Doğrusal olmayan yüklerin enerji ölçümünde neden olduğu hataların incelenmesi

Abstract

ÖZET Anahtar Kelimeler : Güç sistem harmonikleri, harmonik kaynaklan, harmoniklerin etkileri, harmonik sistemde ölçme, elektrik sayacı, doğrusal olmayan yükler Güç sistemlerinde elektrik enerjisinin üretimi, iletimi, dağıtımı ve tüketimi aşamalarında harmoniklerin oluşması enerji sistemleri için istenen bir durum değildir, fakat çoğu işletmelerde doğrusal olmayan yükler sebebiyle oluşan ve şebekeye yayılan harmonik akım bileşenleri devrelerini sistemdeki diğer elemanlar üzerinden tamamlayarak harmonik gerilimleri meydana getirirler. Gerilim harmonikleri, doğrusal olmayan yükün meydana getirdiği harmonik akımlarına, sistemdeki diğer yüklere ve şebeke parametrelerine doğrudan bağlıdır. Doğrusal olmayan yükler tarafından üretilen harmonikler, şebeke ve alıcılar için aşın yüklenme, ek kayıplar, iletim hatları/kablolar, anahtarlama elemanları ve motorlarda aşın ısınmalar, kontrol sistemlerinin hatalı çalışması, kullanım ömründe azalma, cihaz veya sistem ölçümlerinde hatalar gibi ciddi problemlere sebep olurlar. Bu çalışmada, güç sistemlerinde harmoniklerin oluşum nedenleri, Fourier Analiz Yöntemi ve harmoniklerin elektrik güç sistemleri üzerindeki etkileri açıklandıktan sonra, tez çalışmasının esası olan deneysel aşamasında ise, doğrusal olmayan yüklerin akım harmoniklerinin analog (endüksiyon diskli) ve dijital aktif enerji sayaçları üzerinde neden oldukları hataların, toplam harmonik distorsiyonuna bağlı olarak değişimleri incelenmiştir. XI

INVESTIGATION OF ERRORS IN ENERGY METERS UNDER NONLINEAR LOAD CONDITIONS SUMMARY Keywords : Power system harmonics, Harmonic sources, Harmonic effects, Measurements under harmonics, Nonlinear loads In electric power systems, nonlinear loads first cause current harmonics with a propagation. That undesired current harmonic propagation reaches many points of the system, causing harmonic voltage drops and disturbed end voltages. Intensity of the resultant voltage harmonics strictly depend on harmonic content of nonlinear loads, ratio of linear loads and network parameters. Harmonics caused by nonlinear loads result in overloading, sliding of operating points, extra losses-heat, errors in control systems, early aging and measuring errors in almost all components of the power system somehow. In the thesis, first, harmonic sources in power system, Fourier Analysis of harmonics and effects of harmonics in power system are given in detail. As a main part of the study, errors caused by current harmonics on measuring energy in Ferranti and digital type energy meters are investigated experimentally. Errors are given with respect to total harmonic distortion of the load current. xii