SARIYER - ÇAYIRBAġI KARAYOLU TÜNELĠ ELEKTRĠK SĠSTEMĠ HARMONĠK ANALĠZĠ VE FĠLTRE TASARIMI YÜKSEK LĠSANS TEZĠ. Ahmet Uğur BAĞATIR

Ebat: px
Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "SARIYER - ÇAYIRBAġI KARAYOLU TÜNELĠ ELEKTRĠK SĠSTEMĠ HARMONĠK ANALĠZĠ VE FĠLTRE TASARIMI YÜKSEK LĠSANS TEZĠ. Ahmet Uğur BAĞATIR"

Transkript

1 ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ SARIYER - ÇAYIRBAġI KARAYOLU TÜNELĠ ELEKTRĠK SĠSTEMĠ HARMONĠK ANALĠZĠ VE FĠLTRE TASARIMI YÜKSEK LĠSANS TEZĠ Ahmet Uğur BAĞATIR Elektrik Mühendisliği Anabilim Dalı Elektrik Mühendisliği Programı Anabilim Dalı : Herhangi Mühendislik, Bilim Programı : Herhangi Program HAZĠRAN 2013

2

3 ĠSTANBUL TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ SARIYER - ÇAYIRBAġI KARAYOLU TÜNELĠ ELEKTRĠK SĠSTEMĠ HARMONĠK ANALĠZĠ VE FĠLTRE TASARIMI YÜKSEK LĠSANS TEZĠ Ahmet Uğur BAĞATIR ( ) Elektrik Mühendisliği Anabilim Dalı Elektrik Mühendisliği Programı Tez DanıĢmanı: Prof. Dr. AyĢen DEMĠRÖREN Anabilim Dalı : Herhangi Mühendislik, Bilim Programı : Herhangi Program HAZĠRAN 2013

4

5 ĠTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü nün numaralı Yüksek Lisans Öğrencisi Ahmet Uğur BAĞATIR ilgili yönetmeliklerin belirlediği gerekli tüm Ģartları yerine getirdikten sonra hazırladığı SARIYER - ÇAYIRBAġI KARAYOLU TÜNELĠ ELEKTRĠK SĠSTEMĠ HARMONĠK ANALĠZĠ VE FĠLTRE TASARIMI baģlıklı tezini aģağıda imzaları olan jüri önünde baģarı ile sunmuģtur. Tez DanıĢmanı : Prof. Dr. AyĢen DEMĠRÖREN... Ġstanbul Teknik Üniversitesi Jüri Üyeleri : Prof. Dr. AyĢen DEMĠRÖREN... Ġstanbul Teknik Üniversitesi Prof. Dr. Belgin EMRE TÜRKAY... Ġstanbul Teknik Üniversitesi Prof. Dr. MuğdeĢem TANRIÖVEN... Yıldız Teknik Üniversitesi Teslim Tarihi : 26 Nisan 2013 Savunma Tarihi : 4 Haziran 2013 iii

6 iv

7 v Anneme ve Babama,

8 vi

9 ÖNSÖZ YapmıĢ olduğum bu çalıģmada benden yardımlarını esirgemeyen, eleģtirileri ve önerileriyle katkıda bulunan baģta değerli tez danıģmanı hocam Sn. Prof. Dr. AyĢen DEMĠRÖREN e, fikirleriyle destekte bulunan Sn. Yrd. Doç. Dr. Ömer GÜL e, yüksek lisans çalıģmalarım için bana imkan sağlayan çalıģmakta olduğum Ģirketin Genel Müdürü Sn. Halil TUNÇBĠLEK e, Teknik Müdürü Sn. Emir Emrah ADAL a, tünel Ģantiyesinde birlikte çalıģtığım, bilgi ve tecrübeleriyle bana yön veren ġantiye ġefi Sn. Kağan KALE ye, önerilerde bulunan meslektaģım Sn. Ergin UYSAL a, Ġstanbul BüyükĢehir Belediyesi Tünel ĠĢletim Merkezi nden tünel verilerinin ve fotoğraflarının alınmasında katkısı olan meslektaģım Sn. Ömer ALTUNTAġ a, bana ilham veren çok değerli GülĢah ÇĠFCĠ ye ve tüm çalıģma arkadaģlarıma saygılarımı sunarım. Yukarıda yazmıģ olduğum tüm eğitim, öğretim ve iģ hayatımın Ģekillenmesinde her zaman ve her Ģartta maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen annem Leyla BAĞATIR a, babam Ahmet BAĞATIR a ve kardeģim Yusuf BAĞATIR a çok teģekkür ederim. Nisan 2013 Ahmet Uğur Bağatır (Elektrik Mühendisi) vii

10 viii

11 ĠÇĠNDEKĠLER ix Sayfa ÖNSÖZ... vii ĠÇĠNDEKĠLER... ix KISALTMALAR... xiii ġekġl LĠSTESĠ... xvii ÖZET... xxi SUMMARY... xxiii 1. GĠRĠġ Tezin Amacı Literatür AraĢtırması Hipotez HARMONĠKLER Genel Kavram Harmonik Tanımı HARMONĠKLERĠN MATEMATĠKSEL ĠFADESĠ Fourier Analizi Elektriksel Büyüklükler Etkin değer Güç ifadeleri Toplam harmonik distorsiyonu (THD) Toplam talep distorsiyonu (TTD) Rezonans Seri rezonans Paralel rezonans HARMONĠK KAYNAKLARLA ĠLGĠLĠ KAVRAMLAR Genel Kavram Lineer elemanlar Lineer Olmayan (Nonlineer) Elemanlar Sinüsoidal kaynak ve lineer yük Sinüsoidal kaynak ve nonlineer yük Non-sinüsoidal kaynak ve lineer yük Nonsinüsoidal kaynak ve nonlineer yük Harmonik Üreten Elemanlar ve Etkileri Harmonik üreten elemanlar Transformatörler Generatörler Ark fırınları Aydınlatma elemanları Konverterler Statik VAR kompanzatörleri Fotovoltaik sistemler Harmonik Üreten Elemanların Etkileri... 31

12 5. HARMONĠK FĠLTRELER Harmonik Filtrelerin Amacı Pasif Filtre Seri pasif filtreler Paralel pasif filtre Aktif Filtre Seri aktif filtre Paralel aktif filtre HARMONĠK STANDARTLARI IEEE Standardı IEC Standartları IEC IEC ve IEC IEC EN Türkiye de Harmonikle ilgili Yönetmelikler SARIYER ÇAYIRBAġI KARAYOLU TÜNELĠ SĠSTEMLERĠ Karayolu Tünel Sistemleri Sarıyer-ÇayırbaĢı Karayolu Tüneli Telekontrol sistemi Acil aydınlatma sistemi CCTV ve otomatik olay algılama sistemi Trafik kontrol sistemi Trafik sayım ve sınıflandırma sistemi Gabari kontrol sistemi Meteorolojik istasyonlar Yangın algılama sistemleri Su ile yangın söndürme sistemi SOS acil durum istasyonları Enine geçiģler Tünel radyosu ve telsiz sistemi Tünel kamu anons sistemi HaberleĢme altyapısı ve network sistemi %100 Yedeklemeli elektrik dağıtım sistemi Lokal kontrol ve SCADA merkezi Tünel havalandırma sistemi Tünel aydınlatma sistemi Enine aydınlatma Boyuna aydınlatma Zıt-Yönlü aydınlatma EĢ Yönlü aydınlatma Sistem tasarımı YaklaĢım bölgesi EĢik bölgesi GeçiĢ bölgesi Ġç bölge ÇıkıĢ bölgesi Gece aydınlatması HARMONĠK FĠLTRE TASARIM VE UYGULAMASI Sarıyer ÇayırbaĢı Karayolu Tüneli Harmonik Filtre Tasarımı x

13 8.1.1 Genel tünel bilgileri Tünel verileri Tek ayarlı pasif filtre tasarımı Çift ayarlı pasif filtre tasarımı %100 Aydınlatma kademesi % 75 Aydınlatma kademesi %50 Aydınlatma kademesi % 25 Aydınlatma kademesi Gece aydınlatma kademesi SONUÇ VE ÖNERĠLER KAYNAKLAR EKLER ÖZGEÇMĠġ xi

14 xii

15 KISALTMALAR AC ADP AG AKOM CIE CCTV DC DIN EDB EN EPDK FFT F/O GSM IEC IEEE ĠBB LED MATLAB NFPA NTP OG PLC PV SCADA TEDAġ THD TĠM TKM TKR TTD UPS : Alternative Current : Ana Dağıtım Panosu : Alçak Gerilim : Afet Koordinasyon Merkezi : Commission Internationale de l Eclairage : Closed Circuit Television : Direct Current : Deutsches Institut für Normung ev : Enerji Dağıtım Binası : European Norm : Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu : Fast Fourier Transform : Fiber optik : Global System for Mobile Communications : International Electrotechnical Commission : Institute of Electrical and Electronics Engineers : Ġstanbul BüyükĢehir Belediyesi : Light Emitting Diode : Matrix Laboratory : National Fire Protection Association : Network Time Protocol : Orta Gerilim : Programmable Logic Controller : Photovoltaic : Supervisory Control and Data Acquisiton : Türkiye Elektrik Dağıtım Anonim ġirketi : Toplam Harmonik Distorsiyonu : Tünel ĠĢletim Merkezi : Tünel Kontrol Merkezi : Tristor Kontrollü Reaktör : Toplam Talep Distorsiyonu : Uninterruptible Power Supply xiii

16 xiv

17 ÇĠZELGE LĠSTESĠ Sayfa Çizelge 4.1 : Kaynak ve yüke göre meydana gelen harmonikler Çizelge 4.2 : Transformatörlerin bağlantı gruplarının değiģtirilmesiyle elde edilen THD değerleri Çizelge 6.1 : Nominal gerilime iliģkin harmonik distorsiyon limitleri Çizelge 6.2 : Dağıtım sistemi akım harmonikleri distorsiyon sınır değerleri Çizelge 6.3 : Konutlar Çizelge 6.4 : Endüstriyel Santraller Çizelge 6.5 : Alçak gerilim Ģebekesi için izin verilen harmonik sınır değerleri Çizelge 6.6 : Orta gerilim Ģebekesi için izin verilen harmonik sınır değerleri..46 Çizelge 6.7 : Gerilim harmonikleri için sınır değerler Çizelge 6.8 : Akım harmonikleri için maksimum yük akımına göre sınır değerler.. 48 Çizelge 7.1 : Kamera sistemi referans performans değerleri Çizelge 7.2 : Tünelde kullanılan pompalara ait teknik veriler Çizelge 7.3 : Ġç bölge parıltı değerleri Çizelge 8.1 : Tünel tasarım parametreleri Çizelge 8.2 : Pano elektriksel ölçüm verileri Çizelge 8.3 : Ana dağıtım panosu ölçülen akım verileri Çizelge 8.4 : IEC a göre simetrik kısa devre akımı için belirlenen katsayılar 83 Çizelge 8.5 : Sistemin karģılık düģtüğü aralık Çizelge 8.6 : Filtre karakteristikleriyle değiģen (Q=50) THD verileri Çizelge 8.7 : Filtre karakteristikleriyle değiģen (Q=75) THD verileri Çizelge 8.8 : Filtre karakteristikleriyle değiģen (Q=100) THD verileri Çizelge 8.9 : Filtre parametreleri Çizelge 8.10 : Aydınlatma panosu aktif güç değerleri Çizelge 8.11 : Ana dağıtım panosu güç değerleri Çizelge 8.12 : Reaktif güç kademeleri Çizelge 8.13 : 4. kademe filtrenin parametreleri Çizelge 8.14 : 3. kademe filtrenin parametreleri Çizelge 8.15 : 2. kademe filtrenin parametreleri Çizelge 8.16 : 1. kademe filtrenin parametreleri Çizelge 8.17 : Tasarlanan tüm harmonik filtrelere ait sonuç tablosu xv

18 xvi

19 ġekġl LĠSTESĠ xvii Sayfa ġekil 2.1 : Harmonik dalga Ģekilleri... 3 ġekil 2.2 : Temel bileģen, harmonik bileģen ve bozulmuģ dalga Ģekilleri... 4 ġekil 2.3 : Temel bileģen, 3., 5., 7. harmonik bileģenlerin gösterimi ġekil 2.4 : BozulmuĢ dalga gösterimi ġekil 3.1 : Seri RLC devresi ġekil 3.2 : Paralel RLC devresi ġekil 4.1 : Lineer elemana iliģkin uç karakteristiği ġekil 4.2 : Lineer yüke iliģkin akım ve gerilim dalga Ģekli ġekil 4.3 : Nonlineer elemana iliģkin uç karakteristiği ġekil 4.4 : Lineer olmayan yüklerin elektriksel profili ġekil 4.5 : Dalga Ģekilleri: (a)doğrusal yükte. (b)doğrusal olmayan yükte ġekil 4.6 : Mıknatıslanma akımı ve akının değiģimi ġekil 4.7 : Transformatörlerin harmonik kaynağı modeli ġekil 4.8 : Transformatörün harmonikli durum eģdeğer devresi ġekil 4.9 : Demir çekirdeğe iliģkin karakteristik ve grafikler ġekil 4.10 : Bir ark fırınının gösterimi ġekil 4.11 : Ark fırını eģdeğer devre modeli ġekil 4.12 : Kompanzasyon sonrası ark fırını eģdeğer devre modeli ġekil 4.13 : Arka iliģkin gerilim ve akım dalga Ģekli ġekil 4.14 : Akkor flamanlı lambaya iliģkin akım ve gerilim dalga Ģekli ġekil 4.15 : Halojen lambalara iliģkin akım ve gerilim dalga Ģekli ġekil 4.16 : Kompakt fluoresan lambalara iliģkin akım ve gerilim dalga Ģekli ġekil 4.17 : Standart fluoresan lambalara iliģkin akım ve gerilim dalga Ģekli ġekil 4.18 : Civa buharlı lambalara iliģkin akım ve gerilim dalga Ģekli ġekil 4.19 : Metal halide lambalara iliģkin akım ve gerilim dalga Ģekli ġekil 4.20 : Fotovoltaik enerji sistemlerine ait blok diagram ġekil 5.1 : Harmonik filtreleri ġekil 5.2 : Endüstriyel Ģebekelerde harmonikler ġekil 5.3 : Seri pasif filtre örneği ġekil 5.4 : (a)tek ayarlı paralel filtre. (b)filtreye ait empedans-frekans grafiği ġekil 5.5 : (a)çift ayarlı filtre. (b)filtreye ait empedans-frekans grafiği ġekil 5.6 : Pasif yüksek geçiren filtreler ġekil 5.7 : Aktif filtre örneği ġekil 5.8 : Paralel aktif filtrenin harmonik akım profili ġekil 5.9 : Seri aktif filtre prensip Ģeması ġekil 5.10 : Paralel aktif güç filtresi prensip Ģeması ġekil 7.1 : Acil aydınlatma sistemi ġekil 7.2 : Led li yol butonları ġekil 7.3 : Acil kaçıģ iģaretleri ġekil 7.4 : Acil durum istasyonu ve acil kaçıģ iģareti ġekil 7.5 : Led li enine geçiģ acil aydınlatma sistemi... 53

20 ġekil 7.6 : Tünel içi sabit kamera sistemi ġekil 7.7 : Kamera sistemi örneği ġekil 7.8 : Kamera dönüģtürücü paneli ġekil 7.9 : Tünel içi hız sınır ve Ģerit kontrol iģaretleri ġekil 7.10 : Tünel dıģı Ģerit kontrol iģaretleri ġekil 7.11 : Tünel içi LED li mesaj iģaretleri ġekil 7.12 : Tünel dıģı değiģken mesaj iģaretleri ġekil 7.13 : Optik gabari kontrol sistemi ġekil 7.14 : Mekanik gabari sistemi ġekil 7.15 : Yangınla mücadele dolabı ve su ile yangın söndürme sistemi ġekil 7.16 : Enine geçiģ kapısı ġekil 7.17 : Tünel izleme ve kontrol sistemi ġekil 7.18 : Tünel SCADA Merkezi ġekil 7.19 : Tünel lokal kontrol merkezi ġekil 7.20 : Tünel jetfanına ait Ģematik gösterim ġekil 7.21 : Simetrik tünel aydınlatması ġekil 7.22 : Zıt ıģınlı tünel aydınlatması ġekil 7.23 : Tünel aydınlatma bölgeleri ġekil 7.24 : CIE göz adaptasyon eğrisi ġekil 7.25 : Araç hızı ve sürtünme katsayısı iliģkisi ġekil 7.26 : DIN Fren mesafesi diyagramı ġekil 8.1 : Aydınlatma kademelerinin dıģ parıltı seviyesine göre tasarımı ġekil 8.2 : Elektrik sisteminin Ģematik gösterimi ġekil 8.3 : Kısa devre modeli ġekil 8.4 : Tünel elektrik sisteminin simulink modeli ġekil 8.5 : Üç fazlı dengeli elektrik sisteminin pasif filtreli simulink modeli ġekil 8.6 : Pasif filtre öncesi akıma ait dalga Ģekli ġekil 8.7 : Pasif filtre sonrası akıma ait dalga Ģekli ġekil 8.8 : Pasif filtre öncesi gerilime ait dalga Ģekli ġekil 8.9 : Pasif filtre sonrası gerilime ait dalga Ģekli ġekil 8.10 : Pasif filtre öncesi sistemin FFT analizi ġekil 8.11 : Pasif filtre öncesi sistemin normalize edilmiģ FFT analizi ġekil 8.12 : FFT analizine göre frekans bazında veriler ġekil 8.13 : Pasif filtre sonrası sistemin FFT analizi ġekil 8.14 : Pasif filtre sonrası sistemin normalize edilmiģ FFT analizi ġekil 8.15 : FFT analizine göre frekans bazında veriler ġekil 8.16 : Filtrenin empedans-frekans değiģim grafiği ġekil 8.17 : Pasif filtreye ait Ģematik gösterim ġekil 8.18 : Tesis edilecek pasif filtreye iliģkin parametreler ġekil 8.19 : Sisteme entegre edilen pasif filtrenin eģdeğer devresi ġekil 8.20 : Kalite faktörüne göre uygun pasif filtre sonrası akım grafiği ġekil 8.21 : Kalite faktörüne göre uygun pasif filtre sonrası sistemin FFT analizi ġekil 8.22 : Blok pasif filtreli elektrik sisteminin Simulink modeli ġekil 8.23 : Çift ayarlı pasif filtre devre elemanları ġekil 8.24 : Tek ayarlı ve çift ayarlı pasif filtreli elektrik sistemi Simulink modeli 102 ġekil 8.25 : 5. ve 7. harmonik için tasarlanan çift ayarlı filtreli devre elemanları ġekil 8.26 : Filtreli sisteme ait akım grafiği ġekil 8.27 : Filtreli sistemin FFT analizi ġekil 8.28 : 3. ve 7. harmonik için tasarlanan çift ayarlı filtreli devre elemanları ġekil 8.29 : Filtreli sisteme ait akım grafiği xviii

