Fault Analysis and Application in Inner West Anatolian Interconnected Power System

Year 2024, Volume: 11 Issue: 1, 1 - 18, 31.05.2024

Muhammed Maşuk Doğanay , Mehmet Kurban

https://doi.org/10.35193/bseufbd.1150483

Abstract

Due to the lack of static electrical power transmission system in the interconnect, the power system is planned with up-to-date analyses due to the fact that the parameter values of the system vary if the production, transmission and distribution elements present in the system are active or passive due to any malfunction or other reasons. On the other hand, the selection of the switchgear equipment to be used in the power system, the safe and stable operation of the system is ensured by determining the operating characteristics of the protection relays that will provide protection and coordination. Within the scope of this study, the power system of the Inner Western Anatolia region belonging to the Turkish interconnected system was modelled in the Power World computer-aided graphic-based visual simulator program, which is a package program, and three-phase symmetric fault calculations for the power system and non-symmetric phase-ground, phase-phase and two-phase fault calculations were performed. In addition, the voltage drops, current, phase angle, active power, reactive power, and bus admittance values of each busbar and lines were calculated, and the cutter settlements that will prevent damage to the system due to any malfunction were determined and cutter power calculations were performed. In the simulator, the possible failure scenarios within the system and the impact and magnitude of the failure on the system are considered as a whole by realizing the power flow of the power system. On the other hand, preventive and solution-oriented methods have been considered to ensure the operating limit conditions of the system and energy continuity against the possibility of overloading that may occur on the lines. It is aimed to perform analyses by applying symmetric, non-symmetric failures, power flow and fault types and to emphasize their importance for power systems.

İç Batı Anadolu Enterkonnekte Güç Sisteminde Arıza Analizi ve Uygulaması

Abstract

Enterkonnekte elektrik güç iletim sisteminin statik olmamasından ötürü, sistemde mevcut olan üretim, iletim ve dağıtım elemanlarının herhangi bir arızadan veya başka sebeplerden dolayı aktif veya pasif olması durumlarında sisteme ait parametre değerlerinin değişkenlik göstermesinden dolayı, güç sistemi güncel analizler ile planlanmaktadır. Güç sisteminde ise kullanılacak olan şalt donanımının seçilmesi, koruma ve koordinasyonu sağlayacak olan koruma rölelerinin çalışma karakteristiklerini belirleyerek sistemin güvenli ve kararlı bir şekilde işletilmesi sağlanmaktadır. Bu çalışma kapsamında ise Türkiye enterkonnekte sistemine ait olan İç Batı Anadolu bölgesinin güç sistemi, paket program olan Power World bilgisayar destekli grafik tabanlı görsel simülatör programında modellenerek güç sistemine ait üç fazlı simetrik arıza hesaplamaları ile simetrik olmayan faztoprak, faz-faz ve iki faz-toprak arıza hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. Ayrıca her bir bara ve hatlara ait gerilim düşümü, akım, faz açısı, aktif güç, reaktif güç ve bara admitans değerleri hesaplamaları ve herhangi bir arızadan dolayı sistemin hasar görmesini önleyecek olan kesici yerleşim yerlerinin belirlenmesi ve kesici güçleri hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. Simülatörde ise sistem içerisinde olası arıza senaryoları ile güç sisteminin güç akışının gerçekleştirilmesiyle arızanın sistem üzerindeki etkisi ve büyüklüğü bir bütün olarak ele alınmıştır. Hatlarda ise oluşabilecek aşırı yükleme ihtimallere karşı sistemin işletme sınır koşulları ve enerji sürekliliğinin sağlanması için önleyici ve çözüm odaklı yöntemler ele alınmıştır. Simetrik, simetrik olmayan arızalar, güç akışı ve arıza türlerini uygulayarak analizlerin yapılması ve güç sistemleri için öneminin vurgulanması amaçlanmıştır.

Keywords

Güç Sistemi, Güç Akışı, Arıza Analizi, Power World

References

• Yasin İçel, B. B. (2013). Yenilenebilir Kaynakları İçeren Güç Sistemlerinin PowerWorld Programı ile. Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK2013. MALATYA https://www.researchgate.net/profile/BurhanBaran, (02.18.2022).
• İ. Öylek & M. Varan , "Kuzeybatı Anadolu Güç Sisteminde Arızalı Durum Güç Akışı İncelemelerinin Gerçekleştirilmesi", Academic Platform - Journal of Engineering and Science, c. 4, sayı. 3, ss. 0-0, Eki. 2016, doi:10.21541/apjes.27253.
• Uzal, H., Zonturlu, A., Kalaycı, B., Karatepe, E., Ugranlı, F., & Bülbül, K. İzmir İli ve Çevresi Elektrik Şebekesinin Farklı Senaryolar Altında İncelenmesi.
• Ertuğrul, Ö. F. (2010). Sinir Ağları ve Dalgacık Dönüşümü İle Arıza Analizi. Yüksek Lisans Tezi, Dicle Üniversitesi,Fen Bilimler Enstitüsü, Diyarbakır.
• Lucas, J. R. (2005). Power System Analysis: Faults. EE423, (14.04.2022).
• Glover, J. S. (2008). Power System Analysis & Design. U.S.A: Nobel.
• Affetmez,O. (2021). Enerji İletim Hatları Ders Notları, https://www.academia.edu/17070304/ Enerji iletim hatları ders notu, (13.03.2021).
• Prof. Dr. İrfan GÜNEY, P. D. (2001). Çözümlü Enerji İletim Hatları Problemleri 2. Baskı. İstanbul: Marmara Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi.
• Yasin İçel, B. B. (2013). Yenilenebilir Kaynakları İçeren Güç Sistemlerinin PowerWorld Programı ile. Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK2013. MALATYA https://www.researchgate.net/profile/BurhanBaran, (02.18.2022).
• Doğanay, M. M., & Kurban, M. (2022). Güç sistemlerinde yük akışı ve simetrik arıza analizi-Mardin bölgesi uygulaması. 2nd international symposium of scientific research and innovative studies 150-161.
• Labcenter Electronics Ltd. (1988). Proteus, https://www.labcenter.com/about/, (01.12.2021).
• Erim, B. (2015). 154 kV Bir İletim Şebekesinin Kapalı (Ring) Sisteme Dönüşmesiyle Çift Taraflı Beslenen Trafo Merkezlerinde Bara Kısa Devre İncelenmesi. (Yayınlanmış Yüksek Lisans Tezi). İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye.
• Siemens Power Technologies International. (1996). Siemens https://new.siemens.com global/en/products/energy/energy-automation-and-smart-grid/pss-software/pss-e.html, (17.03.2022).
• Çifçi, A., Altundağ E. & Bulut, Ö. & Uysal, H. H. (2017). Burdur İli Elektrik Dağıtım Şebekesinde Meydana Gelen Arızalar. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 1-12.
• PowerWorld CORPORATION. (2001). Powerworld https://www.powerworld.com/products/simulator,(10.03.2022)
• Hökelek, M. Y. (2004). 11. İletim Tesis ve İşletme Grup Müdürü https://www.emo.org.tr ekler/4546d484e137a6c_ek.pdf, (14.12.2021).