Sezgisel algoritmalar kullanarak transformatör merkezlerinde topraklama ağlarının tasarımı
Design of grounding grids in transformator stations by using heuristic algorithms
Yazar: BARIŞ GÜRSU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MELİH CEVDET İNCE
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu tezde, sezgisel algoritmalardan Genetik Algoritma (GA) ve Diferansiyel Gelişim Algoritması (DGA) kullanılarak, iletim merkezi topraklama sisteminin analizi ve tasarımı yapılmıştır. Rassal, Halton, Hammersley, Faure, Sobol, Ortogonal, Düzenli, Lojistik Kaotik ve Uniform dizileriyle oluşturulmuş farklı başlangıç popülasyonlarının kullanıldığı GA ve ayrıca DGA metodu ile bir yandan topraklama sisteminin analizi ve tasarımı yapılırken, diğer yandan bu başlangıç popülasyonlarının ve DGA'nın bu problemdeki performansları belirlenmiştir.DGA ve farklı dizilerle üretilmiş başlangıç popülasyonlu GA'nın topraklama sistemine ilk kez uygulandığı bu tezde, uniform ve iki katmanlı toprak modelleri incelenerek, topraklama sisteminin mevsimsel analizi de yapılmıştır. Bu amaçla oluşturulan modellerin her birine, tüm başlangıç popülasyonu metodları ve DGA uygulanmıştır.İletim merkezi topraklama sisteminde kullanılan topraklama ağlarının tasarımında, güvenlik şartı ve minimum maliyet birlikte sağlanmıştır. Sezgisel algoritmaların iki katmanlı toprak modeline ilk kez uygulandığı tezde, ağ gömülme derinliği optimizasyonu ile, topraklama ağının iki katmanlı toprağın hangi katmanına yerleştirilmesi gerektiği güvenlik şartı ve minimum maliyet sağlanarak belirlenmiştir.Topraklama sisteminin analizinde, dikkatlere sunulan ağ indüktansı ve darbe empedansı etkili ağ tasarımları da yine GA kullanılarak yapılmıştır.Sezgisel Algoritmalar yardımıyla iki katmanlı toprak modelinde topraklama çubuklarının etkisinin belirlendiği uygulamalar yapılmıştır.Problemin çözümünde Matlab optimizasyon toolbox ve GA farkı üzerine yapılan uygulamalarda, GA'nın başlangıç değerlerine bağlı olmadan çözüme ulaşabildiği gösterilmiştir.Topraklama ağı için iletken cinsinin etkileri tartışılmış ve GA yardımıyla farklı cins iletkenlerin kullanıldığı topraklama ağları tasarlanmıştır.

Abstract:
In this thesis, the analysis of transmission substation grounding system and its design have been done. Genetic Algorithm (GA) and Differential Evolutionary Algorithm (DGA) methods that are intuitional algorithms are used for analysis and design. Different initial populations are used in GA method. Random, Halton, Hammersley, Faure, Sobol, Ortogonal, Regular, Logistic Chaotic Map, Uniform are used as initial population. The performances of GA in which these sequences are used for analysis and design of grounding system are determined. For grounding system uniform and two-layer soil models are examined. Thus, the seasonal analysis is also done. New models are formed for the seasonal analysis, GA and DGA are applied.In the design of grounding grid, both the safety condition and minimum cost are provided. It is the first time that intuitional algorithms have been applied to two-layer soil model in this thesis. The optimization of grid burial depth is done. Thus, it is determined which layer the grounding grid should be located in two-layer soil.Grid inductance and impulse impedance analysis are done for grounding system and grounding grid is designed via GA.In two-layer soil model, the effect of grounding rods is determined by using heuristic algorithms.For the problem of grounding grid design Matlab optimization toolbox and GA are compared. It is shown that GA is able to reach the solution without related to initial values.For grounding grid, the effects of conductor types are discussed and grounding grids are designed by using different conductors via GA.