Darbeli yüklerin gerilim değişimleri üzerindeki etkisinin incelenmesi
Investigation into effects of intermittent loads on voltage variations
Yazar: ONUR BADEMCİ
Danışman: PROF. DR. MEHMET HAKAN HOCAOĞLU
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Güç kalitesi problemi gerilim ve/veya akımın nominal sinüs dalga formundan sapması olarak tanımlanabilir. Güç kalitesi problemleri genellikle gerilim düşümleri/yükselmeleri ve harmonikler ile ilgilidir. Hatta kullanılan kablo kesiti, kullanılan iletkenin iletkenlik katsayısı, hat uzunluğu, hattan geçen akım şiddeti gerilim düşümüne neden olan etkenlerdir.
Endüstriyel işletme tasarlanma aşamasında gerilim düşümü hesabı yapılmaktadır. Bu hesap yapılırken eş zamanlılık katsayısı büyük önem arzetmektedir. Bu tezde bir endüstriyel işletmede meydana gelen gerilim düşümleri üzerine analiz çalışmaları yapılmıştır. Endüstriyel işletmede kaynak makineleri için kurulan elektrik alt yapısında gerilim düşümleri meydana gelmektedir.Gerilimdeki bu düşümlerendüstriyel tesisin etkili bir şekilde çalışmasını engellemektedir. Gerilim düşümünün nedenleri üzerine yapılan incelemelerde faz-faz geriliminin düştüğü tespit edilmiştir. Bu durum trafo ve elektrik alt yapısının, kaynak ekipmanlarının ani gücünü karşılıyamamasına sebep olmaktadır. Bu problemi gidermek için ilgili endüstriyel tesiste çeşitli önlemler alınmıştır. Bu önlemler, kompanzasyon sisteminde tek fazlı röle yerine üç fazlı röle kullanılması, kompanzasyon sisteminin üç kademesini sabite alarak reaktif akımı sınırlama, kompanzasyon sisteminde bulunan tristör kartı yerine devreye daha hızlı giren tristör kartı ile değiştirilmesidir.
Alınan önlemlerin kalıcı olmadığı ve problemin yinelendiği görülmüştür. Problemin tekrar etmesinden dolayı yeni çözüm yöntemleri geliştirilmiştir. Trafonun değiştirilmesi ve elektrik tesisatının yenilenmesi başlıca yeni çözüm yöntemi olmuştur.
Bu çalışmada darbeli yükler ve sistemde bulunan tüm ekipmanların modellemesi yapılmıştır. Böylece büyük bir endüstriyel sistemin devreye alınmadan önce bu tez çalışmasında geliştirilen arayüz ile sistemde kullanılan darbeli yüklerin gerilim düşümüne etkisi incelenmiştir.

Abstract:
The power quality problem can be defined as the deviation of voltage and / or current in nominal sine wave form. Power quality problems are usually related to voltage drops / increases and harmonics. In fact, the cable cross-section area, the conductivity of the cables, the length of the line, the current intensity passing through the line are the main factors that cause the voltage drop in power system. In industrial facilities design phase, voltage drop calculation is carried out, by using coindence factors. Thuschoosing proper coindence factors is curicial for the design of electrical installation. In this thesis, analysis were carried out on voltage drops occurring in an industrial facility mainly consist of welding machines. These voltage drops prevent the industrial facilities from operating effectively. Investigations on the causes of voltage drop have shown that phase-to-phase voltage significantly decreases due to high currents drawn by the welding machines which have intermittent nature. This situation causes the transformer and electrical infrastructure to fail to meet the sudden power requriments of welding equipment. Various measures have been taken at the relevant industrial facility to solve the problem. These measures include the use of a three-phase relay instead of a single-phase relay in the compensation system, limiting the reactive current by stabilizing the three stages of the compensation system, replacing the thyristor board in the compensation system with a faster-acting thyristor board.
It was observed that the measures taken were not permanent and the problem recurred. New solution have been developed as the replacement of the transformer and the renewal of the electrical installation has become the main solution method.
In this study, intermitent loads i.e. welding machines and all the equipments in the system are modeled and their effects on the voltage profile of the system simulated. It is cocluded that by using extensive simulations before the commissioning of a similar industrial system, the effect of pulsed loads, used in the facility,can be investigated with the interface developed in this thesis. In addition to that, number of the machines that could work without failure can be determined using developed interface.