Güç sistemlerinde ferrorezonans olayının spektral ve dalgacık analizi yöntemleriyle belirlenmesi
Determination of ferroresonance phenomenon with spectral and wavelet analysis methods in power systems
Yazar: TAHİR ÇETİN AKINCI
Danışman: PROF. DR. SERHAT ŞEKER ; YRD. DOÇ. DR. NAZMİ EKREN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Dalgacık = Wavelet ; Dalgacık dönüşümleri = Wavelet transforms ; Ferrorezonans = Ferroresonance ; Güç sistemleri = Power systems ; Güç spektrum analizi = Power spectrum analysis

Özet:
Ferrorezonans, güç sistemlerinde doyumlu transformatör, seri kapasitörler ve transformatörlerin manyetik empedansı ile ilişkili olarak ortaya çıkan bir olaydır. Ferrorezonans ile iletim ve dağıtım sistemlerinde yıkıcı etkiler gözlemlenir, hatların izolasyonu bozulabilir ve arklar oluşabilir. Ferrorezonans yüksek ve orta gerilim şebekelerinde devrenin açılıp kapanması sonucu, yüklerin aniden devre dışı kalması sonucu ve gerilim transformatörlerinin yüklerindeki simetrisizlik sebebi ile meydana gelir.Bu çalışmada; Türkiye Batı Anadolu enerji iletim hattından 380kV'luk Seydişehir-Oymapınar iletim hattı modellenerek, model üzerinde muhtemel ferrorezonans senaryoları oluşturulmuş olup, güç sisteminde ferrorezonans olayı ile otaya çıkan aşırı gerilim ve akım sinyallerinin analizleri yapılmıştır. Bu gerçek model üzerinde benzetim çalışmasından elde edilen veriler, ?Zaman-Frekans? ve ?Zaman-Ölçek? tanım bölgelerinde Kısa Zaman Fourier Dönüşümü (KZFD) ve Sürekli Dalgacık Dönüşümü (SDD) teknikleri vasıtasıyla analiz edilmiştir. Ayrıca Çapraz Güç Spektrumu Yoğunlukları (ÇGSY) da göz önünde bulundurularak, bunların normalizasyonu sonucunda tanımlanan ?Koherens? ilişkileri kullanılmış ve güç sistemimdeki anahtarlamanın etkileri de tespit edilmiştir.Elde edilen bulgular ferrorezonans olayının tanımı ile uyumlu olup, özellikle SDD'nin analiz yöntemi olarak literatürde en çok bilinen Çok Çözünürlüklü Dalgacık Analizi (ÇÇDA) yaklaşımından daha etkin bir yaklaşım olarak kullanılabileceğini de göstermektedir. Bu anlamda da SDD'nin kullanımı yeni bir uygulamadır.İlgili literatürde frekans tanım bölgesindeki analizler, tek bir sinyal üzerine yoğunlaşmışken, bu tez çalışmasında ÇGSY'da göz önünde bulundurularak, bunların normalizasyonu sonucunda tanımlanan Koherens ilişkileri, bu alanda ilk kez kullanılarak, güç sistemimdeki anahtarlamanın etkileri de bu yolla gösterilebilmiştir.

Abstract:
The ferroresonance is a phenomenon occurs due to magnetic impedance of saturable transformer, serial capasitors and transformers. By means of ferroresonance, distructive impacts are observed within the transmission and distribution system; line insulation may be damaged; and arcs may appear. The ferroresonance occurs as a result of swithcing on and off the circuit; of immediate deactivating the loads; and of the asymetricity within the transformer loads, within high and medium voltage systems.In this study, the Seydisehir-Oymapınar transmission line of 380kV from West-Anatolia power transmission line in Turkey has been modelled; the probable ferroresonance scenarios have been established; and over-voltage and over-current resulting from ferroresonance within the power system was analyzed. The data obtained from simulation on this real model has been analyzed by means of Short Time Fourier Transform (STFT) and Continuous Wavelet Transform (CWT) techniques within the `Time-Frequency? and `Time-Scale? domains. In addition, considering the Cross Power Spectral Density (CPSD), their ?Coherence? relations defined as a result of their normalization were utilized and the impacts of the switching were identified.The findings are in concordance with the definition of ferroresonance phenomenon and have shown that the CWT, as an analysis method, may be used as a much more effective approach than Multi Resolution Wavelet Analysis, the most known analyzing method in the literature. In this sense, applying the CWT is a new application.In regarding literature, the analysis of frequency domain focuses on only one signal, while in this thesis study, considering the CPSD, their ?Coherence? connections defined as a result of their normalization were utilized for the first time in this field and the impacts of the switching were identified in this way.