Enerji iletim sistemlerinde hatların nümerik diferensiyel röleler ile korunması ve T-bağlantılı hatlarda diferensiyel korumanın mesafe koruma ile karşılaştırılması
Line differential protection and the comparison of distance protection and differential protection techniques for T-connected transmission lines
Yazar: GÖKHAN DEĞERLİ
Danışman: DOÇ. DR. RECEP YUMURTACI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Elektrik güç sistemlerinin amacı elektrik enerjisini üretmek ve tüketicilere iletmektir. 
Enerji iletimi bu enerji akışının en önemli yapılarından birisidir. Bu sistemlerde 
kullanılan işletme elemanlarının arızalanmayacak yapıda tasarlanması ve imalatı 
imkansızdır. Sistemde arızasız çalışma durumu olmayacağından dolayı, oluşabilecek 
arızaların cihaz veya insanlara zarar vermeden sistemden belirli prensiplerle izole 
edilmesi için kullanılan ekipmanların, sistem ve bilgi birikiminin bütünüyle oluşan 
koruma sistemleri geliştirilmiştir.   
Bu çalışmada, koruma özellikleri verilerek güç sistemlerinin en önemli ekipmanlarından 
olan hatların diferansiyel koruma prensibi ile korunması ele alınmıştır. Diferansiyel 
koruma teorik olarak anlatılarak detayları verilmiştir. Diferansiyel koruma yapısında 
önemli olan akım transformatörleri hakkında detaylı bilgi verilerek, uygulama 
aşamasında kullanılan akım transformatörlerinin seçim analizi Siemens CTDIM 
programı aracılığıyla yapılmıştır. Hat koruma yapısında ana koruma olarak kullanılan 
mesafe koruma prensibi hakkında bilgi verilerek hatların diferansiyel koruması detaylı 
olarak incelenmiştir ve MATLAB/SIMULINK ortamında bir hat diferansiyel koruma rölesi tasarlanmıştır. Tasarlanan röle çeşitli arıza durumlarına ve normal çalışma durumuna 
göre simülasyon ortamında test edilmiştir. Hat koruması için spesifik bir yapı olan T 
bağlantılı iletim hatlarında mesafe ve diferansiyel koruma yapıları PSS SINCAL 
programında yapılan birçok arıza durumuna göre analiz edilerek karşılaştırılmıştır. PSS 
SINCAL ortamında yapılan analiz sonuçlarına göre T bağlantılı iletim hatlarında besleme 
etkisi (infeed effect) sebebiyle mesafe korumanın geç temizleme süresine sahip olarak 
hatalı çalıştığı ve yeterli korumayı sağlayamadığı görülmüştür. Bu sorunu çözmek için 
diferansiyel koruma yapısının iletim hatları için ana koruma olarak kullanılabileceği, PSS 
SINCAL ve MATLAB/SIMULINK ortamında yapılan analizlerle beraber teorik ve 
uygulamalı olarak gösterilmiştir.

Abstract:
The purpose of electric power systems is to generate electricity and transmit it to 
consumers. Power transmission is one of the most important structures of the power 
flow. It is impossible to design and manufacture the operating elements used in these 
systems in a structure that will not fail. Since the system will not be fault-free, 
complete protection systems have been developed for the equipment, systems and 
information that are used to isolate faults that may occur from the system on certain 
principles without harming the device or people. 
In this study, protection features are given to protect the lines of the one of most 
important equipment of the power systems with differential protection principle. 
Differential protection is examined theoretically and details are given. Detailed 
information about the current transformers that are important for differential 
protection is given and the suitability of the current transformers used in the 
application phase has been checked by means of Siemens CTDIM program. The 
differential protection of the lines has been examined in detail by giving information 
about the distance protection principle used as the main protection in the line 
protection structure and a line differential protection relay in the MATLAB / SIMULINK environment is designed. The designed relay is tested in the simulation environment 
according to various fault conditions and normal operating condition. The distance and 
differential protection structures in T-connected transmission lines, a specific structure 
for line protection, were analyzed and compared according to the many failures in the 
PSS SINCAL program. According to the analysis results made in the PSS SINCAL 
environment, it is seen that the distance protection is working erroneously because of 
the infeed effect on the T-connected transmission lines and can not provide adequate 
protection. In order to solve this problem, the differential protection structure can be 
used as the main protection for the transmission lines, it has been shown theoretically 
and practically together with the analysis made in the PSS SINCAL and MATLAB / 
SIMULINK environment.