Harmoniklerin aşırı akım röleleri üzerine etkisinin yapay sinir ağları destekli olarak incelenmesi
Neural networks aided analysis of harmonic effects on overcurrent relays
Yazar: ALTUĞ BOZKURT
Danışman: YRD. DOÇ. DR. RECEP YUMURTACI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
ÖZET Bu tez çalışmasında harmoniklerin statik ve elektromekanik aşırı akım rölelerinin çalışma karakteristiklerine etkisi incelenmiştir. Deneysel çalışmada aşırı akım rölesi olarak indüksiyon diskli ters zamanlı elektromekanik aşın akım rölesi, ters zamanlı statik aşın akım rölesi ve sabit zamanlı (bağımsız) elektromekanik aşın akım rölesi incelenmiştir. Nonlineer yük olarak omik yüklü bir dimmer devresi kullanılmıştır. Deneysel çalışmada, farklı harmonik spektrumlanna sahip nonlineer yük akımlan aşırı akım rölelerine uygulanmış ve ters zamanlı aşın akım rölelerinin çalışma akım değerleri ve zaman gecikmeleri, sabit zamanlı aşırı akım rölesinin çalışma akım değerleri ölçülmüştür. Nonlineer yük akımlannm harmonik analizörü ile harmonik spektrumlan elde edilmiştir. Deney sonuçlarından elde edilen veriler yapay sinir ağlan (YSA) geriye yayılım algoritması kullanılarak eğitilmiştir ve incelenen rölelerin akım-zaman karakteristiklerinin simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Elde edilen YSA simülasy onları ile ölçüm yapılmayan harmonikli akım değerleri için rölelerin yaklaşık cevabını belirlemek mümkündür.: Deneysel çalışma sonucunda, akımın Toplam Harmonik Distorsiyonu (THD) değeri yükseldikçe indüksiyon diskli ters zamanlı elektromekanik aşın akım rölesinin çalışma akımının ve zaman gecikmesinin yükseldiği, ters zamanlı statik aşırı akım rölesinde ise THDj değeri yükseldikçe çalışma akım ve zaman gecikmesinin azaldığı görülmüştür. Sabit zamanlı elektromekanik aşırı akım rölesinde THDj değeri yükseldikçe çalışma akımı artmaktadır. Sonuç olarak sistemde güç kalitesinin önemli kriterlerinden biri olan harmonik bileşenleri mevcutsa, harmonik etkinliği arttıkça koruma rölelerinin çalışma hatası artmakta, güvenilirlik azalmaktadır. Anahtar kelimeler: Harmonikler, aşırı akım röleleri, yapay sinir ağları. xı

Abstract:
ABSTRACT In this thesis, harmonic effects on operational characteristics of static and electromechanical overcurrent relays are studied. As an experimental study, an inverse time induction disc type overcurrent relay, an inverse time static overcurrent relay and an instantaneous electromechanical overcurrent relay are considered. A dimmer circuit is used to represent nonlinear load. In the experimental study, the nonlinear load currents which have different harmonic spectrums are applied to overcurrent relay inputs. Afterward, pickup current and operating time values for inverse time over current relays as well as pickup current values for instantaneous overcurrent relays are measured. Harmonic spectrums of nonlinear load currents are obtained by using a harmonic analyzer. The data set which are obtained from experimental results are trained using Artificial Neural Networks and back propagation algorithm in order to simulate the current-time characteristics of the considered overcurrent relays. Therefore, the responses of relays for any nonsinusoidal current can approximately be defined by using the jtrained neural network. It is evident from experimental results that the increase of the total harmonic current distortion value of the current (THDj) causes operating current and time delay of the induction disc type inverse time electromechanical overcurrent relay to increase. However, the increase of the THDj value on the inverse time static overcurrent relay causes the operating current and time delay to decrease. As the total harmonic distortion increases, inverse-time static overcurrent relay nominal current and time-delaying increases. In conclusions, the presence of harmonics as an important factor in power quality, results in the increase of operating errors and unavailability of protection relays. Keywords: Harmonics, overcurrent relays, artificial neural networks. xn