the objective of this thesis study is to develop a MATLAB based sizing program. For that purpose, the electrification systems of the section between Neutral Zone 1 and Alpu Substation located in the existing Eskisehir-Ankara high speed line are modeled based on the line profile, the train traffic, the speed profiles and the dynamic characteristics of the trains traveling at that section. The developed sizing program calculates many quantities such as the power consumed by trains, the power drawn from transformer, and the voltage drop across the line. To verify the accuracy of the model and the sizing program, the real time measurements were taken from the relevant section of the line and recorded in the field for an operational case. It was seen that the results obtained by the program are closely matching the field measurements. After this verification, the feasibility of different cases has been evaluated by using the developed program and if necessary, design suggestions were made according to the obtained results.