Güç sistemlerinde reaktif güç kompanzasyonu ve harmonik analizi

Abstract

Günümüzde elektrik iletim sistemlerinin büyümesi ve daha karmaşık bir yapıya kavuşmasıyla çeşitli güç kalitesi sorunları da ortaya çıkmaktadır. İletim sistemi planlaması yapılırken sistemin ihtiyaçlarını karşılayacak enerji iletim hattı, transformatör merkezi v.b. genel çözümlerin yanında sistemin belirli kısımlarında meydana gelen, güç kalitesini ve arz güvenilirliğini etkileyen problemlerin de sistemi olumsuz yönde etkileyeceği hesaba katılarak yerel çözümler üzerinde de durulmalıdır. Güç sistemlerindeki güç kalitesi problemleri kompanzasyon eksikliği ve harmonik bozulmalardan kaynaklanır. Harmonik bozulmalar, şebekelerde işletme güvenliği, enerji verimliliği ve enerjinin sürekliliğini etkileyen problemlerdir. Dağıtım şebekelerinde en sık rastlanan güç kalitesi olaylarındandır. Yüklerin doğrusal olmayan karakteristikleri harmonik oluşumunun en önemli kaynağıdır. Bu çalışmada MATLAB® Simulink® simülasyon programında endüstriyel bir sistemde nonlineer yükler sebebiyle meydana gelen harmonik bozulmaların pasif yardımıyla harmoniklerden arındırılmasına yönelik bir uygulama gerçekleştirilmiştir. İlk olarak sistemin reaktif güç ihtiyacı ve harmonik özellikleri incelenmiştir, daha sonra tek ayarlı filtre tasarımı için gerekli bağıntılar verilmiştir. Belirlenen harmonikler için pasif filtre tasarımı yapılmıştır. Her bir adımda dizayn edilen filtrelerin harmonik bozulmalara ve sistemin güç faktörüne olan olan etkileri incelenmiştir. Tasarlanan filtre baskın harmoniklere uygulandığında diğer harmonik genliklerinin de azaldığı görülmüştür. Sonuçlar tablo ve grafikler halinde sunulmuştur.

In recent years, as the electrical power systems are extending and incorporating complex structures some power quality problems start to come up. During transmission system planning, besides general system solutions like transmission line and substation investments that will perform the system requirements, it should be realized that some disturbances occurring locally, which affect the power quality and supply reliability may bring about problems for the whole system and some local precautions should be taken. Power quality problems in power systems result from lack of compensation and harmonic distortions. Harmonic distortions are problems which affect continuity of energy, energy productivity and business security in networks. They are power quality incidents prevailed in distribution network. Characteristics of non-linear loads is the most important source of formation of harmonic. In this thesis in MATLAB® Simulink® simulation program an application which is nonlinear loads in an industrial system with harmonic disruptions that occurred due to the passive by harmonics to decontaminate for has been realized. At first it is examined the system reactive power necessity and harmonic characteristics, then it is given required relation for designing single tuned filter. In each steps, effects of designed filters harmonic distortion and power factor of system is examined. When designed filter implements dominant harmonics, it is also seen reducing other harmonic amplitudes. The results are presented in tables and charts.