21 ġekil 8.30 : Filtreli sistemin FFT analizi ġekil 8.31 : 3. ve 5. harmonik için tasarlanan çift ayarlı filtreli devre elemanları ġekil 8.32 : Filtreli sisteme ait akım grafiği ġekil 8.33 : Filtreli sistemin FFT analizi ġekil 8.34 : Filtrenin empedans-frekans değiģim grafiği ġekil 8.35 : EĢdeğer devre elemanları ġekil 8.36 : 5 kademeli pasif filtreli elektrik sisteminin Simulink modeli ġekil 8.37 : 4. kademe pasif filtrenin devre modeli ġekil 8.38 : % 75 aydınlatma kademesinde filtre öncesi sistemin FFT analizi ġekil 8.39 : % 75 aydınlatma kademesinde filtre sonrası sistemin FFT analizi ġekil 8.40 : 3. kademe filtrenin devre modeli ġekil 8.41 : % 50 aydınlatma kademesinde filtre öncesi sistemin FFT analizi ġekil 8.42 : % 50 aydınlatma kademesinde filtre sonrası sistemin FFT analizi ġekil 8.43 : 2. kademe filtrenin devre modeli ġekil 8.44 : %25 aydınlatma kademesinde filtre öncesi sistemin FFT analizi ġekil 8.45 : %25 aydınlatma kademesinde filtre sonrası sistemin FFT analizi ġekil 8.46 : 1. kademe filtrenin devre modeli ġekil 8.47 : Gece aydınlatma kademesinde filtre öncesi sistemin FFT analizi ġekil 8.48 : Gece aydınlatma kademesinde filtre sonrası sistemin FFT analizi ġekil A.1 : ÇayırbaĢı elektrik dağıtım sistemi blok diyagramı ġekil B.1 : Sarıyer - ÇayırbaĢı karayolu tüneli genel mimari projesi ġekil C.1 : ÇayırbaĢı elektrik dağıtım binası kompanzasyon panosu hat Ģeması ġekil C.2 : ÇayırbaĢı elektrik dağıtım binası kompanzasyon panosu hat Ģeması ġekil C.3 : ÇayırbaĢı elektrik dağıtım binası kompanzasyon panosu hat Ģeması xix

22 xx

23 SARIYER ÇAYIRBAġI KARAYOLU TÜNELĠ ELEKTRĠK SĠSTEMĠ HARMONĠK ANALĠZĠ VE FĠLTRE TASARIMI ÖZET Genel olarak güç sistemleri incelendiğinde, günümüzdeki teknolojik geliģmelere paralel olarak sisteme entegre olan nonlineer elemanlar aracılığıyla harmoniğin etkileri elektrik enerjisi üretim, iletim ve dağıtımında artarak devam etmektedir. Ġster nonlineer yük ister nonlineer kaynak olsun, sistem içerisinde doğrusal olmayan elemanın varlığı, elemanın karakteristiğine bağlı olarak akım veya gerilim harmoniklerine sebep olmaktadır. Elektrik mühendisliğinin temeli, verimlilik esasına dayanır ve bu sistem kararlılığı ile doğru orantılıdır. Sistemin kararlı bir Ģekilde çalıģabilmesi için bir durum da, elektrik sisteminin kabul edilebilir sınırlar içerisinde ve nominal çalıģma değerlerinde olmasıdır. Ġlgili değerleri önemli ölçüde etkileyen ve rastlantısal sürece zemin hazırlayan harmonikler, iģletme Ģartlarında meydana gelen durumlar incelenerek hazırlanan gerek ulusal gerek uluslararası standart ve yönetmeliklerle sınırlandırılmıģtır. Bahse konu limitlere uyulmaması beraberinde cezai yaptırımları da getirmektedir. Sonuçta hem idari boyutuyla hem de teknik anlamda harmoniklerin elektrik güç sisteminden elimine edilmesi gereklidir. Bu kapsamda değerlendirildiğinde, harmonik filtre tasarımı kendi içinde opsiyonları olsa da kararlılık için zorunlu ihtiyaç haline gelmiģtir. Bu amaçla, 2012 yılında resmi açılıģı yapılarak iģletmeye alınan Sarıyer-ÇayırbaĢı Karayolu Tünelinin elektrik sistemi harmonik analizi yönünden incelenmiģtir. Elektrik güç sistemine iliģkin veriler ilgili enerji analizörlerinden elde edilmiģ ve ayrıca tünele ait tüm elektromekanik sistemler SCADA sisteminden de incelenmiģtir. Ölçüm değerlerinden varılan sonuca göre, düģük mertebeli harmonikler sistemde yer aldığından tek veya çift ayarlı pasif filtre kullanılması uygun görülerek tesise özel pasif filtrenin MATLAB simülasyonu ile tasarımı ve teorik uygulaması yapılmıģtır. Tünele iliģkin elektrik sistemi, pasif filtre öncesi ve pasif filtre sonrası durumları karģılaģtırılarak son durumun ilgili yönetmeliklere ve standartlara uygunluğu irdelenmiģtir. Ġkinci olarak, tünele iliģkin tüm sistemlerin tek bir yerden kontrol edildiği SCADA sisteminin iģletmeye getirdiği kolaylıklar ve özellikleri incelenmiģtir. Özellikle tünel elektromekanik sistemlerinin tek bir yerden izleme, kontrol, veri toplama ve veri saklanması iģlemlerinin yapılabilmesi tünel iģletmesinde oldukça esnek bir çalıģmaya zemin hazırlamaktadır. Tüm sistemlerin SCADA ile tam entegre çalıģmasının, özellikle ilgili kontrol bölgesi ile kontrol edilen cihazlar arasındaki mesafenin büyük olduğu tünel iģletmesinde hem fiziki anlamda enerji ve zaman kaybını azalttığı, hem de iģletme anlamında pratik ve esnekliği sağladığı görülmüģtür. Bu sayede personel ihtiyacının ve ilgili personellerin doğru zamanda ve doğru mekanda yer alabilmesi, personellerin etkin kullanımı gibi faydaları da mümkün kıldığı görülmüģtür. xxi

24 xxii

25 SARIYER ÇAYIRBAġI ROAD TUNNEL ELECTRICAL SYSTEM HARMONIC ANALYSIS AND FILTER DESIGN SUMMARY Generally, when we search the electrical power system, harmonics on electrical systems are spreading and rising up because of growing usage of nonlinear loads. Harmonics effect not only power generation, transmission but also power distribution systems. Because, if the electrical system include either nonlinear source or nonlinear load, it causes voltage or current harmonics with respect to components characteristics. Firstly, one of the main topics of electrical engineering is efficiency. Likewise, it has a direct corelation with the power system stability. For the purpose of the power system stability, system components should run on the conditon that nominal process and acceptable workout interval. Harmonics which effect related values tremendously and manifest a stochastic process, limited with respect to related national and international standards. Exceeding standard limits comes with official penalties. As a result, harmonics should be eliminated at acceptable limits from the electrical system not only for administrative obligation but also for technical necessity. Secondly, harmonic filter design is a necessity for power system stability even if it has lots of options. For this purpose, Electrical system of Sarıyer-ÇayırbaĢı Road Tunnel which was opened at June 2012 is researched with respect to harmonic analysis fundamentals. Measurement values of the electrical power system are received from related energy analyzer. Also, whole tunnel electromechanical systems are researched from SCADA system. According to measurement values, single tuned passive harmonic filter is designed theoretically and simulated with MATLAB simulation program. As a result, comparison with passive filter included system and without filter is done and substantiated availability of the filter with respect to related national regulations and international standards. Moreover, whole existing tunnel electromechanical systems on Sarıyer ÇayırbaĢı tunnel were explained, briefly. Especially, tunnel lighting and control system is the main system and have most continous operation with respect to other tunnel electromechanical systems. Technically, A PLC or a special lighting controller gets related and sensed values and it compares them to arrange the luminaries triggering according to required light levels. This system works based on CIE 88 standards to make the lighting level comfortable for the drivers. According to environmental lighting level at the outside the tubes, 5 lighting zones are dynamically arranged. It is accepted to apply 5 switching steps as 100%; 75%; 50%; 25%; and night time in Sarıyer - ÇayırbaĢı tunnel. xxiii

26 The lighting luminaires can be installed in single roe or as two rows along side the tunnel. In single row application, preliminary calculation results show that uniformity is not as good as two rows application. Furthermore, maintenance of the luminaires is more difficult in single row application, since two of the lanes whole tunnel section must be closed to traffic during the maintenance. As a result it is decided on two rows of application in Sarıyer ÇayırbaĢı tunnel. Another lighting system is safety lighting system. Safety lighting system is provided to allow a minimum visibility for tunnel users to evacuate the tunnel in their vehicles in the event of a breakdown of the power supply. To do this there are some methods. One of them is to connect some or all of the normal lighting luminaries to UPS. This was applied in Sarıyer ÇayırbaĢı tunnel. In addition to this, the border line lighting with LED s so called guidance lighting is a very effective way of safety lighting. These are also very useful in the case of evacuation if there is smoke in the tunnel. Since their height level is very close to ground, lights cannot be affected by heavy smoke, so uni-colour (red) or bi-colour (red and white) LED road studs are proposed to apply for every 12 or 24 meters (compatible with the section lengths) at the right side of the traffic direction. Moreover, there are also evacuation lighting system. In order to give visual messages in static form to the tunnel users, the internally illuminated information signs are distributed which are named as evacuation along the tunnel tubes. These signs are illuminated always. Most of them are used only in emergency conditions while some of them are required in normal conditions also. Evacuation lighting, such as evacuation marker lights, at a height of no more than 1,5 meter, is provided to guide tunnel users to evacuate the tunnel on foot, in the event of emergency. Furthermore, another vital tunnel electromechanical system is ventilation system. Longitudinal ventilation system and jetfans are used in the tunnel. Because there are two main aims. First one is to supply fresh air into the tunnel, second one is to smoke-out in the case of fire in the tunnel. There are many techniques and different types of applications of tunnel ventilation systems. The suitable system must be selected according to design criteria. On the other hand, CO (Carbonmonoxide) and VI (Visibility or dust particle) measurement devices are continuously check the levels of CO and dust particles inside the tunnel tube. Based on these dynamic values, if the predefined limits are reached then the related ventilation system will automatically operate to supply fresh air into the tunnel tube. For this process, usually PLC systems are used as a ventilation controller unit. The data collected by CO, Visibility and wind speed and direction devices is sent to the PLC as input to PLC. Then the PLC checks them if they are in the desired range or not. If the level of the toxic gases are higher than the predefined limits or the visibility range is less than to see the desired distance then the ventilation system must automatically start an action to supply fresh air into the tube meanwhile the same system sends away these toxic gases and dust particles outside the tube. By doing this the existing wind speed and direction is another base input to the system so that the system decides to thrust the toxic air to easiest direction. For some emergency cases like fire in the tunnel tubes, there must be an emergency manual control panels. These panels are in the PLC including scenarios. xxiv

27 Relevant scenarios and the operations programmed into the PLC must be in contact with main SCADA system via telecontrol and networking system in the tunnel. So SCADA make it possible to operate and control all the system components from the main control centre. The SCADA collects data not only from ventilation sensors but from all other sensors in the tunnel. As a result SCADA scenarios must be detailed studied before the emergency conditions occur and the ventilation control is only one part of the whole control system of the tunnel and it must be fully integrated to SCADA to get better benefits. This is one of the most critical points of the tunnel safety and control: Integration. Moreover, other integrated system is CCTV and Video detection system in the tunnel. In fact CCTV system and AID (Automatic Incident Detection) system are so close and relative systems connected to each other. The most important point for the CCTV system is to cover the whole tunnel tube without leaving any blind point in the traffic area in the tunnel. So the exact locations of the cameras must be selected by considering the curves of the tunnel tube in terms of traffic view. According to this approach next camera must be located at just before the end point of the area of the view of the former camera. CCTV sytems camera equipment were located along the Sarıyer ÇayırbaĢı tunnel at every meters. Finally, for all integrated electromechanical systems at SCADA, there should be a control centre for monitoring, controlling and managing of the tunnel and the road connections. It must have modern and technologic features in a separate building or room. All the stuff in the center must have trained for operating and managing to the tunnel systems. Especially to view the CCTV system videos, to see the fire alarms, to run the special scenarios by operator command, whole system confirmations are needed. As a result, SCADA integration is a vital advantage for a road tunnel such as Sarıyer ÇayırbaĢı not only to monitor, control, manage the integrated systems, but also to make a flexible operation control with effective usage of technical staff and to achieve electrical analysis. xxv

28 xxvi

29 1. GĠRĠġ 1.1 Tezin Amacı Tezin amacı, özelde Sarıyer ÇayırbaĢı karayolu tüneline ait tüm elektromekanik sistemlerin entegre olarak tek bir yerden izleme, kontrol, veri toplama ve veri saklanması iģlemlerinin iģletmeye sağladığı kolaylıklar ve esneklikleri tek tek incelemektir. Ayrıca ağırlıklı olarak aydınlatma sisteminin yer aldığı elektrik sistemine iliģkin harmonik analizini ve harmonik filtre tasarımını teknik olarak yapabilmektir. 1.2 Literatür AraĢtırması Günümüzde alçak gerilim elektrik enerjisi kalitesinde sorunlar giderek endiģe verici problemler yaratmakta ve güç kalitesinden kaynaklanan Ģikayetler artmaktadır. Enerji kesilmeleri, ani gerilim yükselmeleri ve düģmeleri, iklim Ģartlarından kaynaklanan hatalar, elektrik enerjisinin ayarlanması ve dönüģtürülmesi için kullanılan doğrusal olmayan elemanlar özel problemler ortaya çıkarmaktadır [1]. Enerji kalitesinin arttırılması ve iģletmenin sürekliliği için harmonik analizinin geniģ boyutta yapılması ve bu harmoniklerin önlenmesi gerekmektedir. Bazı durumlarda, güç elemanlarının zarar görmesine veya yanlıģ çalıģmasına neden olurlar. Bunun yanında sistemde bulunan çeģitli frekanstaki akım ve gerilim harmonikleri, rezonans oluģmasına neden olabilir. Rezonans durumunda oluģacak yüksek akım ve gerilim, iģletmeye büyük zarar verebilir. Bu nedenle enerji kalitesini arttırmak için uygulanan genel yöntemlerden biri de harmonik filtre tasarımıdır [2]. Bu nedenle elektrik güç sisteminin kararlı ve düzenli çalıģabilmesi maksadıyla tasarlanan ve uygulamaya alınan harmonik filtrelerinin sisteme entegrasyonunun çok iyi irdelenmesi gerekmektedir. Diğer yandan, veri toplama ve kontrol sistem kullanıcısı olan tesisler, gereksinimleri için güçlü, esnek, kolay uygulanabilir ve aynı zamanda pahalı olmayan çözümlere 1

30 ihtiyaç duyduğundan SCADA sisteminin geniģ alanlara yayılmıģ cihazların bilgisayar aracılığıyla denetlenmesi, izlenmesi, önceden tasarlanmıģ bir mantık içinde iģletilmesi ve geçmiģ zaman birimine ait verilerin saklanması büyük öneme sahiptir [3,4]. Benzer Ģekilde, yukarıda açıklanan izleme, kontrol ve veri toplama ve saklama özelliklerine sahip SCADA sistemleri, karayolu tüneli elektromekanik sistemlerinin entegrasyonu için de özel bir uygulama alanı olarak kullanılabilir. Bu çalıģmada yukarıda kısaca açıklanan sistemler ve ilgili elektrik sistemine ait harmonik analizi yapılacak ve Matlab Simulink programında harmonik filtre tasarımı ile teorik uygulaması yapılmaya çalıģılacaktır. 1.3 Hipotez Bu tezde örnek olarak alınan Sarıyer ÇayırbaĢı karayolu tünelinde olduğu gibi, elektrik güç sistemlerinde güç elektroniği ve benzeri karakteristiklere sahip lineer olmayan devre elemanları nedeniyle gerilim veya akıma ait dalga Ģekillerinde, temel bileģen frekansına ek olarak, temel bileģen frekansının belirli katlarında frekans genlikleri meydana gelebilmektedir. Meydana gelen bu harmonikler, Matlab Simulink programı gibi bir analiz veya modelleme programları aracılığıyla irdelenebileceğinden, Sarıyer ÇayırbaĢı tüneli elektrik sisteminin ölçüm verileri kullanılarak sisteme uygun harmonik filtre analizi ve tasarımı yapılabilir. 2

