Senkron jeneratör için Matlab tabanlı çok fonksiyonlu özel bir koruma rölesi geliştirilmesi
Development of a multi functional special protection relay by matlab based for synchronous generator
Yazar: RIBIN  MOHAMMED SHAREEF
Danışman: DOÇ. DR. ABDÜLKADİR ÇAKIR
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, yeni mühendisler için eğitici ve endüstriyel eğitim programları
oluşturmak ve lisans ve yüksek lisans laboratuvarlarındaki öğrencilerin
rölelerin davranış ve performanslarını normal ve anormal koşullarda farklı
senaryolar aracılığıyla anlamalarına yardımcı olmak amacıyla Matlab tabanlı
jeneratör koruma rölesi geliştirilmiştir.
Jeneratörlerin koruma röleleri, Matlab SIMULINK'te Güç Sistemi Bloğu (GSB)
kullanılarak tasarlanmıştır. Beş tip röle tasarlanmış olup, bunlar; anlık aşırı
akım rölesini de kapsayan aşırı akım, belirli zaman ve üç tip Ters Belirli
Minimum Zaman (TBMZ) diferansiyel röleleridir. Bu tasarımlar, ANFIS
algoritmalarıyla, aşırı/düşük frekans, ters güç ve dengesiz yük koşullarında
incelenmiştir. Test ve simülasyon amaçlı kullanılan elektrik şebekesi, üç-faz
jeneratöründen, 11 KV ve 132 KV'luk devre kesicilerden ve 11 KV'dan 132 KV'a
kadar akım ve gerilim ölçen transformatörden oluşmaktadır. Tasarlanan tüm
rölelerdeki çıkış sinyali normal şartlarda "1" anormal koşullarda ise "0"dır.
Tasarlanan rölelerin, akımın çıkış gücü ile değişimi, fazlar arası ve faz toprak
hataları, çıkış gücüyle frekansın değişimi ve mekanik gücün elektrik gücü ile
değişimi gibi farklı senaryolarda testleri ve simülasyonları yapılarak röleler,
hatalara hızlı tepki verecek ve hataların tespitini ve sınıflandırılmasını yüksek
hassasiyet sağlayacak biçimde tasarlanmıştır. Her bir röle için farklı senaryolar
oluşması ve jeneratörlerdeki hataların ayırt edilmesi için ani kapanma
sinyalinin devre kesiciye yollanma hızı, algılayıcı değeri, rölelerin kapanma
süresi ve seviyesi gibi set değerlerinde yüksek esneklik sağlanmıştır.

Anahtar Kelimeler: Jeneratör koruma, aşırı akım rölesi, diferansiyel röle,
aşırı/düşük frekans, ters güç, dengesiz yük, ANFIS.

Abstract:
This research, aims to develop the design of the generator protection relays
based on Matlab in order to benefit the educational, industrial training
programs, fresh engineers and to help students in undergraduate/graduate
laboratories to understand the behavior & performance of these relays through
different scenarios of protection relays in the normal and abnormal conditions.
Protection relays of the generators is designed by using power system block
PSB in MATLAB SIMULINK. Five types of relays were designed and they are,
over current which includes (instantnuos over current, define time and three
types of inverse time over current IDMT), differential relay which is used with
ANFIS algorithm, over/under frequency, reveres power and unbalance load of
generator. The electrical grid which is used for testing and simulating are
consist of, three phase generator, circuit breaker 11 KV, 132 KV, current and
voltage measuring transformer, up transformer 11 KV to 132 KV and three
phase load. The output signal of all the designed relays is logic "1" in the normal
condution and logic "0" in the abnormal condition.
The designed relays are tested and simulated under diffrent scenareos suchas
change current with load, fault line to line, line to graond, frequency with the
load and electric power with the mechanical power, the relays are developed in
a way that gives us fast response to the faults, high accuracy in detecting and
classifying the faults types, Speed in sending the trip signal to the circuit breaker
for separation the faults from the generator and high flexibility to change the
setting values, pickup value, trip time and trip level of the relays in order to get
different scenarios for each relay.

Keywords: Generators Protection, over current relay, differential relay,
over/under frequency, reveres power, unbalance load, ANFIS.