Yıl 2019, Cilt , Sayı 16, Sayfalar 915 - 924 2019-08-31

Yeni Nesil Elektrik Dağıtım Şebekeleri İçin Çok Fonksiyonlu Dijital Aşırı Akım Rölesi Tasarımı ve Geliştirilmesi

Ender Oğuz [1] , Yavuz Ateş [2] , Metin Hekimoğlu [3]


Elektrik enerjisinin üretimi, iletimi, dağıtımı ve tüketiminden oluşan süreçte; ekipmanların ve canlıların arızalara karşı korunması ve enerji kalitesinin sağlanması için koruma sistemlerinin doğru ve seçici bir şekilde çalışarak görevlerini süreklilikle yerine getirmeleri gerekmektedir. Ancak bu süreçte koruma sistemleri bazı hatalarla/arızalarla karşı karşıya kalmaktadır. Koruma sistemlerinin etkili oldukları bölgelerde işletme koşullarının değişmesi, koruma sistemlerinin farklı arızalara maruz kalmasına neden olmaktadır.

Seçicilik, süratli çalışma, güvenilirlik, yedek koruma, kararlılık, ekonomiklik gibi özellikleri taşıması beklenen koruma sistemleri uygun şekilde kurulmuş ve sürekli çalışır durumda olmalıdır. İşletmelerdeki besleme yönünün değişmesi, mevsimsel tüketim değişiklikleri gibi farklı senaryolara farklı şekilde uyum sağlayabilecek adaptif koruma sistemleri yeni nesil şebekelerin sürekliliği için elzemdir. Adaptif korumanın sağlanabimesi için koruma sisteminin en önemli elemanları olan rölelelerin yüksek teknolojiye sahip, birçok koruma özelliğini bir arada bulunduran akıllı donanımlar olmaları gerekmektedir.

Piyasadaki talep ve teknoloji gelişmeler doğrultusunda birçok fonksiyonu bir arada bulunduran yeni bir dijital koruma rölesi geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu hedefle bu rölenin, kontrol, ölçü ve koruma fonksiyonlarını içermesi; röle üzerindeki tuş takımı ve haberleşme portları üzerinden fonksiyonların aktif hale getirilebilmesi beklenmektedir. Ayrıca beklenen bir diğer özellik RS485 portu ile IEC 60870-5-103 protokolünü kullanarak iletişim yapabilmesi ve ethernet portu ile bir otomasyon sistemi içerisinde IEC 61850 standardına uygun haberleşme özelliklerini sağlamasıdır.

Hedeflenen cihazın hem analizör hem de koruma ekipmanı olarak çalışması sağlanmıştır. Cihaz “Düşük gerilim koruma (27),” Arıza yeri tespit edici (FL)”, “Aşırı gerilim koruma (59N)”,” Termik koruma (49)”, Açma devresi denetimi (74TCS)” koruma özelliklerini tek bir donanımda sunmaktadır.

Ürün geliştirilirken mikroişlemci kullanımı ve programlanması, manyetik değişkenlerin ölçümü ve kontrolü, algoritma geliştirme, haberleşme protokollerine uyum sağlama, laboratuar ve saha testleri yapma yöntemlerinden faydalanılmıştır.

Bu çalışmada birçok koruma fonksiyonunun tek bir donanımda sunulduğu bir dijital koruma rölesinin tasarımı, gerçeklenmesi ve test edilmesi ile elde edilen sonuçlar verilmiştir.