31 2. HARMONĠKLER 2.1 Genel Kavram Elektrik güç sistemlerinde boyutlandırma ve tasarım aģamalarında genellikle ideal durum için teorik olarak teknik hesaplamalar yapılmaktadır. Ancak gerçek durumlar her ne kadar uygun ayrıntı düzeyinde yaklaģık ve anlamlı olsa da yapılan hesaplamalarda değiģken olarak lineer olmayan (nonlineer) yüklerin veya kaynakların etkileri de bulunmaktadır. Bunun sonucunda nonlineer elemanların güç sisteminde yer alması stokastik diğer adıyla raslantısal bir süreci de beraberinde getirmektedir [4]. Güç sisteminde kararlılık özellikle enerji kalitesi ve verimliliği anlamında büyük öneme sahiptir. Dolayısıyla sistemde rastlantısal bir süreç istenmez. Benzer Ģekilde sistemdeki harmoniklerin elimine edilmesi de yerinde olacaktır. ġekil 2.1 de görüldüğü gibi, temel bileģen frekansı dıģındaki frekanslarda meydana gelen harmoniklerin sistemden arındırılması kararlı çalıģmayı da beraberinde getirecektir. ġekil 2.1 : Harmonik dalga Ģekilleri [5]. 3

32 2.2 Harmonik Tanımı Güç sistemlerinde akım veya gerilimin dalga Ģeklinde meydana gelen periyodik sürekli hal bozulmaları harmonik olarak tanımlanmaktadır. Devrede lineer olmayan elemanlar veya sinüsoidal olmayan kaynaklar bulunması durumunda meydana gelirler. Bir baģka deyiģle, temel bileģen frekansı dıģındaki frekanslarda meydana gelen periyodik dalgalar harmonik olarak tanımlanabilir. Elektrik piyasasında dağıtım sisteminde sunulan elektrik enerjisinin tedarik sürekliliği, ticari ve teknik kalitesi hakkındaki yönetmeliğe göre harmonik, doğrusal olmayan yükler veya gerilim dalga Ģekli ideal olmayan generatörlerden dolayı bozulmaya uğramıģ bir alternatif akım veya gerilimde, ana bileģen frekansının tam katları frekanslarda oluģan sinüsoidal bileģenlerin her birini tanımlamaktadır. Yönetmelikte belirtilen ana bileģen frekansının tam katları frekansları örnekleyen dalga Ģekli ġekil 2.2 de gösterilmiģtir. ġekil 2.2 : Temel bileģen, harmonik bileģen ve bozulmuģ dalga Ģekilleri [6]. Sonuçta, akımı ya da gerilimi sinüsoidal iģaret (form) olmaktan çıkan ve elektrik enerji sistemine entegre olmuģ bir doğrusal olmayan (nonlineer) elektriksel yük veya kaynak var ise sistemde harmonik vardır denilebilir. 4

33 ġekil 2.3 : Temel bileģen, 3., 5., 7. harmonik bileģenlerin gösterimi. ġekil 2.4 : BozulmuĢ dalga gösterimi. ġekil 2.3 te görüldüğü gibi, sistemde yer alan nonlinear karakteristikteki elemanlar nedeniyle meydana gelen 3., 5. ve 7. harmonikler sistemde ġekil 2.4 deki gibi bir bozulmuģ dalgaya neden olabilmektedir. 5

34 6

35 3. HARMONĠKLERĠN MATEMATĠKSEL ĠFADESĠ 3.1 Fourier Analizi Nonlineer elemanlar nedeniyle ortaya çıkan harmoniklerin incelenmesine yönelik kullanılan baģlıca yöntem Fourier Analizi dir [7]. Fourier analizi, sinüsoidal olmayan periyodik dalgaların genlik ve frekansları farklı birçok sinüsoidal dalgaların toplamından oluģtuğunu yani dalgaların genlik ve frekansları farklı ve temel dalga frekansının tam katları olan dalgalara ayrılabileceğini göstermiģtir. Bu Ģekilde elde edilen seriye Fourier Serisi, serinin elemanlarına ise Fourier BileĢenleri denilmektedir [8]. Periyodik fonksiyonlar Fourier serisine açıldıklarında birinci terim bir sabit, diğer terimler ise bir değiģkenin katları sinüs ve kosinüslerde oluģan bir seri halinde yazılabilir. Buna göre, sinüsoidal olmayan periyodik f(t) dalgasının analiz sonucu zaman domeninde gösterimi denklem (3.1) Ģeklinde olmaktadır: f t = A 0 + A 1. sin t + A 2. sin 2t + + A n. sin nt + B 1. cos t + B 2. cos 2t + + B n. cos(nt) (3.1) Elektrik enerji sistemlerindeki gösterim denklem (3.2) ile belirtilmiģtir: f ωt = A 0 + A 1. sin ωt + A 2. sin 2ωt + + A n. sin nωt + B 1. cos(ωt) + B 2. cos 2ωt + + B n. cos(nωt) (3.2) Bu denklemde; ωt: Bağımsız DeğiĢken, A 0 : Sabit Terim, 7

36 Fonksiyonun sinüsoidal terimlerinin genliklerini gösteren ifadelerde A 1 ve B 1 ise temel bileģeni ifade etmektedir. Diğer tüm katsayılar ise (A 2,,A n ; B 2,.,B n ) harmonik katsayıları ifade etmektedir. Katsayılara iliģkin trigonometrik gösterim ise denklem (3.3), (3.4) ve (3.5) ile gösterilmektedir. A 0 = 1 2π 2π 0 f(t)dt (3.3) A n = 1 π B n = 1 π 2π 0 2π 0 f(t)sin(nt)dt f(t)cos(nt)dt (3.4) (3.5) 3.2 Elektriksel Büyüklükler Herhangi bir elektrik sisteminde akım ve gerilim temel bileģene ek olarak sabit terim ve harmonik katsayıları da içeriyorsa bu durum aģağıdaki denklem (3.6) ve (3.7) ile tanımlanabilir; i t = I 0 + n=1 I mn sin (nωt + ζ n ) (3.6) v t = V 0 + n=1 V mn sin (nωt + ξ n ) (3.7) ζ n ve ξ n sırasıyla akım ve gerilim harmoniklerinin faz açısı olup, I mn akım ifadesinin genliği, V mn ise gerilimin ifadesinin genliği olup ω ise açısal frekanstır Etkin değer Sırasıyla akım ve gerilimlere iliģkin etkin (efektif) değer ifadeleri ise aģağıdaki gibi olup, her bir etkin değerin karelerinin toplamının kareköküne eģittir. I n = I mn 2 V n = V mn 2 (3.8) (3.9) I etkin = I I I I n 2 (3.10) V etkin = V V V V n 2 (3.11) 8

37 3.2.2 Güç ifadeleri Elektriksel sisteme iliģkin güç ifadeleri olarak aktif güç, reaktif güç, görünür güç, distorsiyon gücü olarak tanımlanarak aģağıda gösterilmiģtir. P = V 0. I 0 + Q = n=1 V n I n cos ( ζ n ξ n ) (3.12) n=1 V n I n sin( ζ n ξ n ) (3.13) S = V. I = V2 mn n=1. 2 I2 mn 2 n=1 (3.14) D = S 2 P 2 Q 2 (3.15) (3.12) denklemi aktif gücü, (3.13) denklemi sabit terimi yani doğru akım bileģeni bulunmayan reaktif gücü, (3.14) denklemi görünür gücü ifade ederken, (3.15) denklemi distorsiyon gücünü ifade etmektedir ve birimi yoktur Toplam harmonik distorsiyonu (THD) Toplam harmonik distorsiyonu, gerilim veya akım için tanımlanan harmonik bileģenlerinin etkin değerlerinin kareleri toplamının karekökünün, temel bileģenin etkin değerine oranını ve dalga Ģeklindeki bozulmayı ifade eden değeridir [9]. % THD V = V 2 2 +V V 2 n x 100 (3.16) V 1 % THD I = I 2 2 +I I2 n x 100 (3.17) I 1 Denklem (3.16), temel frekans dıģındaki gerilimlerin etkin değerlerinin karelerinin toplamının karekökünün, temel frekanstaki gerilimin etkin değerine oranıdır. Benzer Ģekilde denklem (3.17) ise akıma iliģkin toplam harmonik distorsiyonu ifade etmektedir. 9

38 3.2.4 Toplam talep distorsiyonu (TTD) Toplam talep distorsiyonu, akım harmonik bileģenlerinin etkin değerlerinin kareleri toplamının karekökünün, maksimum yük akımına (I L ) oranı olan ve dalga Ģeklindeki bozulmayı ifade eden değeridir [9]. % TTD = I2 n =2 n I L x 100 (3.18) Rezonans Bir elektrik devresinde endüktif reaktans ile kapasitif reaktans değerlerinin eģit olması sonucunda rezonans oluģmakta ve empedans değeri direnç değerine eģit olmaktadır. Elektrik enerji sistemlerinde meydana gelen rezonans iki kısımda incelenmektedir. Seri Rezonans Paralel Rezonans Seri rezonans Seri rezonans, seri R,L,C devre elemanlarından oluģan sistemde rezonans meydana gelmesidir [8]. Bu durumda RLC devresi ġekil 3.1 gibi olacaktır. ġekil 3.1 : Seri RLC devresi. 10

39 Z = R + j X L X C (3.19) Seri devreye iliģkin empedans denklem (3.19) ile gösterilmektedir. Rezonans durumunda elektriksel devrenin endüktif reaktans ve kapasitif reaktans değerleri birbirine eģit olacağından; X L = X C (3.20) ωl = 1 ωc (3.21) f r = 1 2π LC [Hz] (3.22) n r = X C X L (3.23) Sonuçta rezonans frekansı denklem (3.22) ile ifade edilmektedir. Harmonik mertebesi ise kapasitif reaktansın endüktif reaktansa oranının kareköküne eģittir ve denklem (3.23) ile ifade edilmiģtir Paralel rezonans Paralel R,L,C devre elemanlarından oluģan sistemde rezonans meydana gelmesidir. Bu durumda Paralel RLC devresi ġekil 3.2 de gösterilmiģtir. ġekil 3.2 : Paralel RLC devresi. Z = j.r.x L.X C R. X L X C j.x L.X C (3.24) Benzer Ģekilde paralel devreye iliģkin empedans ifadesi denklem (3.24) ile gösterilmektedir. Aynı Ģekilde denklem (3.20) ve (3.21) ifadelerinden, rezonans durumunda X L =X C olduğundan rezonans frekansı denklem (3.22) ile harmonik mertebesi ise denklem (3.23) ile ifade edilmektedir. 11

40 12

41 4. HARMONĠK KAYNAKLARLA ĠLGĠLĠ KAVRAMLAR 4.1 Genel Kavram Elektriksel yükün akım ve gerilim dalgaları arasında doğrusal bir oran olması durumu lineer (doğrusal) yük tanımına karģılık gelir. Diğer yandan elektriksel yükün akım ve gerilim dalga formları saf (tam) sinüs formuna ek olarak temel bileģen dalga formunun belirli katsayılarında dalga formlarını da içerebilmektedir ki bu durum da sistemde harmoniğin varlığına temel oluģturur Lineer elemanlar Lineer elemanları, elektrik devre elemanları içerisinde akım ve gerilimi arasında belirli bir oran veya bağıntı bulunan elemanlar olarak tanımlayabiliriz. Benzer Ģekilde, lineer yükler için akım ve gerilimi arasında veya uç karakteristiği olarak doğrusallık en büyük özelliktir. Lineer yüklerin akım ve gerilim oranları belirli olduğu için empedans değerleri sabit özellik gösterecektir. Çünkü, ġekil 4.1 de gösterildiği gibi lineer elemanlarda, akımgerilim iliģkisi doğrusaldır ve aralarında faz farkı olsun olmasın uygulanan gerilim ile aynı değiģime sahip bir akım meydana gelecek ve empedans değeri sabit kalacaktır. ġekil 4.1 : Lineer elemana iliģkin uç karakteristiği. 13

42 ġekil 4.2 : Lineer yüke iliģkin akım ve gerilim dalga Ģekli. ġekil 4.2 de görüldüğü gibi lineer yük endüktif, ohmik veya kapasitif olsun akımgerilim dalga Ģekilleri aynı değiģimle ilerlemektedir. Yani temel bileģen frekansından baģka bir frekans olmayıp aynı frekansta faz farkına bağımlı olmaksızın harmoniksiz durum yani uç karakteristiğinde doğrusallık söz konusudur. Güç sistemlerinde harmoniklerin etkisi doğrusal olmayan yüklerin artmasına bağlı olduğundan doğrusal olmayan yüklerin tanımlanması daha uygun olacaktır. Çünkü harmoniklerin ortaya çıkmasının temel nedeni nonlineer elemanlardır. 4.2 Lineer Olmayan (Nonlineer) Elemanlar Harmonik oluģumuna temel oluģturan etkenler genellikle sistemde nonlineer yükün, nonsinüoidal kaynağın veya her ikisinin olması durumudur [6]. ġekil 4.3 : Nonlineer elemana iliģkin uç karakteristiği. Elektrik sistemlerinde nonlineer elemanlara yani doğrusal olmayan elemanlara iliģkin olarak, uç karakteristiği yani akımı ile gerilimi arasındaki iliģkinin ġekil 4.3 teki gibi 14

43 doğrusal olmadığı elektriksel elemanlar doğrusal olmayan (nonlineer) elemanlar olarak tanımlanabilir. Benzer Ģekilde bu tip elektriksel elemanların bağlı olduğu elektriksel devre veya sistemler nonlineer devre olarak tanımlanabilir [8]. Bunun en büyük nedeni elektriksel devre elemanları olarak lineer yüklerin yanında en az bir adet nonlineer yük veya nonsinüsoidal kaynak olması durumunda, sistemin nonlineer özellik kazanılmasından dolayıdır. Bu Ģekilde çeģitli elemanlar veya olaylar sonucunda enerji sistemindeki sinüsoidal dalga biçimi bozulur. Bu bozuk dalgalar lineer olmayan dalga olarak adlandırılır [8]. Nonlineer elemanlar bir sinüsoidal elektrik enerji sistemine bağlandığında harmonik akım ve gerilimlere neden olurlar. Bu elemanlar manyetik ya da elektrik devre lineersizliğine neden olurlar [10]. Manyetik devrelerin aģırı doyması, elektrik arkları ve güç elektroniğindeki sinüsoidal gerilimin anahtarlanması ve kıyılması lineer olmayan olaylardır. Harmoniklerin oluģmasına sebep olan nonlineer elemanlar Ģunlardır: Ark fırınları, gaz desarjlı aydınlatma armatörleri, statik VAR kompanzatörler, fotovoltaik sistemler, kesintisiz güç kaynakları, doğru akım ile enerji iletimi, konvertörler, transformatörler, generatörlerdir. Nonlineer elemanlara; demir çekirdekli bobinler, yarı-iletken eleman olan diyot, transistor, tristor örnek olarak gösterilebilir. Benzer Ģekilde, gerilimle veya sıcaklıkla değeri değiģen direnç elemanları da nonlineerdir [8-11]. ġekil 4.4 : Lineer olmayan yüklerin elektriksel profili [8]. Kaynağın sinüsoidal yani gerilimin sadece temel bileģeninin bulunmasına karsılık sisteme bağlı lineer olmayan yük nedeniyle harmonik akım bilesenleri meydana gelecek ve bu akımların sonucunda harmonik gerilim bileģenleri sistemde görülecektir ve Çizelge 4.1 deki gibi kaynak ve yüke göre ayrı harmonik bileģen etkileri gösterecektir [8,12]. 15

