154 KV İLETİM HATLARINDA ARIZA TESPİTİ İÇİN MESAFE KORUMA RÖLESİ TASARIMI VE KOORDİNASYONU BENZETİMİ

Öz

Elektrik, üretim santrallerinde üretildikten sonra iletim hatları ile tüketicilere ulaştırılır. İletim hatları bu yönü ile üretim ve dağıtım sistemini birleştiren güç teçhizatıdır. İletim hatlarının durumu, enerjinin sürekliliğinin sağlanması açısından oldukça önemlidir. İletim hatlarında bir arıza oluştuğunda, arızanın türünün ve yerinin belirlenip en kısa sürede güç sisteminden izole edilmesi gerekir. İletim hatlarında arızanın yerinin ve türünün belirlenmesi ile arızanın en hızlı şekilde bakım veya onarımı yapılarak, enerjinin sürekliliği sağlanmış olur. Güç sistemlerinde iletim hatlarının korunması çeşitli koruma röleleri ile yapılır. Ülkemizde iletim sistemlerinin korunmasında genelde mesafe koruma ve aşırı akım röleleri kullanılır. Bu çalışmada, mesafe koruma rölesi tasarımı yapılarak, 154 kV bir iletim sisteminin mesafe koruma koordinasyonu benzetimi yapılmıştır. Güç sisteminin modellenmesi ve mesafe röle tasarımı/koordinasyonu analizinde DigSilent güç sistemleri analiz programı kullanılmıştır. Sonrasında, güç sistemi modelinde oluşturulan farklı arıza senaryolarına karşı tasarlanan mesafe koruma rölelerinin tepkisi analiz edilmiştir. 

Anahtar Kelimeler

• Güç sistemleri analizi,mesafe koruma rölesi,modelleme,benzetim,koruma koordinasyonu

DESIGN AND COORDINATION SIMULATION OF DISTANCE PROTECTION RELAY FOR FAULT DETECTION OF 154 KV TRANSMISSION LINES

Abstract

Electricity is produced in production plants and delivered to consumers through transmission lines. Hence, transmission lines are the power equipment that combines the production and distribution system. The state of the transmission lines is very important in terms of the continuity of the energy. When a fault occurs in the transmission lines, the type and location of the fault must be determined and bypassed from the power system as soon as possible. By determining the fault in the transmission lines, it can be possible to service or repair the fault in the fastest way. Thus, the continuity of the energy is ensured. The protection of transmission lines in power systems is provided by various protection relays.  In our country, distance protection relays are generally used to protect transmission systems. In this study, distance protection relay is designed and used to simulate distance protection coordination of a 154 kV transmission system. Power system analysis and distance relay design / coordination analysis were conducted using the DigSilent power systems analysis software. The response of the distance protection relays, designed according to different fault scenarios created in the power system model, is analyzed. 

Keywords

• Analysis of power systems,distance protection relay,modeling,simulation,protection coordination

Kaynakça

1. [1] SERRİCAN, C.A., Petkim Petrokimya Aliğa Tesisinin elektrik sisteminin yük akışı ve kısa devre hesapları, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye, 2007.
2. [2] PERDAHÇI, C., CAN, İ. H.,“Güvenirlik Analizi için Digital Röle Koordinasyonu”, IV. Emo Enerji Verimliliği ve Kalitesi Sempozyumu, 223-227, Kocaeli, Türkiye, 2011.
3. [3] GENÇAYDIN, E., Enerji iletim hatlarının nümerik mesafe röleleri ile korunması, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye, 2006.
4. [4] NUROĞLU, F. M., Dağıtılmış üretim içeren dağıtım şebekelerinde merkezi koordinasyon rölesi tasarımı. Doktora Tez , Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmit, Türkiye, 2011.
5. [5] MUANGCHAREON, S., NGAOPITAKKUL, A., BUNJONGJIT, S., LEELAJINDAKRAIRERK, M., POTHISARN, C., & NAWIKAVATAN, A.,“Study of Coordination between protective devices comprising distributed generation in distribution system”,Energy and PowerEng.,584-588, 5(2013).
6. [6] BOPP, T.,GANJAVI R., KREBS, R., NTSİN B., DAURER M., JAEGER J.,“Improving grid reliability through application of protection security assessme”,Developments in Power System Protection, 12th IET International Conference on, Birleşik Krallık,England, 2014.
7. [7] LIN, H., LIU, C., GUERRERO, J. M., & VÁSQUEZ, J. C.,“Distance protection for micro grids in distribution system”,In Industrial Electronics Society IECON 2015-41st Annual Conference of the IEEE, Yokohoma,Japan, 2015.
8. [8] MUZI, F., DE SANCTIS, A., & PALUMBO, P.,“Distance protection for smart grids with massive generation from renewable sources”, In IASME Int. Conf. On Energy & Enviroment, Washington, USA, 2011.

9. [9] BAYRAK, M., USTA, Ö., “Adaptif mesafe rölesi”, 10. Ulusal Kongresi ve Elektirk / Elektronik Fuarı, Kocaeli, Türkiye, 2003.
10. [10] RAFA, A. H. 2017. "Digital differential relay for electrical power transformer." Journal of Engineering Research (University of Tripoli, Libya) 23 2017.
11. [11] TÜREN, M., “Hall etkili dönüştürücü kullanan diferansiyel rölenin transformatör korumasında kullanılması”. Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 201s, Ankara, 2005.
12. [12] KEZUNOVIC, M., & GUO, Y., “Modeling and simulation of the power transformer faults and related protective relay behavior.” IEEE Transactions on Power Delivery, 15(1), 44-50., 2001.
13. [13] AKTAİBİ, A., & RAHMAN, M. A., “A software design technique for differential protection of power transformers.” In Electric Machines & Drives Conference (IEMDC), 2011 IEEE International pp. 1456-1461, 2011.
14. [14] MREHEL, OMAR, HASSAN ELFETORI, and ABDALLAH HAWAL. "Implementation and Evaluation a SIMULINK Model of a Distance Relay in MATLAB/SIMULINK." The International Conference on Electrical and Electronics Engineering, Clean Energy and Green Computing (EEECEGC2013). The Society of Digital Information and Wireless Communication, 2013.
15. [15] http://www.digsilent.de/index.php/downloads.html (erişim tarihi 01.04.2017)
16. [16] TATAR, A., “İletim sistemlerinde yapay sinir ağları ile mesafe koruması uygulamaları”, Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kahramanmaraş, Türkiye
17. [17] ÖZEVİN, E.,“Elektrik güç sistemlerinde hatların kısa devre ve güç salınımına karşı nümerik mesafe röleleri ile korunmasının incelenmesi ve dinamik simülasyonun gerçekleştirilmesi”, Yüksek lisans tezi , Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye, 2015.
18. [18] Elektrik Şebeke Yönetmeliği, 2017.,
19. [19] http://www.epdk.org.tr/TR/DokumanDetay/Elektrik/Mevzuat/Yonetmelikler/Sebeke, (son erişim tarihi 11.08.2017)