Dijital Aşırı Akım Rölesi, Adaptif Koruma, Aşırı Akım Koruma, Koruma Rölesi
  • [1] IEEE C37.90 (2006). IEEE Standard for relays and relay systems associated with electric power apparatus, The Institute of Electrical and Electronics Engineers, New York, USA.
  • [2] IEEE 100 (1996). The IEEE standard dictionary of electrical and electronics terms, The Institute of Electrical and Electronics Engineers, New York, USA.
  • [3] Alvarez de Sotomayor, A., Della Giustinaa, D., Massa, G., Dedè, A., Ramos, F., Barbatoa, A. 2018. IEC 61850-based adaptive protection system for the MV distribution smart grid, Sustainable Energy, Grids and Networks (15), 26-33
  • [4] J. Shah, N. Khristi, V. N. Rajput and K. S. Pandya, A comparative study based on objective functions for optimum coordination of overcurrent relays, 2017 7th International Conference on Power Systems (ICPS), 2017, Pune, India
  • [5] Kiaei, I., Lotfifard, S., Ghanaatian, M. 2019. Current-only Directional Overcurrent Protection Using Postfault Current. 2019 IEEE Texas Power and Energy Conference (TPEC), February 2019, TX, USA
  • [6] A. Sahrin, A. Tjahjono, M. Pujiantara and M. H. Purnomo, The modeling of directional overcurrent relay in loop system using cascade forward neural network, 2017 International Seminar on Intelligent Technology and Its Applications (ISITIA), Surabaya, 2017, 69-74.
  • [7] A. N. Milioudis, G. T. Andreou and D. P. Labridis, 2015. Detection and Location of High Impedance Faults in Multiconductor Overhead Distribution Lines Using Power Line Communication Devices, IEEE Transactions on Smart Grid(6), no. 2, 894-902
  • [8] Ateş, Y. 2016. Dağıtık Üretim Tesisleri İçeren Şebekeler İçin Akıllı ve Adaptif Bir Koruma Metodunun Geliştirilmesi. Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 123s, İstanbul
  • [9] Srinivas, S.T.P., Shanti Swarup, K. 2019. Application of improved invasive weed optimization technique for optimally setting directional overcurrent relays in power systems, Applied Soft Computing (79), 1-13
  • [10] Sreerama, R., Swarup, K. S. 2017. Detection, localization and fault diagnosis using PetriNets for smart power distribution grids, 2017 7th International Conference on Power Systems (ICPS), 2017, Pune, India
  • [11] M. Baňas, M. Höger and J. Altus, "Application of the directional overcurrent relays with directional comparison system in medium voltage networks," 2018 19th International Scientific Conference on Electric Power Engineering (EPE), Brno, 2018, pp. 1-6.
  • [12] Nojavan, M., Seyedi, H., Mehdinejad, M. 2016. A novel scheme for current-only directional overcurrent relay, International Journal of Electrical Power & Energy Systems (82), 252-263
  • [13] Mohammadzadeh, N., Mohammadi, R., Mahdi, C., Maleki, G. 2019. Optimal coordination of directional overcurrent relays considering two-level fault current due to the operation of remote side relay, Electric Power Systems Research (175)
  • [14] Abu-Siada, A., Mir, S. 2019. A new on-line technique to identify fault location within long transmission lines, Engineering Failure Analysis (105), 52-64
  • [15] Doğancı A.Ç. Elektrik Dağıtım Sistemlerinde Adaptif Koruma. İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 83s, İstanbul
  • [16] Arıkan, O., Aydın, H., Gürsanlı, Ö. Yüksek Gerilim Enerji İletim Hatlarını Koruma Uygulaması, Güç Sistemleri Konferansı, İstanbul 2016
  • [17] Momessoa Antonio E.C., Maycon S. W., Eduardo B., Asadaa N. 2019. Fuzzy adaptive setting for time-current-voltage based overcurrent relays in distribution systems, International Journal of Electrical Power & Energy Systems (108), 135-144
  • [18] R. Agarwal, T. G. Arora and R. Tiwari, "Designing of Numerical Directional Overcurrent Relay," 2018 International Conference on Smart Electric Drives and Power System (ICSEDPS), Nagpur, 2018, pp. 186-191
  • [19] Bayrak, M., Usta, Ö. 2003. Adaptif Mesafe Rölesi, Elektrik-Elektronik-Bilgisayar Mühendisliği 10. Ulusal Kongresi, İstanbul 2003
  • [20] Keyhani, A. 2011. Design of Smart Power Grid Renewable Energy Systems. Wiley Publication, 560s, Singapur.
  • [21] Pehlivanoğlu Gürbüz, K. 2019. Smart Grid Applications and Technologies in Distribution Systems, Ortadoğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 126s, Ankara
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Orcid: 0000-0003-0564-3374
Yazar: Ender Oğuz (Sorumlu Yazar)
Kurum: DATAKOM Elektronik Mühendislik San. Tic. A.Ş.
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0002-4168-0861
Yazar: Yavuz Ateş
Kurum: YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0001-6535-7404
Yazar: Metin Hekimoğlu
Kurum: DATAKOM Elektronik Mühendislik San. Tic. A.Ş.
Ülke: Turkey