44 Genel olarak incelendiğinde görülür ki, sinüs biçiminden uzaklaģmıģ (nonsinüsoidal) dalgalar; doğrusal ya da doğrusal olmayan elemanlı bir devreye nonsinüsoidal besleme gerilimi uygulanması veya doğrusal olmayan elemanlı bir devreye sinüsoidal gerilim uygulanması ile meydana gelir. Kaynak Çizelge 4.1 : Kaynak ve yüke göre meydana gelen harmonikler [8]. KAYNAK VE YÜKE GÖRE MEYDANA GELEN HARMONİKLER İŞLETME TÜRÜ HARMONİK BİLEŞENLER Yük Gerilim Harmonikleri Akım Harmonikleri Açıklama Sinüsoidal Lineer - - Harmonik bileşen yok. Sinüsoidal Nonlineer - Var Yük nedeniyle akım harmonikleri oluşur. Non-sinüsoidal Lineer Var Var Gerilim ile akım harmonik bileşenleri mevcut. Non-sinüsoidal Nonlineer Var Var Akım ve gerilim harmonik bileşenleri mevcut Sinüsoidal kaynak ve lineer yük Gerilim kaynağının temel bileģen frekansında sağlanması durumunda ve lineer yüklerin doğal sonucu olarak yükün çektiği akımın temel bileģen frekansında olmasından dolayı bu iģletme türünde ne gerilimde ne de akımda harmonik bileģen oluģmamaktadır Sinüsoidal kaynak ve nonlineer yük Gerilim kaynağının temel bileģen frekansında olması gerilim dalgasının temel bileģen frekansında olmasını sağlamaktadır. Ancak yükün nonlineer olması, yük akımının gerilim bileģeninin dıģında akım bileģenleri içermesinden dolayı bu iģletme türünde yük nedeniyle akım harmonikleri oluģmaktadır. Sistemde harmonikler istenmeyen bir durumdur Non-sinüsoidal kaynak ve lineer yük Tahmin edileceği gibi böyle bir kaynaktan sağlanan periyodik ve nonsinüsoidal gerilim dalgası, lineer yük tarafında her ne kadar uç karakteristiği orantılı olsa da kaynak tarafından sisteme akım ve gerilim için temel bileģenlere ek olarak harmonik 16

45 bileģenler enjekte edilmiģ olacaktır. Sonuçta böyle bir iģletme türüne giren bir elektrik güç sisteminde harmonikler mevcut olacaktır Nonsinüsoidal kaynak ve nonlineer yük Genel olarak incelendiğinde, bu gruba giren iģletme türlerinde gerek kaynak tarafından gerekse yük tarafından akım ve gerilim lineer özellik taģımayacaktır ve güç sisteminde harmonikler diğer iģletme türlerine kıyasla daha farklı ve öngörülemez kararsızlık özelliği gösterebilecektir. Her iki durumu açıklayan dalga Ģekilleri ġekil 4.5 te gösterilmiģtir. ġekil 4.5 : Dalga Ģekilleri: (a)doğrusal yükte. (b)doğrusal olmayan yükte [13]. 17

46 4.3 Harmonik Üreten Elemanlar ve Etkileri Harmonik üreten elemanlar Teknolojik geliģmelere paralel olarak güç sistemine bağlı olan elektriksel yüklerin karakteristiği ileri güç elektroniği devre elemanlarının kullanılması yönünde artıģ göstermiģtir. Özellikle motor kontrol devreleri ve gerilim kıyıcı, dönüģtürücüler de verimli bir biçimde kullanılmaktadır. Güç elektroniği devreleri sayesinde alternatif akım, doğru akıma; doğru akım, alternatif akıma dönüģtürülebilmekte, gerilim seviyeleri kademeli olarak ayarlanabilmektedir. Devrelerdeki bu özellik; Mosfet, Tristör vb. yarı iletken elemanların ateģleme zamanının değiģtirilebilmesi ile mümkün olmaktadır. Yapılan araģtırmalara göre güç elektroniği devreleri kullanan elektrisel yüklerin oranı %50-60 seviyelerindedir. Sonuçta, güç elektroniği devrelerinin tipik karakteri, bağlı olduğu güç sistemini operasyonel kontrol anlamında güçlü biçimde etkilemektedir [14]. Güç elektroniği devreleri ile ilgili baģlıca problem harmoniklerdir. Sisteme akım ve gerilim harmonikleri Ģeklinde etki ederler. Akım harmonikleri özellikle efektif (etkin) akım değerini yükseltmektedir. Sistemde görülen ekstra akım değerleri, ekstra ısı, kayıp ve maliyet anlamı taģımaktadır. Benzer Ģekilde yüksek nötr hattı akım değerleri de koruma rölelerini devreye sokacak ve güç sisteminin bir bölümünün sistem dıģına çıkarılarak korumaya alınmasına neden olacaktır [14]. Klasik harmonik kaynakları baģlıca aģağıdaki gibi sıralanabilir: Elektrik makinelerindeki diģ ve olukların meydana getirdiği harmonikler, Çıkık kutuplu senkron makinelerde hava aralığındaki relüktans değiģiminin oluģturduğu harmonikler, Senkron makinelerde ani yük değiģimlerinin manyetik akı dalga Ģekillerindeki bozulmalar, Senkron makinelerinin hava aralığı döner alanının harmonikleri, Doyma bölgesinde çalıģan transformatörlerin mıknatıslanma akımları, ġebekedeki nonlineer yükler; ark fırınları, gerilim regülâtörleri v.b. 18

47 Yeni harmonik kaynaklar: Motor hız kontrol düzenleri, Doğru akım ile enerji nakli (HVDC), Statik VAR generatörleri, Kesintisiz güç kaynakları, Gelecekte elektrikli taģıtların yaygınlaģması ve akü Ģarj devrelerinin etkileri, Enerji tasarrufu amacıyla kullanılan aygıt ve yöntemler, Direkt frekans çevirici ile beslenen momenti büyük hızı küçük motorlar[5]. Harmonik üretilmesine neden olan en önemli elemanları ise Ģöyle sıralayabiliriz: Transformatörler Döner makineler Güç elektroniği elemanları Doğru akım ile enerji nakli (HVDC) Statik VAR generatörleri Ark fırınları Kesintisiz güç kaynakları Gaz deģarjlı aydınlatma Elektronik balastlar Fotovoltaik Sistemler ve Bilgisayarlar [5]. Harmonik akımları büyük ölçüde; kabloların ısınması ki özellikle nötr iletkeninin ısınması, elektrik motorlarının salınımı ve motor sargılarının aģırı ısınması ve transformatörlerdeki kayıplar nedeniyle oluģabilmektedir Transformatörler Transformatörler, güç sistemlerinde sürekli devrede olan ve aynı güçte gerilim kademesini çevirme oranına bağlı olarak değiģtirerek gerek yük tarafına iletim gerekse üretilen gerilim değerinin kademelendirilmesinde büyük önem arz 19

48 etmektedir. Transformatörler, sargılara ve demir çekirdek yapısına sahip olduğundan harmoniklere neden olurlar. Buna ek olarak, transformatörler içinde yer aldıkları güç sisteminde yer alan harmoniklerden de etkilenebilirler. Günlük kullanımda genellikle transformatörün beslediği yükler sadece lineer özellikli olmayıp nonlineer özellikli yüklerle de karģılaģılabilmektedir. Bu durum, transformatörün yük tarafından maruz kaldığı harmonik akımları etkisiyle akımın etkin değerinde yükselme meydana gelir ve bakır kayıplarının artması ile sonuçlanır. Harmonik akımlarının frekansları, normal Ģebeke frekansı 50 Hz' in katlarına eģit olduğundan, bu akımlar karsısında generatör, transformatör ve hat reaktansları üzerinde meydana gelen gerilim düģümleri de harmonik frekansları ile orantılı olarak artar ve sonuç olarak gerilimin dalga sekli bozulur. Sinüs seklindeki gerilim eğrisine eklenen gerilim harmoniklerinin meydana getirdigi iğne ucu Ģeklinde sivri çok kısa süreli ani gerilim yükselmeleri, makine ve transformatör sargılarının izolasyonuna da zarar vermektedir [15]. ġekil 4.6 : Mıknatıslanma akımı ve akının değiģimi [16]. ġekil 4.6 de mıknatıslanma akımı ve akının değiģimi gösterilmiģtir. Mıknatıslanma eğrisi sıfır noktasına göre simetrik olduğundan mıknatıslanma akımı n=1,3, 5, 7 dereceden sinüsoidal bileģenlerin toplamı Ģeklinde ifade edilebilir. 20

49 ġekil 4.7 : Transformatörlerin harmonik kaynağı modeli [13]. Transformatörlerin harmonik kaynağı modeli ġekil 4.7 deki gibidir. Burada, R pn, X pn sırasıyla n. dereceden harmonik için direnç ve kaçak reaktansı, X sn ve R sn ise sırasıyla primere indirgenmiģ sekonder direncini ve kaçak reaktansını göstermektedir. I mn ise reaktansa ait akımı göstermektedir. Transformatörün boģta çalıģma akımı demir kayıplarına iliģkin akım ve mıknatıslanma akımının vektörel toplamından oluģmaktadır. BoĢta çalıģan transformatör yüksüz olmasına rağmen mıknatıslanma akımı nedeniyle, nonsinüsoidal akım çeker. Nonsinüsoidal akım dolayısıyla transformatörde harmonikler meydana gelecektir. ġekil 4.7 deki eģdeğer devrede direnç değerlerinin harmonikle değiģmediği ve transformatör eģdeğer devresinin nonlineer özelliğine ait mıknatıslanma reaktansı ve akımı ihmal edildiği durumda genel olarak transformatörün harmonikli eģdeğer devresi sadece seri reaktansların toplamından ibaret olacağı düģünülürse yeni durumda eģdeğer devre ġekil 4.8 teki gibi olacaktır. ġekil 4.8 : Transformatörün harmonikli durum eģdeğer devresi [13]. Transformatörlerin bağlantı Ģekillleri ne olursa olsun Ģebekelerden daima 1, 5, 7, 11, 13. harmonikleri çekerler. 3 ve 3 ün katları Ģeklinde oluģan harmonikler transformatörleri çeģitli Ģekilde bağlayarak yok edilebilir. Yyn ve Ynyn bağlantı gruplarının Dyn11 ve Dyn1 bağlantı gruplarına göre daha avantajlı oldukları bilinmektedir [13,16]. 21

50 Çizelge 4.2 : Transformatörlerin bağlantı gruplarının değiģtirilmesiyle elde edilen THD değerleri [17]. Buna ek olarak, bağlantı gruplarına göre transformatöre iliģkin THD değerleri değiģmekte olup Çizelge 4.2 de gösterilmiģtir. Ayrıca, primeri üçgen bağlı transformatörler için, faz sargılarında meydana gelen 3 ün katı harmonikler üçgen sargıdan dıģarı çıkamazlar, bu yüzden Ģebekeden 3 ün katı harmonikler çekilmez. Ancak unutulmamalıdır ki bu durum dengeli yük durumunda olacaktır. Bu özelliğinden dolayı primeri üçgen bağlı transformatörler primeri yıldız bağlı transformatörlere göre daha avantajlıdır [17]. Harmonik üretimine neden olan nonlineer transformatör endüktansı, bir sabit harmonik akım kaynağı ile modellenebilir. Sonuç olarak, akım harmonikleri bakır kayıplarını, gerilim harmonikleri ise demir kayıplarını arttıracaktır. Transformatördeki demir çekirdeğin mıknatıslanma karakteristiği lineer olmayıp, uygulanan sinüsoidal uyarma akımı sonucu sinüsoidal akı ve gerilim oluģmamakta bu durum da nonlineer özelliğe yol açmaktadır [8]. ġekil 4.9 : Demir çekirdeğe iliģkin karakteristik ve grafikler [8]. ġekil 4.9 da da gösterildiği gibi, demir çekirdekli bobine iliģkin mıknatıslanma ve akı karakteristiğine benzer Ģekilde transformatörlere iliģkin akım mıknatıslanma karakteristiği lineer özellik göstermediğinden özellikle transformatörün boģta çalıģmasında uç gerilimi yükselmekte ve demir çekirdekte manyetik doyma meydana 22

51 gelmektedir [18]. Bu durum transformatörlerde harmoniklere yol açmaktadır. Transformatör akımındaki harmonikler ise IEEE c tarafından %5 olarak sınırlandırılmıģtır Generatörler Elektrik güç sistemlerinde baģlıca yer alan elemanlardan birisi generatörlerdir. Elektriksel gücün tüketiminde ağırlıklı olarak asenkron motorlar yer alırken, sistemin üretim ayağında ise senkron generatörler çoğunlukta bulunmaktadır. Generatörler kutup özelliklerine göre yuvarlak kutuplu ve çıkık kutuplu olmak üzere iki Ģekilde incelenebilir. Yuvarlak kutuplu generatörlerin rotor kesiti dairesel olarak tasarlanarak stator ve rotor arasında yer alan hava aralığı generatörün dairesel alanı etrafınca sabit kalmaktadır. Kutup sargıları rotorda hava aralığına yakın olan yüzeyde açılan olukların içerisine yerleģtirilir. Rotorun yüksek hızlarda dönmesi esnasında oluģabilecek salınımları engellemek amacıyla kutup ekseni etrafınca derin yarıklar açarak sağlanmaktadır. Kutup ortasının oluksuz olması, kutuplarda üretilen ampersarım dağılımının sinüs formundan uzaklaģmasına yani formun harmonikler içermesine sebep olmaktadır [19]. Generatör bağlantı Ģekilleri de harmonik frekansında önemli ölçüde belirleyici unsurdur. Generatöre iliģkin stator sargısı yıldız bağlanmıģsa, 3 ve 3 ün katı frekanslı harmonikler faz gerilimlerinde yer almaktadır. Generatör sargıları üçgen bağlı ise bu sargılarda 3 ün katı olan sirkülasyon akımları geçer ki yüke bağlı olmayan bir akım büyük kayıplara neden olabilir. Sonuç olarak, generatör sargılarının yıldız bağlanması ve yıldız noktasının yalıtılması gerekmektedir. Eğer generatörün 4 iletkenli bir Ģebekeyi beslemesi gerekiyorsa, zigzag bağlı bir bobinde oluģturulan suni yıldız noktasına bağlanır. Generatörlerin sebep olduğu 3 ve 3 ün katı frekanslı harmonik akımları, generatör veya blok transformatörün birinde üçgen bağlantı kullanarak elimine edilebilir. Diğer yandan kutup ve endüvi boyutlandırmasında gerekli tasarımlar sağlanırsa 5. ve 7. harmonik gerilimler belirli değerler arasına getirilebilir. Elektrik motorları için ise harmonik akımlar motorun harmoniksiz duruma göre daha sesli çalıģmasına ve hava 23

52 aralığında ilave akıların oluģmasına neden olur. Bu da motorun kalkıģı anında ters etki yapar ve motorda büyük kayma değerlerine neden olur [8,20] Ark fırınları Ark fırınları günümüzde elektriksel arkı kullanmak suretiyle demir ve çeliğin eritilerek kaliteli bir Ģekilde yapı endüstrisinde kullanımına önemli ölçüde katkı sağlamaktadır. Yüksek güçlü arklar, çeģitli MW mertebelerinde harmonik ve gerilim düģümü meydana getirmekte ve etkisini sadece bağlı bulunduğu tesisi değil tüm entegre alt ve üst güç sistemlerini de kapsayacak bütünlükte yapmaktadır. Ancak güç sistem elemanları açısından duruma bakarsak ark fırınları, üretim iletim ve dağıtım hattını büyük ölçüde etkileme kapasitesine sahip yüksek güçlü (MW mertebesinde) bir nonlineer elektriksel yük olma özelliği göstermektedir [21]. Ark fırınları bu yapısı gereği, büyük ölçüde nonlineer özellik gösterdiğinden harmoniklere neden olmaktadır. ġekil 4.10 : Bir ark fırınının gösterimi [22]. Özellikle düģük değerdeki güç faktörüne sahip olması ve yük karakteristiği bakımından hızlı değiģen reaktif güç akıģı güç kalitesinde sorunlara yol açmaktadır. Zararlı harmonik akımları, 3 fazlı dengesiz yük akımları, güç iletiminde verimin azalması, elektriksel ekipmanların aģırı ısınması, salınımı, gürültülü çalıģması, yalıtım sorunları, elektriksel ekipmanların ömrünün kısalması baģlıca sorunlar arasında olup genelde ise dağıtım sisteminde güç kirliliğine neden olmaktadır [23]. 24

53 ġekil 4.11 : Ark fırını eģdeğer devre modeli [24]. Ark fırınlarını elektrik devre elemanları ile modellemek mümkündür; oluģan ark, ark fırınında yer alan transformatörün mıknatıslanma akımı ve reaktif güç kompanzasyonunda kullanılan kapasitörler ihmal edildiğinde genel olarak büyük güçlü ark fırınları, 3 fazlı dağıtım sisteminde yer alan transformatör parametreleri baz alınarak tek faz eģdeğer devresi ġekil 4.11 deki gibi olacak ve denklem (4.1) ile ifade edilebilecektir [24]. e a = R + R a. i + L di a dt (4.1) ġekildeki R=R 1 +R 2, L=L 1 +L 2 eģitliği anlamına gelmektedir. R 1, L 1, tek faz eģdeğer devresinde primer direnç ve endüktans değerlerini, R 2, L 2 ise sekonder direnç ve endüktans değerlerini ifade etmektedir. ġekil 4.12 : Kompanzasyon sonrası ark fırını eģdeğer devre modeli [24]. Ark fırınına iliģkin lineer olmayan özellikte direnç ve reaktif güç kompanzasyonu için kullanılan kapasitörler de modelde göz önüne alındığında devre modeli ġekil 5.7 deki gibi olacak ve (5.1) ile (5.3) denklemleri ile ifade edilebilmektedir. e a = R 1. i a + R 1. C du c dt + L 1. C d2 u c dt 2 + u c (4.2) u c = R 2 + R a. i a + L 2 di a dt (4.3) Bu modelde görüleceği üzere önemli olan ark fırınının karakteristiğini sisteme yansıtacak direncin modellenmesi önem kazanmaktadır. Ark fırınları özellikleri itibariyle kompleks bir yapıda olup genel bir ark modeli çıkarılması oldukça zordur. 25

