Elektrik güç sistemlerinde hatların kısa devre ve güç salınımına karşı nümerik mesafe röleleri ile korunmasının incelenmesi ve dinamik simülasyonunun gerçekleştirilmesi
Analysing protection of lines with numerical distance relays against short circuit and power swing  in electrical power systems and implementing its dynamic simulation
Yazar: ENES ÖZEVİN
Danışman: DOÇ. DR. RECEP YUMURTACI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Değişen dünya politikaları ve gelişen teknolojinin sonucu olarak elektrik enerjisi tüm devletler için vazgeçilmez bir ihtiyaç ve gelişmişlik göstergesi olmuştur.Ülkemizde de son yıllarda enerji alanında büyük yatırımlar yapılmış ve yapılmaya devam edilmektedir. Ülkelerin elektrik enerjisi kapasitesinin artmasıyla birlikte güç sistemlerinde kalite konusu daha önemli hale gelmiştir.Bunun sonucunda enerji iletiminde süreklilik,güvenlik,seçicilik,basit yapılılık ve ekonomi gibi temel talepleri iyileştirmeye yönelik çalışmalar hız kazanmıştır.Böylelikle elektrik tesislerinde koruma konusu elektrik mühendisliği alanında oldukça önemli bir yere gelmiştir.
Özellikle son otuz yılda dijital koruma rölelerinin piyasaya sürülmesi koruma mühendisliği çalışmalarını hızlandırmıştır.Mesafe koruma,diferansiyel koruma,aşırı akım koruması gibi temel koruma yöntemleri bu çalışmalarla birlikte oldukça verimli hale getirilmiş ve getirilmeye devam edilmektedir.Bu tez çalışmamda ilk olarak iletim hatlarının korunmasında çok büyük önem arz eden mesafe koruma teorik ve pratik olarak incelenmiştir.Sonra hesaplanan değerlere ve ayarlara göre yapılan dinamik test sonrasında röleden çekilen arıza kayıtları incelenmiştir.Aynı şekilde güç salınım blokaj ve açma fonksiyonları analiz edilmiştir.Böylece farklı arıza koşullarında rölenin dinamik cevapları görülmüştür.

Tipik mesafe koruma testlerinde koruma kriterleri gözetilerek 5 kademeli koruma yapılmıştır.Doğru hesaplamalar ve röle atamalarıyla uygun gecikmelerle rölenin açma sinyali gönderebildiği görülmüştür.Ayrıca arıza türlerine göre oluşan simetrili bileşenler ve empedansla orantılı arıza yeri tespit değerlerinin teoriye uyumlu olduğu gösterilmiştir.Güç salınımı blokaj ve açma uygulamasında ise empedans tabanlı                            eş-merkezli düzen hesaplaması ve simülasyonu yapılmıştır.Eş-merkezli düzenin doğru bir kararlılık analiziyle rahatlıkla uygulanabilmesine karşın aşırı yüklü ve uzun hatlarda yük aşımından dolayı kullanıma uygun olmadığı görülmüştür.
Bu tez çalışmasında koruma sisteminin sekonder projelendirmesi için Eplan,sistem arıza simülasyonu ve test uygulaması için Artes 460 test cihazı ve bilgisayar yazılımı, hesaplanan koruma ayar yüklemesi ve arıza kaydının alınabilmesi için Sel-421 mesafe koruma rölesi kullanılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Nümerik mesafe rölesi, güç salınımı açma, güç salınımı blokaj kararlılık, seçicilik

Abstract:
As a consequence of changing world policies and developing technology, electric enery has been an indispensable requirement and development mark for all countries.In recent years, major investments have been made and continued for energy sector in our country.Because of countries' increasing  capacity of electric,electrical power system quality has become more important.Hence, improvement works for main demands such as continuity, safety, selectivity, being simple-structured and being economic increasingly continue.So, the power-system protection has  become more important topic in engineering branch.
Especially, launching digital protection relays in last 30 years have increased protection engineering works.Basic protection functions such as distance,differential, overcurrent protection,have become more effective and continue to develop with these works.In this thesis study, main distance protection functions which are very important for protecting transmission lines, had been studied practically and theoretically.Then, event reports which was gotten from relay after dynamic testing according to calculated values or settings, were analyzed.In the same way, out-of-step blocking and tripping functions were analyzed.Thus, it was seen that relay dynamic responses for different fault conditions.

In typical distance protection tests, five stepped protection was applied by considering protection criteria.With correct calculations and relay settings,it was seen that the relay can send tripping signals with suitable time delays. Also,it was shown that existing symmetric components and calculated fault location zones in proportion to impedance are matched up with theory.In out-of-step blocking and tripping applications,calculation and simulation were made for impedance-based concentric scheme.It was seen that,in spite of easily applying concentric scheme with correct stability studies,because of the load encroachment, it is not applicable for long and heavy loaded lines.
In this thesis study,Eplan software was used for protection system secondary design,Artes 460 relay test system and its software were used for testing the relay and fault simulation , also Sel-421 distance protection relay was used  for setting the relay and getting the event reports.

Keywords: Numerical distance  relay, out-of-step tripping, out-of-step blocking, stability, selectivity