Destekleyen Kurum TÜBİTAK
Proje Numarası 3160576
Teşekkür Bu çalışma TÜBİTAK 3160576 nolu “Elektrik Dağıtım Şebekelerinde Kullanılmak Üzere Çok Fonksiyonlu Dijital Aşırı Akım Rölesi Tasarımı ve Geliştirilmesi” isimli proje kapsamında desteklenmiş olup DATAKOM A.Ş. iş birliği ile yapılmıştır.
Tarihler

Yayımlanma Tarihi : 31 Ağustos 2019

Bibtex @araştırma makalesi { ejosat597927, journal = {Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi}, issn = {}, eissn = {2148-2683}, address = {}, publisher = {Osman SAĞDIÇ}, year = {2019}, volume = {}, pages = {915 - 924}, doi = {10.31590/ejosat.597927}, title = {Yeni Nesil Elektrik Dağıtım Şebekeleri İçin Çok Fonksiyonlu Dijital Aşırı Akım Rölesi Tasarımı ve Geliştirilmesi}, key = {cite}, author = {Oğuz, Ender and Ateş, Yavuz and Hekimoğlu, Metin} }
APA Oğuz, E , Ateş, Y , Hekimoğlu, M . (2019). Yeni Nesil Elektrik Dağıtım Şebekeleri İçin Çok Fonksiyonlu Dijital Aşırı Akım Rölesi Tasarımı ve Geliştirilmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi , (16) , 915-924 . DOI: 10.31590/ejosat.597927
MLA Oğuz, E , Ateş, Y , Hekimoğlu, M . "Yeni Nesil Elektrik Dağıtım Şebekeleri İçin Çok Fonksiyonlu Dijital Aşırı Akım Rölesi Tasarımı ve Geliştirilmesi". Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi (2019 ): 915-924 <https://dergipark.org.tr/tr/pub/ejosat/issue/45333/597927>
Chicago Oğuz, E , Ateş, Y , Hekimoğlu, M . "Yeni Nesil Elektrik Dağıtım Şebekeleri İçin Çok Fonksiyonlu Dijital Aşırı Akım Rölesi Tasarımı ve Geliştirilmesi". Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi (2019 ): 915-924
RIS TY - JOUR T1 - Yeni Nesil Elektrik Dağıtım Şebekeleri İçin Çok Fonksiyonlu Dijital Aşırı Akım Rölesi Tasarımı ve Geliştirilmesi AU - Ender Oğuz , Yavuz Ateş , Metin Hekimoğlu Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - doi: 10.31590/ejosat.597927 DO - 10.31590/ejosat.597927 T2 - Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 915 EP - 924 VL - IS - 16 SN - -2148-2683 M3 - doi: 10.31590/ejosat.597927 UR - https://doi.org/10.31590/ejosat.597927 Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi Yeni Nesil Elektrik Dağıtım Şebekeleri İçin Çok Fonksiyonlu Dijital Aşırı Akım Rölesi Tasarımı ve Geliştirilmesi %A Ender Oğuz , Yavuz Ateş , Metin Hekimoğlu %T Yeni Nesil Elektrik Dağıtım Şebekeleri İçin Çok Fonksiyonlu Dijital Aşırı Akım Rölesi Tasarımı ve Geliştirilmesi %D 2019 %J Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi %P -2148-2683 %V %N 16 %R doi: 10.31590/ejosat.597927 %U 10.31590/ejosat.597927
ISNAD Oğuz, Ender , Ateş, Yavuz , Hekimoğlu, Metin . "Yeni Nesil Elektrik Dağıtım Şebekeleri İçin Çok Fonksiyonlu Dijital Aşırı Akım Rölesi Tasarımı ve Geliştirilmesi". Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi / 16 (Ağustos 2019): 915-924 . https://doi.org/10.31590/ejosat.597927
AMA Oğuz E , Ateş Y , Hekimoğlu M . Yeni Nesil Elektrik Dağıtım Şebekeleri İçin Çok Fonksiyonlu Dijital Aşırı Akım Rölesi Tasarımı ve Geliştirilmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2019; (16): 915-924.
Vancouver Oğuz E , Ateş Y , Hekimoğlu M . Yeni Nesil Elektrik Dağıtım Şebekeleri İçin Çok Fonksiyonlu Dijital Aşırı Akım Rölesi Tasarımı ve Geliştirilmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2019; (16): 924-915.