54 Ancak ark fırınlarının elektrik güç sistemlerine etkisi kapsamında bir analiz yapılabilmesi için elektriksel sistemin çalıģma karakteristiği modeli ve harmonik yapısının incelemek gereklidir. Ark fırınına iliģkin akım-gerilim karakteristiği ġekil 4.13 de incelendiğinde yüksek değerde bir nonlineer durum rahatlıkla görülmektedir. ġekil 4.13 : Arka iliģkin gerilim ve akım dalga Ģekli [24]. Gerilim ve akım dalgaları incelendiğinde, arka iliģkin akım dalgasının temel bileģen frekansı dıģında harmonikler de içerdiği görülebilmektedir. Bu konuda yapılan diğer deneysel çalıģmalar incelendiğinde, tipik bir ark fırınında 2,3,.,9 mertebesinde akım harmonikleri bulunmuģ ve maksimum harmonik bileģeninin temel bileģenin %30 u kadar olduğu tespit edilmiģtir. Ayrıca 2,3,4 ve 5 mertebesindeki akım harmoniklerinin temel bileģen akımının yaklaģık %2 si ile %4 ü arasında ve 6,7, 10 mertebesindeki akım harmoniklerinin ise temel bileģen akımının yaklaģık %0,4 ile %1,3 arasında dağılım gösterdiği tespit edilmiģtir [8,24] Aydınlatma elemanları Aydınlatma sisteminin güç sisteminde önemli ölçüde tüketici yükü olması nedeniyle son zamanlarda çeģitli aydınlatma elemanlarının ve lambalarının harmonikler ve güç faktörü üzerindeki etkileri nedeniyle ilgili çalıģmalar artarak devam etmektedir. Aydınlatma elemanları genel olarak; Akkor flamanlı lamba, Halojen, Fluoresan, Kompakt Fluoresan ve Yüksek basınçlı lambalar olarak incelenebilir. 26

55 Akkor flamanlı lambalar, diğer aydınlatma elemanlarına kıyasla oldukça ucuz ve geleneksel bir yapıya sahiptir ancak enerjinin büyük bir bölümünün ısı kaybı olarak ortaya çıkması nedeniyle de kullanım açısından pahalı olarak tanımlanabilir. Çünkü enerjinin %5 civarındaki kısmı ancak ıģık olarak kullanılabilmektedir. Kısa ömürlü olması da hem bakım hem de yenileme gibi ek maliyetleri de beraberinde getirmektedir. Harmonik etkileri açısından inceleyecek olursak, gerek akım gerekse gerilim harmonikleri açısından yok denecek kadar az bir harmonik dağılımın olduğu ġekil 4.14 de de görülmektedir [25]. ġekil 4.14 : Akkor flamanlı lambaya iliģkin akım ve gerilim dalga Ģekli [25]. Halojen lambalar, tungsten lamba olarak da bilinmektedir. Halojen lambalar, standart akkor flamanlı lambalara göre uzun ömürlü ve etkilidir ancak fluoresan lambalara kıyasla değerleri düģük kalmaktadır. Harmonik etkileri açısından inceleyecek olursak, güç faktörü yaklaģık kapasitif 0,996 seviyesinde iken THD değeri de % 3,9 civarında olup ġekil 4.15 de de dalga Ģekli görülmektedir [25]. ġekil 4.15 : Halojen lambalara iliģkin akım ve gerilim dalga Ģekli [25]. Kompakt Fluoresan lambalar, akkor flamanlı lambalara kıyasla oldukça verimli ve kullanıģlı bir aydınlatma elemanıdır. Standart akkor lambalara kıyasla 8 kata kadar uzun ömürlü olduğu bilinmektedir. 27

56 Harmonik etkileri açısından inceleyecek olursak, güç faktörü değeri kapasitif 0,556 ile oldukça düģük bir seviyede ve THD değeri ise % 10,3 civarında olup ġekil 4.16 daki dalga Ģekline sahiptir. ġekil 4.16 : Kompakt fluoresan lambalara iliģkin akım ve gerilim dalga Ģekli [25]. Standart fluoresan lambalar, akkor lambalara kıyasla aynı lümen değerlerini %70 e kadar daha az güç ile sağlayabilmekte ve saate kadar çalıģma ömrü bulunmaktadır. Harmonik etkileri açısından inceleyecek olursak, güç faktörü değeri endüktif 0,376 olup oldukça düģüktür ve 3.dereceden harmonikler görülmektedir. THD değeri ise yaklaģık % 7,5 dir [25]. ġekil 4.17 : Standart fluoresan lambalara iliģkin akım ve gerilim dalga Ģekli [25]. Civa buharlı lambalar, renk ve ıģık karakteristikleri açısından yüksek yoğunluklu deģarj lambalarına göre oldukça iyi seviyededir. Harmonik etkileri açısından inceleyecek olursak, güç faktörü değeri endüktif 0,398 olup oldukça düģüktür ve THD değeri ise yaklaģık % 9,55 dir ve dalga Ģekli ġekil 4.18 deki gibidir [25]. 28

57 ġekil 4.18 : Civa buharlı lambalara iliģkin akım ve gerilim dalga Ģekli [25]. Yüksek basınçlı sodyum buharlı lambalar, civa buharlı lambalar gibi kritik olmayan renk karakteristikleri ile rahatlıkla dıģ aydınlatmada kullanılabilir. Harmonik etkileri açısından inceleyecek olursak, ġekil 4.19 daki dalga Ģekline sahip metal halide lambaların güç faktörü değeri endüktif 0,491 olup oldukça düģüktür ve THD değeri ise yaklaģık % 10 dur. ġekil 4.19 : Metal halide lambalara iliģkin akım ve gerilim dalga Ģekli [25]. Sonuç olarak, akkor flamanlı lambalar haricindeki diğer tüm lambalar çeģitli derece ve genlikte harmonik üretmektedir. Farklı karakteristikteki harmonik üreten lambaların birarada kullanılması da daha farklı harmonik etkiler yapabilecektir. Diğer yandan, yüksek basınçlı deģarj lamba (Civa buharlı, Metal halide, Yüksek basınçlı Sodyum buharlı lamba) kullanımında paralel kondansatör kullanılarak düģük güç faktörü değeri istenen aralık seviyelerine getirilmelidir [25] Konverterler Enerji sistemlerindeki baģlıca harmonik kaynaklarından biri, üç ve bir fazlı hat komütasyonlu konverterlerdir. Doğru gerilimli iletim sistemleri, aküler ve fotovoltaik sistemler, hat komütasyonlu konverterler üzerinden beslenirler. Üç fazlı ideal 29

58 (dengeli) konverterler, bir fazlı olanlara göre daha avantajlıdır, çünkü üç fazlı konverterlerde 3 ve 3 ün katı olan harmonikler (3, 9, 15,...) üretilmez. Üç fazlı konverterler, konverter transformatörünün primer tarafından, sebekeden çekilen akımın dalga seklinin içerdiği darbe sayısı ile tanınır. Genel olarak konverterlerin ürettikleri harmonik bilesenler n = k.p ± 1 ile ifade edilir. Burada k; 1, 2, 3, gibi tamsayıları, p ise; 6, 12, 18, Ģeklinde darbe sayısını belirtmektedir. Konverterin darbe sayısı arttıkça düsük dereceli harmonik bilesenlerin ortaya çıkması önlenir. 6-darbeli doğrultucunun baskın harmonikleri 5. ve 7. harmoniklerdir. Bu harmonik bileģenler elektrik tesislerinde sistemin harmoniklere karģı vereceği tepkinin kestirilmesi bakımından en çok sıkıntı çekilen harmoniklerdir [22,23,26]. Böyle bir sistemde 12-darbeli doğrultucu kullanılması, sistemin dengesizlik durumuna göre 5. ve 7. harmonik bileģenlerinde %90 oranında azalma sağlar. 12- darbeli doğrultucunun dezavantajı ise daha çok elektronik eleman ve genellikle ikinci bir transformatör gerektirmesidir [26]. AC sürücülerde doğrultucunun çıkıģı, motor için ayarlanabilir frekanslı AC gerilim üretmek için doğrultulur. AC sürücüleri genellikle standart sincap kafesli endüksiyon motorlarında kullanılır. Ayarlanabilir hız kontrol sürücülerinde harmonik akım distorsiyonu sabit değildir. Dalga Ģekli değiģen hıza ve momente bağlı olarak değiģmektedir [22,26] Statik VAR kompanzatörleri Tristör kontrollü reaktör (TKR) içeren statik VAR kompanzatörleri, ilk olarak 1970 li yıllarda kullanılmaya baģlanmıģ olup günümüzde de iletim hatlarında yaygın kullanıma sahiptirler. Sürekli ve hızlı bir reaktif güç ve gerilim kontrolü sağlama kabiliyetleri sebebiyle tristör kontrollü reaktörler, güç sisteminin performansını pek çok yönden geliģtirebilirler. BaĢlıca, güç frekansında geçici aģırı gerilimlerin kontrolü, gerilim çökmesinin önlenmesi, geçici kararlılığın arttırılması, iletim ve dağıtım sistemlerinde dengesiz yükleri besleyen üç fazlı sistemlerin dengelenmesi ve kesintili sürelerde çalıģan yüklerin sebep olduğu gerilim salınımları önlenmesi olarak sıralanabilir [8]. 30

59 Güç sistemlerinde reaktif güç kontrolü maksadıyla kullanılan tristör kontrollü reaktör içeren statik VAR kompanzatörleri, içerdikleri nonlineer elemanlar sebebiyle lineer olmayan uç karakteristiğine sahiptirler ve bu sebeple güç sisteminde nonsinüsoidal büyüklüklere neden olurlar [8,22] Fotovoltaik sistemler Fotovoltaik sistemler harmonik üretme bakımından genel olarak konverterlerden kaynaklanan harmonik etkinliğe sahiptirler. Bu sistemlerde kullanılan yarı-iletken teknolojisi nedeniyle harmonikler söz konusu olmaktadır [8]. ġekil 4.20 : Fotovoltaik enerji sistemlerine ait blok diagram. Fotovoltaik sistemlerin dağıtım Ģebekelerini kabul edilebilir sınırlar içinde etkileyebileceği harmonik sınırlar EN ve IEEE 1547 de belirtilmiģtir. 4.4 Harmonik Üreten Elemanların Etkileri Genel olarak harmonik üreten elemanların etkileri aģağıdaki gibi sıralanabilir: Generatör ve Ģebeke geriliminin dalga Ģeklinin bozulması, Elektrik güç sistemi elemanlarında ve yüklerde ek kayıpların oluģması, Güç üretiminde, iletiminde ve dağıtımında verimin düģmesi, Gerilim düģümünün artması, Toprak kısa devre akımlarının daha büyük değerlere yükselmesi, Temel frekans için tasarlanmıģ kompanzasyon tesislerindeki kondansatörlerin harmonik frekanslarında düģük kapasitif reaktans göstermeleri sebebiyle aģırı yüklenmeleri ve yalıtım zorlanması nedeniyle hasar görmesi, Koruma sistemlerinin hatalı çalıģması, Kesintisiz güç kaynaklarının veriminin düģmesi, 31

60 Aydınlatma elemanlarında ve monitörde görüntü titreģimi, Yalıtım malzemesinin zorlanması ve delinmesi, Temel frekansta rezonans olmadığı halde harmonik frekanslarında Ģebekede rezonans olaylarının meydana gelmesi ve aģırı gerilim veya akımlarının oluģması, Elektrik cihazlarının ömrünün kısalması, Kontrol sistemlerinin hatalı iģletimi, Ġletken kesitinin daha büyük kullanılması, Elektrik motorlarında salınımların oluģması nedeniyle aģırı ısınmalar [8,18,19]. 32

61 5. HARMONĠK FĠLTRELER 5.1 Harmonik Filtrelerin Amacı Harmonik filtrelerin amacı, bir ya da daha fazla frekanstaki akım ve gerilim harmoniklerinin etkisini azaltmak veya sıfıra indirmek olarak açıklanabilir [2]. Genelde sanayide karģılaģılan telafi edici yöntemi, etkin harmoniklerin yok edilmesi ve diğer küçük değerli harmoniklerin azaltılmasıdır. Filtre dizaynı aģamasında, iģletmenin teknik olarak geniģ bir biçimde analiz edilmesi gerekmektedir. ġekil 5.1 : Harmonik filtreleri. ĠĢlevi bakımından filtreler iki kısımda incelenebilir; 1) Pasif Filtreler 2) Aktif Filtreler Diğer yandan harmonik filtrelerin rezonans için tasarlandığı ayar frekansı da önemlidiri. Harmonik bileģenlerin birinde rezonans olayı meydana gelirse harmonik akım ve gerilim değerleri çok büyük seviyelere ulaģır. Buna göre elektrik sisteminde mevcut durumdaki baskın harmoniğin frekansına yakın frekanslarda ilgili harmonik için rezonans oluģturulur ve böylece harmonik yük akımlarının yükselmesi engellenebilir [9, 20]. 33

62 Ayar frekansının sınır değerlerini aģağıdaki gibi ifade edilebilir [27]: 0,92. n 1,06. (5.1) Burada, h harmonik derecesini belirtmektedir. Örneğin, 5.harmonik için tasarlanan filtrenin seçilebilir ayar frekansı aralığı, denklem (8.2) gibi olacaktır. Bu durumda paralel rezonans frekansı, birçok nonlineer yük tarafından üretilmeyen 4. harmonik civarında olacaktır. 4,6 n 5 5,3 (5.2) 5.2 Pasif Filtre Pasif filtreleme, pasif bileģenleri (endüktans, kondansatör, direnç) kullanarak, genliği düģürülecek olan frekanslara düģük empedanslı bir by-pass bağlamayı gerektirir. Farklı bileģenleri ortadan kaldırmak için birbirine paralel bağlı pasif filtreler gerekebilir. Çalısma mantığı; paralel kol olarak tasarlanan pasif filtre düzeneği, tasarlandığı derecenin değerinde seri rezonans oluģturup harmonik akımını sisteme zarar vermeden toprağa aktarabilen düzenek olarak bilinmektedir [28]. ġekil 5.2 : Endüstriyel Ģebekelerde harmonikler [29]. Pasif filtredeki amaç; temel bileģen frekansı dıģında oluģan harmonik bileģen frekansında rezonansa gelecek pasif devre elemanları olan L ve C değerlerinin belirlenmesidir. ġekil 5.2 de tipik bir endüstriyel Ģebekede kullanılan pasif filtre çeģidi gösterilmiģtir. Buna göre, elimine edilmesi istenen her bir harmonik frekansı için ayrı bir pasif filtre kolunun tasarlanması gerekmektedir. 34

63 5.2.1 Seri pasif filtreler Seri pasif filtre, genellikle bir fazlı güç sistemlerinde 3.harmoniğe karģı kullanılır. Temel frekansta düģük empedans özelliği gösterirler. Seri pasif filtre için en önemli devre elemanı endüktanstır. ġekil 5.3 te örnek bir seri pasif filtre gösterilmiģtir. ġekil 5.3 : Seri pasif filtre örneği Paralel pasif filtre Paralel pasif filtre, diğer adıyla Ģönt pasif filtre, giderilmek istenen harmonik frekansında düģük bir empedans elde edilerek istenmeyen harmonik akımlarını toprağa aktarılır. Ayrıca Ģönt filtreler güç faktörünü düzeltmede de kullanılabilirler. ġönt filtreler seri filtre gibi sadece ayarlı oldukları frekansta etkilidirler. Tek ayarlı filtreler, tek bir frekans değeri için düģük empedans özelliği gösterirken çift ayarlı filtreler iki ayrı frekansta ayarlı olarak harmonik bileģenlerin süzülmesini sağlamaktadırlar. Bahse konu filtrelere iliģkin empedans-frekans değiģimleri ve devre modeli gösterimleri ġekil 5.4 ve ġekil 5.5 te gösterilmiģtir. (a) (b) ġekil 5.4 : (a)tek ayarlı paralel filtre. (b)filtreye ait empedans-frekans grafiği [30]. 35

64 (a) (b) ġekil 5.5 : (a)çift ayarlı filtre. (b)filtreye ait empedans-frekans grafiği [30]. ġekil 5.6 : Pasif yüksek geçiren filtreler [29]. ġekil 6.6 ile gösterilen sönümlü filtreler yüksek geçiren filtre olarak da adlandırılmaktadır çünkü yüksek dereceli harmonik bileģenlerini elimine etmek için kullanılmaktadır. Birinci dereceden sönümlü filtreler temel frekansta aģırı kayıplara sahip olup büyük bir kapasite gerektirdiklerinden yaygın olarak kullanılmaz. Ġkinci dereceden filtreler iyi bir filtreleme performansı sağlarken üçüncü dereceden sönümlü filtrelerin üstünlüğü, kapasite elemanının neden olduğu frekansta empedans artmasından dolayı, temel frekans kayıplarının azalmasını sağlaması önemli bir avantajdır [8]. 5.3 Aktif Filtre Aktif güç filtreleri doğrusal olmayan yükün ürettiği akım harmoniklerini ve doğrusal olmayan kaynak geriliminin ürettiği gerilim harmoniklerini yok etmek için güç elektroniği elemanlarının anahtarlamalarını kullanarak harmonikli yük akımına veya kaynak gerilimine ters fazda fakat eģit büyüklükte harmonik akım veya gerilim üreterek sisteme enjekte eden aygıtlardır. Harmoniklerin filtrelenmesi için pasif 36

