Asenkron generatör birim koruma sisteminin gerçeklenmesi
Implementing of unit protection system of asynchronous generator
Yazar: HAYDAR BAYAR
Danışman: DOÇ. DR. ÜMİT KEMALETTİN TERZİ
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı / Elektrik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Alternatif akım motorları = Alternative current motors ; Kısa devre arızaları = Short circuit defect ; Sayısal işaret işleme = Digital signal processing ; Yapay sinir ağları = Artificial neural networks

Özet:
Bu çalışma, son yıllarda kullanım alanı giderek genişleyen asenkron generatörler için yeni bir koruma sistemi modeli oluşturulmasına dayanmaktadır. Önerilen sistemde uygulama ve benzeşim yolu ile asenkron generatörün bozuk ve sağlıklı çalışma durumlarına ait akım verileri toplanır. Bu verilerin Temel Bileşenler Analizi çıktılarının Yapay Sinir Ağı eğitiminde kullanılmasıyla her bozukluk durumu için bir sınıflandırma yapılır. Akım verilerinin toplanması için deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Laboratuvar ortamında deneyi yapılamayan bozukluk çeşitleri için de benzeşim modellerden faydalanılmıştır. Tez temel olarak dört ana bölümden oluşmaktadır.
Birinci bölümde, tezin amacı, tez konusu ile ilgili literatürde yer alan çalışma örnekleri ve koruma sistemleri ile ilgili temel bilgiler verilmiştir. Tezin uygulama aşamasında ana eleman olan asenkron generatörlerin çalışma ilkeleri, çeşitleri, eşdeğer devreleri ve genelleştirilmiş matematiksel denklemleri incelenmiştir.
İkinci bölümde, uygulama aşamasında kullanılacak ana materyaller olan özel sarıma sahip asenkron generatör ve deney düzeneğinin diğer bileşenleri tanımlanmıştır. Veri tabanının oluşturulmasında kullanılan ve generatör koruma konusuna özgün bir yaklaşım sağlayan temel bileşenler analizi yöntemi ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Bu bölümde ayrıca bozukluk sınıflandırma işlemi için eğitilen yapay sinir ağları ile ilgili temel bilgiler yer almaktadır.
Üçüncü bölüm uygulama aşamasında kullanılan deney bağlantı şemaları, benzeşim modelleri, YSA modelleri ve bu modellerde kullanılan program parçacıkları içermektedir. Ayrıca, deneysel çalışmalar ve elde edilen ölçüm sonuçlarına göre çizilen grafikler ve tablolar da bu bölümde verilmiştir.
Tezin sonuç bölümünde geliştirilen modelin bozukluk tespitinde sağladığı doğruluk ve hassasiyet değerleri hesaplanmıştır. Elde edilen verilerden hareketle, önerilen koruma modelinin asenkron generatör korumada hangi bozukluk durumları için kullanılabilir olduğu ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Bu bölüm kapsamında çalışma ile elde edilen diğer kazanımlar sıralanmıştır. Ayrıca önerilen modelin ilerideki çalışmalarda geliştirilebilme olanakları hakkında öneriler sıralanmıştır.

Abstract:
This study is based on the design of a new protection system model for the asynchronous generators that are expanding their field of use. In the proposed system, a generator's faulty and steady-state currents are collected via practices and simulations. By using the Principal Component Analysis (PCA) outputs of these current data in the training of Artificial Neural Networks (ANN), classifications are made to determine failures. Experimental studies are carried out to collect the current data. Simulation models are also used to determine values that could not be obtained from the experimental setup. The thesis consists of four main sections.
The first section provides the aim of study, working examples in topic-related literature, and basic information about the protection systems. Working principles, types, equivalent circuits, and generalized mathematical equations of an asynchronous generator, which are the main components of the application stage of the thesis, are also explored in this section. 
In the second section of the thesis, there is an asynchronous generator that has a special winding shape, and other main components of the experimental setup are defined. Principal Component Analysis is used in the creation of the database and provides a unique approach to the generator protection. In addition, artificial neural network basics trained for failure classification are introduced in this section. 
Third section consists of a wiring diagram of the experimental set, simulation/ANN models, and codes used in the application phase of the thesis. Plotted charts, tables, and other calculations obtained from the experimental measurements are also provided in this section.
In the conclusion section, accuracy and sensitivity values of a developed model in fault detection are given. By means of the resulting data, it is described in detail which proposed model can be used in which failure conditions. Within the scope of this section, other achievements in terms of literature and educational aspects are listed. In addition, suggestions are presented regarding how the method can be improved in future investigations.