Seri kapasitör içeren iletim hatlarında mesafe rölelerinin çalışmasını destekleyen yönetim rölesi /
Yazar: EMRE ELMACI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH MEHMET NUROĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Enerji iletim hatları = Energy transmission lines

Özet:
Bilindiği gibi enerji iletim hatlarında çeşitli faydalarından dolayı seri kapasitörler kullanılmaktadır. Seri kapasitör kullanımı faydalarıyla birlikte güç sistemi üzerinde bazı sorunları da beraberinde getirmektedir. Bu sorunlardan biri mesafe rölelerinin kapasite etkisiyle arıza yerini tespit etmede yaşadığı sorundur.  Seri kapasitör bulunan iletim hattında mesafe röleleri kapasitörün devrede olması ve olmaması durumuna göre ayarlanarak arıza yerini belirleme probleminin üstesinden gelmektedir. Bununla birlikte komşu hatta meydana gelebilecek bir arıza için yetersiz kalmaktadır. Literatürde iletim hatlarında kapasite etkisinden dolayı ortaya çıkan olumsuzluklara dair birçok çalışma bulunmakla birlikte kapasitörün devrede olup olmaması durumlarından etkilenmeden tek bir noktadan mesafe rölelerinin hatalı çalışmasını önleyici bir cihaz tasarımına rast gelinmemiştir. Bu çalışmada, seri kapasitör bulunduran iletim hatlarında ve komşu hatlarda mesafe koruma rölelerinin yanlış çalışmasını engellemek için Yönetim rölesi isimli bir cihaz geliştirilmiştir. Geliştirilen cihaz güç sisteminde bir arıza meydana gelmesi durumunda arızanın hangi hatta olduğunu tespit etmiş ve arızanın meydana geldiği hatta göre bir koruma şeması uygulayarak sadece arızalı hattı güç sisteminden izole etmiştir. Yönetim rölesi içinde bulunan algoritma, çeşitli senaryolar altında oluşturulmuş arızalar ile sınanmış ve  güvenilirliği ortaya konmuştur. Çalışma sonucunda, geliştirilen Yönetim rölesi'nin arızalı hat tespiti ve mesafe rölelerine sunduğu koruma şemaları ile seri kapasitör bulunan iletim hatlarında ve komşu hatlarda mesafe rölelerinin yanlış operasyonlar yapmasının önüne geçilmiştir.

Abstract:
Series capacitors are used in power transmission lines due to their various benefits. Along with the benefits, the use of series capacitors brings some problems in the power system. One of these problems is the difficulty distance relays have in detecting the fault location due to the capacitor effect. In series compensated transmission lines, the distance relays overcome the problem of determining the fault location by adjusting depending on the presence or absence of the capacitor. However, they are insufficient for faults that may occur in neighboring lines.  Although there are many studies in the literature on the disadvantages caused by the capacitor effect on transmission lines, no device design has been encountered that prevents incorrect operation of distance relays from a single point without being affected by the presence or absence of the capacitor. In this study, a device named Management Relay has been developed to prevent the maloperation of distance protection relays in series compensated transmission lines and in neighboring lines. When a fault occurs in the power system, the developed device detects which line the fault occurs and isolates only the faulty line from the power system by applying a protection scheme according to the fault location. The algorithm inside the Management Relay has been tested with various fault scenarios and its reliability has been demonstrated. As a result of the study, the developed Management Relay has prevented incorrect operations of distance relays in series compensated transmission lines and in neighboring lines by providing fault detection and protection schemes to the distance relays.