65 filtrelerin kullanılmasında karģılaģılan en önemli sorunlar baģlıca mevcut sisteme özel tasarım içerdiğinden yük karakteristiklerinin değiģmesi sonucu ilk yatırımı geçersiz kılmasıdır [8,20,31]. Aktif filtrenin çalıģma prensibi pasif filtreninkinden tamamen farklıdır. Pasif filtre kontrolü olmayan ve filtreleme performansı ġekil 5.7 de gösterildiği gibi tesis edildiği Ģebekeye bağlı olan tasarımdır. Aktif filtre, Ģebekedeki harmonikleri ölçer ve bu ölçülen harmoniklerin ters fazında harmonik üretir. Böylece orijinal olan harmonikler yok edilir. Aktif filtre varolan harmonikleri yok edecek olan harmonikleri üretmekle sorumlu olduğundan aģırı yüklenme ihtimaline sahip değildir. Kapasitesinin üzerindeki harmonik akımlar Ģebekede dolaģmaya devam edecek, aktif filtre kapasitesi mertebesinde harmonik üretmeye yani çalıģmasına devam edecektir [32]. Kapasitesi oranında harmonik üreten aktif filtreye iliģkin akım profili ġekil 5.8 de ayrıca gösterilmiģtir. ġekil 5.7 : Aktif filtre örneği [29]. Diğer bir özelliği ise, doğrusal olmayan yüklerin pasif olarak filtrelenmesindeki önemli dezavantajlar nedeniyle, güç faktörü ve harmonik kompanzasyonu için aktif filtrelerin geliģtirilmiģ olmasıdır. Güç elektroniği devrelerinin geliģimi ile aktif filtreler pasif filtrelerin bir alternatifi haline gelmiģtir. Statik güç dönüģtürücüleri ve diğer yüksek güçlü yüklerin ürettiği harmoniklerin bastırılması için 1980'den beri aktif filtreler geliģtirilmektedir. 37

66 ġekil 5.8 : Paralel aktif filtrenin harmonik akım profili [2]. Aktif filtreler sadece harmonik akımları kompanze etmekte değil aynı zamanda gerilim dengesizlikleri ve gerilim düģmelerinde de kullanılmaktadır [33] Seri aktif filtre Seri aktif güç filtreleri gerilim harmoniklerini yok etmek için sisteme ters fazda ve eģit büyüklükte harmonik gerilimler verir. Seri aktif güç filtreleri Ģebekeye bir uyarlama trafosu ile birlikte bağlanır. Trafo aktif güç filtresini hatta ve dolayısıyla doğrusal olmayan yüke uyarlar. Harmonik gerilim kaynağı gibi davranan doğrusal olmayan yükler için seri aktif güç filtreleri çok daha etkilidir. Seri aktif güç filtresi gerilim kompanzasyonu (gerilim dengesizliği, düzensizliği ve regülasyonları) ile yük gerilimini dengelemek için kullanılır. ġekil 5.9 : Seri aktif filtre prensip Ģeması [33]. 38

67 Seri aktif güç filtreleri yük ile kaynak arasına ġekil 5.9 da gösterildiği gibi seri bağlandığı için harmonik akımlarına karģı yüksek empedans gösterir. Sonuçta kaynak ile yük arasında harmonik izolasyon oluģturulmuģ olacaktır Paralel aktif filtre Paralel aktif filtre adından da anlaģılacağı gibi sisteme paralel bağlı olarak çalıģır. Yükün çektiği harmonikli akımları tanımladıktan sonra bunlarla aynı genlikte fakat ters fazdaki akımları sisteme enjekte eder. Paralel aktif filtre, akım kaynağı gibi davranan nonlineer yükler için etkilidir [34]. Paralel aktif filtreye iliģkin prensip Ģeması ġekil 5.10 da gösterilmiģtir. ġekil 5.10 : Paralel aktif güç filtresi prensip Ģeması [33]. 39

68 40

69 6. HARMONĠK STANDARTLARI Genel olarak incelendiğinde, gerek ulusal gerek uluslar arası düzeyde elektrik enerji sistemlerinde harmoniklerin sınırlandırılmasına yönelik standartlar bulunmaktadır. Bu standartlar araģtırma organizasyonlarının, pratik yaklaģım ve gözlemlerin sonucu olarak ortaya çıkmıģ ve elektrik enerji sistemi ile bu sistemi kullanan gerçek veya tüzel kiģiler arasında hem uyumun sağlanabilmesini hem de nonlineer yükler tarafından üretilen harmoniklerin etkilerinin kontrolünü ve azaltılmasını amaçlamaktadır. Harmonik limitleriyle ilgili olarak uluslar arası düzeyde aģağıdaki standartlar yer almaktadır [8,30]; IEEE IEC IEC IEC IEC NRS EN Ulusal düzeyde Türkiye de ise harmoniklerin sınırlandırılması ve standardına iliģkin EPDK nın elektrik piyasası mevzuatına göre tarihine kadar Türkiye de Elektrik Piyasasında Dağıtım Sisteminde Sunulan Elektrik Enerjisinin Tedarik Sürekliliği, Ticari ve Teknik Kalitesi Hakkında Yönetmelik ile belirtilmiģtir. Ġlgili yönetmelik mülga olup güncel durumdaki yönetmelik EPDK nın elektrik piyasası mevzuatına göre sayılı Resmi Gazete ile tarihinde yayınlanan Elektrik Dağıtımı ve Perakende SatıĢına ĠliĢkin Hizmet Kalitesi Yönetmeliği dir. 41

70 6.1 IEEE Standardı Bu standardın yaklaģımına göre son kullanıcılardan Ģebekeye verilen harmonik etki ve Ģebekeden kullanıcıya verilen gerilimdeki harmonik distorsiyonu açıklanmakta ve limitleri belirtilmektedir. Standardın özünde, akım harmoniklerinin son kullanıcı tarafından Ģebekeye verilmesine iliģkin sorumluluk ve sınırlandırmalar bulunurken, gerilim harmoniklerinin Ģebeke tarafından sisteme enjekte edilmesine iliģkin sorumluluk ve sınırlandırmalar açıklanmaktadır. Ġlgili standarttaki nominal gerilime iliģkin harmonik distorsiyon limitleri ve dağıtım sistemi harmonikleri distorsiyon sınır değeleri Çizelge 6.1 ve 6.2 ile gösterilmiģtir. Çizelge 6.1: Nominal gerilime iliģkin harmonik distorsiyon limitleri [35]. Bara Gerilimi (Vn) Tekil Harmonik Büyüklüğü (%) Toplam Harmonik Distorsiyonu (% THD) Vn < 69 kv 3,00 5,00 69 kv <Vn < 161 kv 1,50 2,50 Vn > 161 kv 1,00 1,50 Çizelge 6.2: Dağıtım sistemi akım harmonikleri distorsiyon sınır değerleri [35]. Vn < 69 kv Ik"/IL n < < n < < n < < n < 35 n > 35 TTD (%) < 20 4,00 2,00 1,50 0,60 0,30 5, ,00 3,50 2,50 1,00 0,50 8, ,00 4,50 4,00 1,50 0,70 12, ,00 5,50 5,00 2,00 1,00 15,00 > ,00 7,00 6,00 2,50 1,40 20,00 69 kv < Vn < 161 kv Ik"/IL n < < n < < n < < n < 35 n > 35 TTD (%) < 20 2,00 1,00 0,75 0,30 0,15 2, ,50 1,75 1,25 0,50 0,25 4, ,00 2,25 2,00 0,75 0,35 6, ,00 2,75 2,50 1,00 0,50 7,50 >1000 7,50 3,50 3,00 1,25 0,70 10,00 Vn > 161 kv Ik"/IL n < < n < < n < < n < 35 n > 35 TTD (%) < 50 2,00 1,00 0,75 0,30 0,15 2,50 > 50 3,00 1,50 1,15 0,50 0,22 4,00 42

71 6.2 IEC Standartları Merkezi Ġsviçre nin Cenevre kentinde bulunan IEC (The International Electrotechnical Commision), elektromanyetik uyumla iliģkili olarak güç kalitesi kapsamında standartlar yayınlamıģtır [30]. Ġlgili IEC Standartları 6 kısımda incelenmektedir ve elektrik enerji sisteminde istenmeyen gerilim dalgası bozulmalarına karģın son kullanıcılara akım harmoniklerinde sınırlandırmalar getirilmiģtir. IEC / 1.Kısım: GENEL Bu standartlar genel tanımlamaları, baģlıca uygulamaları ve terminolojiyi içermektedir. IEC nin ilgili dizayn numarası x ile tanımlanmıģtır. IEC / 2.Kısım: ÇEVRE Bu standartlar cihazın içinde bulunduğu çevre, karakteristiklerini, sınıflandırılmasını ve uyumluluk seviyelerini içermektedir. IEC nin ilgili dizayn numarası x ile tanımlanmıģtır. IEC / 3.Kısım: LĠMĠTLER Bu standartlar ekipmanların bağlı bulunduğu çevre biriminde izin verilebilir emisyon limitlerini içermektedir. IEC nin ilgili dizayn numarası x ile tanımlanmıģtır. IEC / 4. Kısım: TEST ve ÖLÇÜM TEKNĠKLERĠ Bu standartlar ölçüm ekipmanlarının ve test prosedürlerinin ilgili diğer standartlara uyumluluğu için gerekli Ģartları açıklamaktadır. IEC nin ilgili dizayn numarası x ile tanımlanmıģtır. IEC / 5.Kısım: MONTAJ ĠLKELERĠ Bu standartlar elektrik ve elektronik sistemlerindeki topraklama ve kablajın elektromanyetik uyumluluğu için gerekli ilkeleri tanımlamaktadır. IEC nin ilgili dizayn numarası x ile tanımlanmıģtır. IEC / 6.Kısım: DĠĞER Bu standartlar özel amaçlı cihazların emisyon seviyeleriyle ilgili açıklamaları yapmakta ve IEC x ile tanımlanmaktadır. 43

72 6.2.1 IEC Bu standart, kamuya konutlara vb. yerlere ait düģük frekanslı yönetilen alçak gerilim tesislerinin sinyalizasyonuna iliģkin uyumluluk seviyelerini tanımlamaktadır. Bu sistemler Hz frekansta olabileceği gibi, sırasıyla 240V tek fazlı ve 415V üç fazlı sistemler de olabilir [8,31]. Genel itibariyle alçak gerilim Ģebekeleri ile ilgili olduğu söylenebilir. Transformatöre iliģkin akım harmoniklerindeki sınır değer ise IEEE C de %5 olarak belirtilmiģtir. Çizelge 6.3 : Konutlar [35]. Tek Harmonikler Çift Harmonikler 3 ve 3'ün katı Harmonikler n % Vn n % Vn n % Vn ,5 11 3,5 6 0,5 15 0, ,5 > 21 0, ,5 19 1,5 > 12 0,2 23 1,5 25 1,5 > 29 k k= (0,2 + 12,5/n) Çizelge 6.4 : Endüstriyel Santraller [35]. Tek Harmonikler Çift Harmonikler 3 ve 3'ün katı Harmonikler n % Vn n % Vn n % Vn ,5 11 3,5 6 0,5 15 0, ,5 > 21 0, ,5 19 1,5 > 12 0,2 23 1,5 25 1,5 > 29 k k= (0,2 + 12,5/n) IEC ve IEC IEC ve IEC standartları faz baģına 16 A ve daha fazla akım geçiren ekipmanların vereceği harmonik akımın seviyesini belirleyerek düģük gerilimli sistemlerin IEC standartları içerisinde kalmasını sağlar. Esasen IEC Standardı, IEC (EN ) standardının geniģletilmiģ halidir ve ekipmanları 4 sınıfta tanımlamaktadır [31]. 44

73 A Sınıfı, dengeli üç fazlı ekipmanları ve B,C,D sınıflarına uymayan tüm ekipmanları içermektedir. B Sınıfı, taģınabilir cihazları tanımlamaktadır. C Sınıfı, aydınlatma ekipmanlarını tanımlamaktadır. D Sınıfı, spesifik dalga Ģekline sahip giriģ akımına ve 600 W gücünden az giriģ gücüne sahip ekipmanları tanımlamaktadır IEC IEC orta gerilim ve yüksek gerilime bağlı elemanların Ģebekeye vereceği harmonik akımının sınırlarını belirlemektedir. Standardların içeriğinde orta gerilim 1 kv ve 35 kv, yüksek gerilimi kv olarak tanımlanmıģtır. Bu standard, orta ve yüksek gerilimde harmonik akım üreten bir cihazın sistemde aģırı gerilim bozulmalarına müsaade etmemektedir. Alçak ve orta gerilim sistemlerinde harmonik gerilimler için uyumluluk ve planlama limitleri koymaktadır. IEC orta ve yüksek gerilim Ģebekelerine bağlanabilecek cihazların belirlenmesinde süreci 3 bölüme ayırır [31]. 1.Bölüm: BasitleĢtirilmiĢ disturbans emisyon değerlendirilmesi. 2. Bölüm: Gerçek Ģebeke karakteristiklerine bağlı olarak emisyon limitleri. 3. Bölüm: Kararsız ve istisnai durumda yüksek emisyon limit kabul edilebilirliği. 6.3 EN Bu standart, Avrupa ya ait AG ve OG elektrik Ģebekeleri için gerilim kalitesi ile ilgili bir Avrupa standardı olup gerilime iliģkin spesifik seviyelerini belirlemektedir. Bu standart, alçak ve orta gerilimde müģterilerinin Ģebekeye bağlandığı noktalarda gerilim karakteristiklerini tespit eder. Sadece AG Ģebekesi için değil OG Ģebekesi için de izin verilen harmonik sınır değerleri Çizelge 6.5 ve 6.6 ile sırasıyla gösterilmiģtir. 45

74 Çizelge 6.5 : Alçak gerilim Ģebekesi için izin verilen harmonik sınır değerleri [9]. AG Şebekesi ( U < 1 kv) Tek Harmonikler Çift Harmonikler 3 ve 3'ün katı Harmonikler n % Vn n % Vn n % Vn ,5 11 3, ,5 15 0, , ,5 23 1,5 25 1,5 Çizelge 6.6 : Orta gerilim Ģebekesi için izin verilen harmonik sınır değerleri [9]. OG Şebekesi (1 kv < U < 35 kv) Tek Harmonikler Çift Harmonikler 3 ve 3'ün katı Harmonikler n % Vn n % Vn n % Vn ,5 11 3, ,5 15 0, , ,5 23 1,5 25 1,5 6.4 Türkiye de Harmonikle ilgili Yönetmelikler Türkiye de harmoniklerin sınırlandırılması ve standardına iliģkin EPDK nın elektrik piyasası mevzuatına göre tarihine kadar Türkiye de Elektrik Piyasasında Dağıtım Sisteminde Sunulan Elektrik Enerjisinin Tedarik Sürekliliği, Ticari ve Teknik Kalitesi Hakkında Yönetmelik ile belirtilmiģtir. Ġlgili yönetmelik mülga olup güncel durumdaki yönetmelik EPDK nın elektrik piyasası mevzuatına göre sayılı Resmi Gazete ile tarihinde yayınlanan Elektrik Dağıtımı ve Perakende SatıĢına ĠliĢkin Hizmet Kalitesi Yönetmeliği dir. Bu yönetmelik; elektrik enerjisinin tedarik sürekliliği, ticari ve teknik kalitesine iliģkin olarak dağıtım Ģirketleri, perakende satıģ Ģirketleri ve kullanıcılar tarafından uyulması gereken kurallar ile uygulamaya iliģkin esas ve usulleri kapsamaktadır [9]. 46

75 Yönetmelikte, gerilim harmonikleri için ve akım harmonikleri için maksimum yük akımına göre sınır değerler belirtilmiģ olup ilgili değerler sırasıyla Çizelge 6.7 ve Çizelge 6.8 de gösterilmiģtir. Çizelge 6.7 : Gerilim harmonikleri için sınır değerler [9]. Tek Harmonikler Çift Harnomikler 3 ün Katları Olmayanlar 3 ün Katları Olanlar Harmonik Sınır Harmonik Sınır Harmonik Sınır Sırası Değer Sırası Değer Sırası Değer h (%) h (%) h (%) 5 % 6 3 % 5 2 % 2 7 % 5 9 % 1,5 4 % 1 11 % 3,5 15 % 0, % 0,5 13 % 3 21 % 0,5 17 % 2 19 % 1,5 23 % 1,5 25 % 1,5 Bu kapsamda, dağıtım Ģirketi, TS EN 50160:2001 standardında tanımlanan ve ilgili çizelgelerde gösterilen gerilim harmonik sınır değerlerine uymakla yükümlüdür. Çizelge 6.7 deki değerler her bir gerilim harmoniğinin ana bileģene göre oransal değerlerini ifade eder. Harmonik bozulmaya iliģkin bu Ģartın ihlal edilmesi durumunda, dağıtım Ģirketi hakkında kanunun 11. maddesi hükümleri çerçevesinde iģlem yapılır. Dağıtım sistemi kullanıcıları, IEEE Std standardında ya da bunun revizyonlarında belirtilen harmonik sınır değerlerine uymakla yükümlüdür. 47

76 Çizelge 6.8 : Akım harmonikleri için maksimum yük akımına göre sınır değerler [9]. Tek Harmonikler I SC /I L <11 11 h<17 17 h<23 23 h<35 35 h TTB <20* < < < > Çift harmonikler, kendinden sonraki tek harmonik için tanımlanan değerin %25 i ile sınırlandırılmıģtır. Kullanıcının akım harmoniklerine iliģkin performansı, AG ve OG seviyesi için faturalandırmaya esas ölçüm noktasından ölçülür. Kullanıcıdan harmonik ölçüm değerleri talep edildiğinde, kullanıcı, akım harmoniklerini bir hafta boyunca kesintisiz kaydedebilecek uygun cihazları tesis eder ve iģletir [9]. Harmonik bozulmaya neden olan kullanıcıya, dağıtım Ģirketi tarafından durumun düzeltilmesi için AG müģterisi olması durumunda en fazla 60 iģ günü, OG müģterisi olması durumunda ise en fazla 120 iģ günü süre tanınır. Kullanıcıya yapılan bildirimde, verilen sürenin sonunda durumun düzeltilmemiģ olmasının tespiti halinde bağlantısının kesileceği bildirilir. Verilen sürenin sonunda, kullanıcı tarafından kusurlu durumun giderilmemesi halinde, kullanıcının bağlantısı kesilir [9]. 48

77 7. SARIYER ÇAYIRBAġI KARAYOLU TÜNELĠ SĠSTEMLERĠ 7.1 Karayolu Tünel Sistemleri Uluslar arası kabul edilen ölçütlere göre, bir karayolu tünelinin güvenli olup olmadığı değerlendirilirken, küçük oranda inģaat ile ilgili konular dikkate alınmaktayken; büyük ve önemli bir oranı tünel içine kurulan elektro-mekanik sistemler ve bu sistemlerin iyi yönetilmesi dikkate alınmaktadır. Karayolları ve otoyollar üzerinde bulunan tünellerin muhtelif özelliklerine bağlı olarak trafik güvenliğinin sağlanması için, tünel içine elektro-mekanik ve otomasyon sistemleri kurulmalıdır. Bu sistemlerin hangileri olduğu ve ne tip kıstaslara göre hangi tünellere, nasıl kurulacağı, ülkemizin de kabul ettiği birçok ulusal ve uluslar arası standartlara bağlı olarak değiģmektedir. Tünel elektromekanik sistemler temel olarak aģağıdaki konular üzerinde sürdürüldüğü söylenebilir; Tünel Kontrol Merkezi (TKM) ve SCADA yazılımları Tünel enerji sistemleri temini, dağıtımı ve yönetimi Tünel aydınlatma ve aydınlatma kontrol sistemleri Acil durum kaçıģ sistemleri ve acil durum aydınlatması Tünel havalandırma ve havalandırma kontrol sistemleri Tünel trafik kontrol ve izleme sistemleri Tünel içi ve çevresinin kameralar ile izlenmesi ve CCTV sistemleri Tünel içi kamera ile olay algılama sistemleri Tünel içi SOS acil telefon sistemleri ile acil durum istasyonları Tünel içi yangın alarm sistemleri Tünel içi yangın söndürme sistemleri Tünel içi geçiģ kapıları ile tünel giriģleri bariyerlerine ait sistemler 49

78 Tünel çıkıģlarında yol ve hava durumu için meteorolojik sistemler Tünel radyosu ve telsiz sistemleri Tünel içi kamu anons sistemleri Telekontrol, PLC ve haberleģme sistemleri Tünel içi ve çevresinden ilgili verilerin çevrimiçi veya çevrimdıģı olarak toplanması ve aktarılması Grup tünellerin tek bir merkezden izlenmesi ve yönetilmesi 7.2 Sarıyer-ÇayırbaĢı Karayolu Tüneli Uluslararası standartlara uygun inģa edilen karayolu tünellerinde olduğu gibi, Sarıyer ÇayırbaĢı karayolu tüneli de sadece ĠBB Fen ĠĢleri Daire BaĢkanlığı Alt Yapı ĠĢleri Müdürlüğü nün tünele iliģkin bildirdiği teknik Ģartnameye değil aynı zamanda karayolu tünellerinde gerekli minimum güvenlik gereksinimleri ile insan hayatını tehlikeye sokabilecek kritik olayların önlenmesini belirleyen unsurları belirten ve 29 Nisan 2004 tarihli resmi olarak yayımlanan 2004/54/EC kayıt numaralı Avrupa Parlementosu ve Konseyi Direktifleri ne uygun tasarlanıp inģa edilmiģtir. Ġlgili direktif, uzunluğu 500 metreden büyük ve halen iģletmede olan, montaj aģamasında olan ve dizayn aģamasında olan tüm karayolu tünelleri için geçerlidir. Bahse konu sistemler ilgili SCADA sistemi içerisinde ve programlı olarak kullanılmaktadır. Tünele ait bu sistemler aģağıda kısaca açıklanmaya çalıģılacaktır Telekontrol sistemi Telekontrol sistemi, tünel içerisindeki tüm sistemlerin verilerinin birbirileri arasındaki değiģ tokuģu ve gerekli iģlemlerin otomatik ya da kullanıcı komutları ile yerine getirilmesini temin eden ana altyapıdır. Verilerin taģındığı iletiģim hatları, kontrol birimleri ve programlanabilir mantık denetleyicilerinden oluģmaktadır. Telekontrol sistemi, ilgili birimler arasında öngörülen fiber optik kablolar ile iletiģim sağlanmasıyla oluģturulmaktadır. Tünellerin haberleģme altyapısını, kontrol ve kumanda sistemini; SCADA yı içeren otomasyon sistemi sağlamakta ve bu sayede sistemlerin TKM ile iletiģimi ve iliģkilendirilmesine ait altyapı oluģturulmaktadır. Tüm sistemin arızasız ve kesintisiz çalıģması, oluģan herhangi bir arızanın tüm 50

79 tünellerin iģleyiģini aksatmaması çok büyük önem taģımaktadır. Bu nedenle sistemin ağ yapısı, TKM bir arıza sonucu çökerse yani devre dıģı kalırsa dahi tünel kendi baģlarına, TKM den bağımsız olarak kendilerine bağlı otomasyon faaliyetlerini sürdürebilecek Ģekilde tasarlanır. Tesis edilecek çiftli redundant ağ yapısı (haberleģme alt yapısı) üzerinden alt istasyonlara bağlı bulunan tünellerdeki trafik, CCTV, acil durum telefonları, aydınlatma, havalandırma gibi tüm sistemleri TKM den izlemek kontrol ve kumanda etmek mümkün olacaktır. Yedekli sistem tasarımına rağmen sistemde bir arıza olur, ana ring (çevrim) ile alt kontrol merkezleri ringleri arasındaki bağlantı koparsa alt istasyonlar bağımsız olarak çalıģmalarına devam edebilecek, otomasyon fonksiyonlarını yerine getirebilecektir. Bu sistemde 1 adet alt (lokal) kontrol merkezi ve bir adet ana Tünel Kontrol Merkezi (TKM) bulunmaktadır. TKM hâlihazırda mevcut ve çalıģır vaziyettedir. ĠBB tarafından PiyalepaĢa da kurulmuģtur Acil aydınlatma sistemi Tünel yol sınırlarının her iki tarafına konulan LED li yol butonları ile yol kenarları çok net olarak sürücülere gösterilmektedir. ġekil 7.1 ile gösterilen sistemin uygulaması ile tünel içinde oluģan trafik kazalarının azaltılması amaçlanmaktadır. ġekil 7.1 : Acil aydınlatma sistemi. 51

80 Tünelde gidiģ yönüne göre sağ tarafta kırmızı ve sol tarafta beyaz renkli olarak her 10 metrede bir LED li yol butonlarından kullanılmıģtır ve 3 ayrı noktadan ve SCADA ile entegre olarak kontrol edilmektedir. ġekil 7.2 : Led li yol butonları. LED li yol butonları normal koģullarda belirli bir ıģık seviyesinde çalıģmaktadır. Buna karģın, acil hallerde ise SCADA senaryosuna bağlı olarak daha parlak Ģekilde ıģık verecek Ģekilde yapılandırılmıģtır. Bu sayede acil durumlarda acil durum aydınlatmasına da katkıda bulunmaktadır. ġekil 7.3 : Acil kaçıģ iģaretleri. 52

81 Tünel içinde, giriģlerinde ve enine geçiģlerde standartlara ve ihtiyaca uygun sıklıkta tesis edilen ve LED teknolojisi ile oluģturulan ıģıklı bilgilendirme iģaretleri ile sürücü ve yayalar acil durumlarda ne yöne gidecekleri ve hangi çıkıģları kullanarak güvenli bölgeye geçebilecekleri hakkında bilgilendirilmektedir. Led li yol butonları ġekil 7.2 de gösterilmiģtir. ġekil 7.4 : Acil durum istasyonu ve acil kaçıģ iģareti. Acil kaçıģ yönü mesafesini gösteren LED li ıģıklı iģaretler ortalama her 50 metrede bir olmak üzere yerleģtirilmiģtir. ġekil 7.3 te gösterilen iģaretlerin altında yaya kaldırımını aydınlatan özel ıģıklandırma sistemi de tesis edilmiģtir. ġekil 7.5 : Led li enine geçiģ acil aydınlatma sistemi. Ġkinci olarak, her enine geçiģi gösteren çift yönlü ve çift taraflı olarak üretilen LED li acil kaçıģ kapısı iģaretleri kullanılmıģtır. ġekil 7.4 ile gösterilen acil durum 53

82 istasyonlarının yerlerini ve içindeki ekipmanı gösteren LED li, çift yönlü SOS ve yangın söndürücü iģaretlerinden de her istasyon kapısı önünde kullanılmıģtır CCTV ve otomatik olay algılama sistemi Tünel içinde ve enine geçiģ kapılar da dahil kapsama alanı boģluğu olmaksızın tüm güzergah 24 saat ileri özellikli kameralarla CCTV üzerinden izlenmekte ve tüm görüntü ve olaylar sayısal olarak kaydedilmektedir. Buna ek olarak kamera ile olay algılama sistemi sayesinde; duran, ters yöne giden, emniyet Ģeridinden giden taģıtlar ile kamyon üzerinden düģen yükler ve yaya olarak tünel içinde yürüyenler tam otomatik olarak daimi olarak izlenmekte ve tespit edilmektedir. CCTV sistemine bağlı kameralara ait detaylar ġekil 7.6 ve 7.7 ile gösterilmiģtir. ġekil 7.6 : Tünel içi sabit kamera sistemi. ġekil 7.7 : Kamera sistemi örneği. 54

83 Kameralardan elde edilen görüntüler noktadan noktaya multi-mode F/O kablolar ile taģınmaktadır. Analog video sinyali kamera dağıtım kutusunda fiberoptik dönüģtürücüler kullanılarak optik sinyale çevrilir ve ġekil 7.8 ile gösterilen noktalardaki patch panellere kadar toplanmaktadır. Burada toplanan video sinyalleri çok damarlı iki ayrı fiber optik kablo ile tünel kontrol merkezine aktarılmaktadır. ġekil 7.8 : Kamera dönüģtürücü paneli. Sistemdeki modüller kendileri tarafından sıkıģtırılmıģ mpeg4 formatındaki kamera görüntülerini iģleyip analiz ederek trafik verilerini oluģturur. Bu veriler; trafik hacmi, trafik akıģ hızı, trafik yoğunluğu, trafik sıkıģıklığı, trafik hızındaki düģüģler, Ģerit meģguliyeti, tünel içinde meydana gelmiģ trafik kazası, tünel içinde kalmıģ araç, tünel içinde yürüyen yaya, ters yönde seyreden araç, duran (ilerlemeyen) araç, yol üzerine düģmüģ yük, paket, yabancı cisim algılanması, duman algılama olarak sıralanabilir. Çizelge 7.1 : Kamera sistemi referans performans değerleri [36]. 55

84 Sistemden tünel içinde yapılacak algılamalar için beklenen performans değerleri aģağıda verilmiģtir. Bu değerler ideal test koģulları altında geçerli olup, yol yüzeyinde yağıģ sonrası kalan izler, gün doğumu ve batımındaki aģırı yansıma ve gölgeler gibi koģullar için geçerli değildir [36]. Sarıyer ÇayırbaĢı tüneli yolu boyunca 58 adet sabit özellikli, giriģlerde ve çıkıģlarda 8 adet hareketli PTZ özellikli ve enine geçiģler için de 14 adet sabit özellikli olarak, toplam 80 adet kamera tesis edilmiģtir. Tüm kameralar 7 gün 24 saat yüksek çözünürlükte kayıt yapmaktadır. Geriye dönük 2 haftalık bir süre boyunca tüm kayıtlar izlenebilmekte, önemli olaylara ait kayıtlar ise ek özel bellek birimlerinde daimi olarak saklanmaktadır Trafik kontrol sistemi Tünel içinde oluģabilecek her türlü durumun tünele girmeden önce sürücülere bildirilmesini sağlayan görsel ve akustik uyarı ve bilgilendirme sistemleri kurulmuģtur. Tünelde trafik kontrol sistemi, değiģken trafik iģaretleri, değiģken mesaj iģaretleri, tünel kamu anons sistemi, tünel radyosu ve telsiz sistemi gibi sistemler bulunmaktadır. ġekil 7.9 : Tünel içi hız sınır ve Ģerit kontrol iģaretleri. ġekil 7.9 ve 7.10 ile gösterilen trafik kontrol sisteminde hız sınır ve Ģerit kontrol iģaretleri, hem uluslararası hem de ulusal hız sınırlarını ve kurallarını gösterecek Ģekilde ĠBB tarafından kontrollü olarak iģletilmektedir. 56

85 Sürücüler ġekil 7.11 ve 7.12 ile gösterilen iģaretleri araçla seyir halindeyken, en az 250 metre mesafeden ve iģarete 20 metre kalıncaya kadar okuyabilmektedir. ġekil 7.10 : Tünel dıģı Ģerit kontrol iģaretleri. ġekil 7.11 : Tünel içi LED li mesaj iģaretleri. ġekil 7.12 : Tünel dıģı değiģken mesaj iģaretleri. 57

86 Tünelin içinde güzergah boyunca 2 kesimde toplam 48 adet LED li Ģerit kontrol iģareti, 32 adet hız sınır iģareti, 8 adet matris tipi LED li mesaj iģareti kullanılmıģtır. Tünel giriģlerinde ve bağlantı yollarında ise 2 kesimde toplam 4 adet LED li Ģerit kontrol iģareti, 4 adet hız sınır iģareti, 7 adet matris tipi LED li çok renkli değiģken mesaj iģareti kullanılmıģtır Trafik sayım ve sınıflandırma sistemi Tünele giren ve çıkan taģıtları sayan, hızlarını ölçen, Ģartnameye uygun sınıflandırmasını yapan trafik sayım sistemleri kurulmuģtur. Bu sayede mevcut ve kısa sürede beklenen trafik eğrilerine göre tünel iģletmesi ilgili diğer birimlere otomatik bilgi verebilmekte; tünel içi ve yaklaģımına ait alt sistemler ilgili tedbirler, bu beklentilere göre yapılandırılabilmektedir. Tünel tüplerinin tüm giriģ ve çıkıģlarında emniyet Ģeritleri de dahil her Ģeride ard arda 2 adet olarak yerleģtirilen endüktif trafik döngülerinden toplam 24 adet kullanılmıģtır. Bu döngüler trafik istasyonlarına 12 adet çift kanallı detektör kartı ile bağlanmıģtır. Trafik sayım ve sınıflandırma sistemi tarafından EURO standardına göre kalibreli ve sertifikalı olarak veriler toplanmakta ve arģivlenmektedir. Toplanan veriler kısa ve orta vadeli olarak veri tabanı tarafından değerlendirilmektedir. Bu sayede hem tünellerin trafik yönetimi için gereken trafik mühendisliği çalıģmaları hem de anlık ya da olası trafik durumları tahmin edilebilmektedir Gabari kontrol sistemi Tünel güvenliğini tehlikeye düģürebilecek tipteki aģırı yüksek taģıtlar, yanıcı patlayıcı yük tankerleri gibi unsurlar özel algılayıcılarla izlenmekte ve tespit edildiği anda alarm vererek hem sürücüyü hem de tünel iģletmecisini uyarmaktadır. Tünellere girmeden önce bağlantı yollarında ġekil 7.13 ile gösterilen 4 adet yüksek taģıt tespit sistemi ve giriģlerden önce toplam 2 adet mekanik bariyerlerle birlikte; tünel giriģlerini acil hallerde kapatmak için 2 adet kollu otomatik bariyer kullanılmıģtır. 58

87 ġekil 7.13 : Optik gabari kontrol sistemi. Mevcut kollu bariyerler ilgili senaryolara ya da operatör komutlarına göre bağlı bulunduğu giriģlerdeki LED li değiģken Ģerit kontrol ve hız sınır ve dikkat uyarı iģaretleri ile birlikte çalıģmaktadır. ġekil 7.14 : Mekanik gabari sistemi. Mekanik gabari sistemi ġekil 7.14 ile gösterilmiģtir. Bu sistem üm uyarılara uymayan ve tünel içi gabari yüksekliğinden daha yüksek taģıtların, örneğin damperi yanlıģlıkla açık kalmıģ bir kamyon gibi, tünele girmeden son aģamada cebri olarak durdurulması için mekanik bariyer sistemi ile gerekli önlem alınmıģtır Meteorolojik istasyonlar Tünel giriģ ve çıkıģlarında viyaduklerde yol yüzeyinde oluģabilecek buzlanma, kaygan zemin gibi trafik açısından tehlikeli durumları 30 dakika öncesinden tahmin eden ve otomatik olarak bildiren geliģmiģ komple meteorolojik sistemler her tünel portal bölgesine kurulmuģ ve SCADA sistemi ile entegrasyonu sağlanmıģtır. 59

88 Toplam olarak 2 takım meteorolojik istasyonun her birinde 4 adet yol yüzey durumu algılayıcısının yanı sıra; sıcaklık, hava basıncı, yağıģ tipi ve miktarı, rüzgar yönü ve hızı, bağıl nem oranı, yol altı sıcaklığı gibi hava ve yol durumunu ölçen sensörler bulunmaktadır. Bu meteorolojik sensörlerden anlık olarak toplanan tüm veriler kullanıcı ara yüzünde izlenebilmekte, buna göre otomatik ya da kullanıcı onaylı senaryolar iģletilebilmektedir Yangın algılama sistemleri Tünel içinde birbirinden bağımsız olarak 3 ayrı tipte yangın algılama sistemi yapılandırılmıģtır. Birincisi, Doğrusal (lineer) yangın algılama sistemidir. Bu sistem tünel tavanına orta eksende tünel tüpü boyunca yerleģtirilen fiber optik esaslı doğrusal yangın algılama kablosu ve bunu izleyen kontrol panelidir. Ġkincisi ise tüm yangınla mücadele dolapları, SOS kabinleri, elektrik odaları ve buna benzer kesimlerde yer alan tüm kapılar; kuru tip yangın söndürücüler ve muhtelif ekipmanlara bağlı yangın alarm kontakları ile yine aynı bölgelerde bulunan yangın alarm düğmeleri ve odalarda bulunan kombine sıcaklık ve duman dedektörlerinden oluģan yangın algılama sistemidir. Üçüncü sistem ise kamera ile otomatik olarak duman algılama sistemidir. Bu sistemde CCTV kameralarından gelen görüntüler özel görüntü iģleme yazılım ve algoritmaları ile sürekli olarak iģlenmektedir. Bu iģlemlerden biri de tünel içinde oluģan dumanın görsel olarak tespiti ve merkeze alarm mesajı olarak bildirilmesidir. Tünelin kullanıma açılmadan önce yapılan kuru duman testlerinde dumanın oluģmasından ve insan gözünün bunu görmesinden itibaren 20 saniye içinde kamera ile dumanın algılandığı ve sistemde yangın alarm senaryosu baģlatma tetiklemesi yaptığı görülmüģtür Su ile yangın söndürme sistemi Avrupa da uygulanan güncel standartlara göre her 250 metrede bir konulan yangın dolapları ve hidrant sistemleri, bu tünellerde 5 kat daha sık, her 50 metrede bir konularak, yangın anında müdahale olanakları çok daha yüksek standartlarda 60

89 SARIYER- ÇAYIRBAŞI uygulanmıģtır. Tünelde toplam 81 adet yangınla mücadele dolabı vardır. Buna ek olarak da tünel giriģ ve çıkıģlarında itfaiye su bağlantı hidrantı kullanılmıģtır. ġekil 7.15 : Yangınla mücadele dolabı ve su ile yangın söndürme sistemi. Tünel ihtiyaçlarına özel olarak tasarlanan ve üretilen yangın dolapları Türkiye de bu amaç için kullanılan tüm diğer sistemlerden ileri düzeyde olup her bir dolapta 2 adet 30 metre uzunluğunda itfaiye için 2,5 çaplı hortum, yakıt kaynaklı yangınları kısa sürede söndürebilmek için %3 konsantreli 30 litre köpük, sıradan kullanıcıların küçük çaplı acil durumlarda kullanımı için 30 metre uzunluğunda 1,5 çaplı sarmal hortum, 1 adet 6 litre kapasiteli kuru tip yangın söndürücü ile yangın alarm düğmesi mevcuttur. ġekil 7.15 de sistem detaylı olarak gösterilmiģtir. Çizelge 7.2 : Tünelde kullanılan pompalara ait teknik veriler. DİZEL POMPA ELEKTRİKLİ POMPA JOCKEY POMPA SİRKÜLASYON POMPASI Marka PATTERSON PATTERSON PATTERSON WILO 75 kw 1,5 kw 1,1 kw Debi (LPM) Devir (RPM) Basınç (Bar) 8,27 8, Tüm bunlara ek olarak su deposu hacimleri ile su pompaları kapasiteleri, olası bir yangın anında Avrupa da kullanılan düzeylerden bile daha yüksek tutularak, aynı anda birkaç noktadan yangına etkili olarak müdahale edilebilmesini mümkün kılmaktadır. Pompalara ait teknik veriler Çizelge 7.2 de verilmiģtir. Suyu istenilen basınçta pompalayabilmek için 1 adet 110 kva gücünde gpm kapasiteli elektrikli pompa ile yine gpm kapasiteli 1 adet dizel su pompası birbirleri ile yedeklemeli olarak çalıģacak Ģekilde yapılandırılmıģtır. Su kaçaklarını önlemek ve basıncı ayarlamak için ek bir jokey pompa sistemi otomatik olarak devreye girmektedir. Tünel ağızlarında kıģ Ģartlarında su borusundaki suyun 61

90 donmasını önlemek için, sıcaklık ölçüm sistemi ile otomatik olarak devreye giren ve birbirleri ile yedeklemeli olarak çalıģan 4 adet sirkülasyon pompası mevcuttur SOS acil durum istasyonları SOS acil yardım telefon sistemleri, her 150 metrede ve Acil Durum Ġstasyonu olarak yangına 120 dakika dayanımlı ses, sıcaklık, su ve toz yalıtımlı, cam kapılarla donatılarak imal edilmiģ ve her acil durum istasyonuna SOS acil yardım telefonu, yangın alarm düğmesi, 2 adet 6 litre kapasiteli kuru tip yangın söndürücüsü kullanılmıģtır. Tünelde toplam 26 adet SOS Acil Durum Ġstasyonu yer almaktadır. Ayrıca tünel giriģ ve çıkıģlarında toplam 4 adet SOS telefon sistemi yer almaktadır Enine geçiģler Ortalama her 250 metrede bir, acil hallerde hem taģıtların hem de yayaların bir tünel tüpünden diğerine geçiģ sağlayacak, enine geçiģ tünelleri imal edilmiģtir. Tünelde toplam 7 adet taģıt ve yaya enine geçiģi bulunmaktadır. Bu geçiģlere yangına 120 dakika dayanımlı, duman geçirmeyen, otomatik ve elle çalıģabilen özel kapılar yerleģtirilmiģtir. ġekil 7.16 ile enine geçiģler detaylı olarak gösterilmiģtir. ġekil 7.16 : Enine geçiģ kapısı. Her enine geçiģte 2 adet yaya kapısı ve 1 adet de 3,5 metre eninde ve 4,6 mt. yüksekliğinde taģıt geçiģ kapısı bulunmaktadır. Tüm kapılar kamera ve manyetik 62

91 kontaklar vasıtasıyla sürekli olarak izlenmektedir. Böylece tünelin bir tüpündeki olası yangın ve dumanın diğer tüpe geçmesi önlenmiģ; aynı zamanda da kullanıcıların acil tahliyeleri ile acil durum taģıtlarının olay yerine varmaları kolaylaģtırılmıģtır Tünel radyosu ve telsiz sistemi Tünel içindeki haberleģmenin kesintisiz temini için, AKOM, polis, ambulans, belediye bakım ekipleri, jandarma gibi birimlerin ilgili telsiz frekansları tünel içindeki tüm kesimlerde pürüzsüz olarak temin eden telsiz sistemi, çok kanallı ve çok bantlı olarak tesis edilmiģtir. Sayısal Telsiz ağı altyapısına da yükseltilebilir bir telsiz iletiģim sistemi oluģturulmuģtur. Bunun yanı sıra, tünel içindeki FM bandı radyo kanallarının dinlenmesi ve acil hallerde bu kanallardan otomatik olarak uyarı ve yönlendirme mesajlarının sürücülere verilebilmesi için 20 kanallı, tünel-tüp ve güzergah ayırımı olan geniģleyebilir yapıda tünel radyo sistemi kurulmuģtur. GSM haberleģmesi için de gerekli yapılandırma ilgili servis sağlayıcı tarafından kurulmuģtur. F/O ring bağlantısı ile yedeklemeli yapıda kurulan 2 adet istasyonun beslendiği yaklaģık mt. kaçaklı yayın kablosu ile tünel içindeki kesintisiz radyo, telsiz ve GSM kullanımı sağlanmıģtır Tünel kamu anons sistemi Acil hallerde tünel içindekileri sesli olarak uyarmak ve bilgilendirmek ana amaçları il tünel içi kamu anons sistemi kurulmuģtur. Tünel boyunca toplam 162 adet özel tip hoparlör kullanılmıģtır. Bunlara iki ayrı noktada yer alan yedekli amplifikatör gruplar vasıtasıyla sesli mesaj yayını yapılmaktadır. Kamu anons mesajları, gerek lokal ve gerek ana merkezden ister otomatik ister kullanıcının o an söylemek istediği mesajın doğrudan dikte edilmesi Ģeklinde yapılabilmektedir. Tünel içi kamu anons sistemi tüm tünel boyunca ya da istenirse belli bir tüpte ya da belirli bir tüpün kısıtlı bir mesafesini kapsayan bir bölgede istenilen mesajı verebilecek Ģekilde yapılandırılmıģtır. 63

92 Acil hallerde tünel radyosunda verilen mesaj ile kamu anons sisteminden verilen mesajların aynı mesaj olması ve eģ zamanlı olarak verilmesi gibi uygulamalarla bu mesajların daha kolay algılanması sağlanmaktadır HaberleĢme altyapısı ve network sistemi Tünel içinde oluģturulan sistem haberleģme altyapısı, tamamen yedekli özellikte olup belirli hattın kopması ya da birtakım cihazların arızası hallerinde bile kesintisiz bilgi akıģını temin edebilmektedir. Bu yapı ile tünel kontrolü çok daha güvenli bir Ģekilde sağlanabilmektedir. HaberleĢme altyapısı ve network sistemi ile çalıģan tünel izleme ve kontrol sistemi ġekil 7.17 de gösterilmiģtir. ġekil 7.17 : Tünel izleme ve kontrol sistemi. Toplam 2 ayrı dağıtım noktasında kullanılan network anahtarları, PLC sistemi ve lokal kontrol merkezi ile tüm sistemler entegrasyon içinde çalıģmaktadır. 2 adet tünel otomasyon PLC grubu yaklaģık mt. anahat F/O ring kablosu ve muhtelif tip ve özellikte veri taģıma kablosu kullanılmıģtır %100 Yedeklemeli elektrik dağıtım sistemi Elektrik kesintileri durumunda tünel içi ve giriģindeki tüm sistemleri besleyebilecek ve bu yükleri üzerine alabilecek kapasitede generatör sistemleri dağıtım binalarında kurulmuģtur. Generatör tam otomatik transfer panosu ile devreye girecek Ģekilde kurulmuģtur. Ayrıca bir takım hayati sistemlerin hiçbir Ģekilde enerji kesintisine maruz kalmamalarını temin etmek için de on-line (çevrimiçi) yedeklemeli UPS (Kesintisiz Güç Kaynağı) ve akü sistemi enerji dağıtım sistemine dahil edilmiģtir. 64

93 Tüm elektrik dağıtım sistemi ve senkronizasyonları elektrik otomasyon sistemi ile sürekli olarak denetlenmiģtir. Sistem 2 adet kva gücünde transformatör hemen yanlarındaki kva gücündeki 2 adet generatör ile desteklenmektedir. Ayrıca 10 adet çeģitli yedeklemeli UPS, güç kaynaklarını 1 saat süreli besleme gücündeki akü grupları sisteme entegre edilmiģtir Lokal kontrol ve SCADA merkezi Bahsi geçen tüm tünel alt sistemlerinin tam uyumlu ve entegre olarak çalıģabilmesinin temini için birbirleri ile kademeli ve yedeklemeli iliģkilendirerek sistemin bir bütün olarak çalıģması sağlanmıģtır. Bunun için lokal kontrol merkezi kurulması ve SCADA merkezi inģa edilmesi gereklidir. ġekil 7.18 ve ġekil 7.19 da inģa edilen Tünel SCADA merkezi gösterilmiģtir. ġekil 7.18 : Tünel SCADA Merkezi. ġekil 7.19 : Tünel lokal kontrol merkezi. 65

94 Lokal kontrol merkezinde muhtelif amaçlar için yaklaģık 10 adet sunucu bilgisayarı ile 3 adet kullanıcı iģ istasyonu ve muhtelif sayıda monitör ve bilgisayar çevre ekipmanı çift ringli bilgisayar ağı altında yedeklemeli olarak yapılandırılmıģtır. Tüm bilgisayarlar NTP sunucu ile GPS uydularından gelen saat verisi ile senkronize edilmekte ve ikiz yapıda yedekli ana SCADA sunucusu ile tüm sistemler birbirleri ile tam entegre olarak çalıģtırılmaktadır. SCADA sistemi ve lokal kontrol merkezleri her bir tünel için ayrı ayrı ve yedekli yapıda oluģturulmuģtur. Bu lokal merkezler, mevcut tünelleri ve gelecekte inģa edilecek diğer tünelleri de yönetebilecek bir ana merkeze F/O altyapı üzerinden yedekli olarak bağlanmıģtır Tünel havalandırma sistemi Tünel içinde taģıtların egzoz emisyonu (gaz salınımı) ile oluģturdukları CO, NO, NO 2 gibi zehirli gazlar ile hidrokarbon gazları özel sensörler ile sürekli olarak ölçülmekte ve muhtelif kademelerde havalandırma sistemi vasıtası ile bu gazlar tünel dıģına taģınmaktadır. Havalandırma sistemi tünel içinde temiz hava temini için gerçekleģtirilebildiği gibi yangın sonucu oluģan dumanın tahliyesi de jet fanlar ile sağlanmaktadır. Yangın anında yangın bölgesindeki jetfanların çalıģmadığı kabulüne göre oluģan dumanın tahliyesi için gerekli jetfan sayısı belirlenerek sistem tasarımı yapılmaktadır. ġekil 7.20 : Tünel jetfanına ait Ģematik gösterim. 66

95 ġekil 7.20 ile gösterilen tünel jetfanları genellikle çiftler halinde kullanılırlar ve tünellerin tavanlarına ya da yan yüzeylerine monte edilirler. Tünel fanlarının çalıģması esnasında uyması gereken bazı standartlar vardır. Bu standartlar NFPA (National Fire Protection Agency) tarafından konulmuģ yangın standartları olup, yangın ve günlük Ģartlarda tünel havalandırması bakımından sağlaması gereken koģulları belirtir. Tünelde N itme kapasitesinde, 37 kw gücünde, normal koģullarda kullanım ve yangın dumanı tahliyesi için jet fanlar boylamsal olarak çiftli gruplar halinde toplam 24 adet konumlandırılmıģtır. Her iki tünel tüpünde 2 takım olacak Ģekilde toplam 4 takım tünel içi hava kirliliği izleme sensörleri (CO-NO-VIS) kullanılmaktadır Tünel aydınlatma sistemi Tünel aydınlatma sistemleri, gün ıģığına adapte olmuģ insan gözünü daha karanlık bölgeye alıģtırarak, geçici körlüğü gidermek amacıyla tesis edilmiģtir. Tünel içinin dıģ ortama göre çok daha karanlık olması nedeniyle insan gözbebeğinin bu ortama uyum sağlamasını en uygun Ģekilde temin edilmesi için çok özel hesaplamalar ve kablolama teknikleri ile tünel giriģi ve içi aydınlatma sistemi dizayn edilmiģtir. Bu sistemde tünel dıģı ve giriģindeki mevcut aydınlık seviyeleri özel parlaklık ölçer cihazlarla izlenmekte ve buna en uygun aydınlatma düzeyi sistem tarafından otomatik olarak tespit edilerek devreye alınmaktadır. Bu sayede tünele giren sürücülerin daha az ıģığa adapte olmaları ile tünelden çıkan sürücülerin gözlerinin aģırı ıģıktan kamaģması önlenerek, muhtemel trafik kazalarının önüne geçilmiģ olmakta ve yüksek kullanıcı konforu sağlanmaktadır. 400W, 250W, 150W, 100W güçlerinde tünel içi aydınlatma armatürü olarak yüksek basınçlı sodyum buharlı lambalar kullanılarak tünel giriģ bölgesi zıt ıģınlı, iç bölge ise simetrik yapıda aydınlatılmıģtır. Tünel giriģ portallerinde ve giriģ kısımlarında toplam 4 adet lüminansmetre kullanılmıģtır. Tünel tasarımı CIE-88 eğrisine uyumlu olarak kademeli aydınlatılmaktadır. CIE a göre bir karayolu tünelinde uygun aydınlatma sisteminin oluģturulabilmesi, tünel dıģı parıltı düzeyine ve sürücünün tünel içine adaptasyonuna bağlıdır. Bu planlama çerçevesinde, tünel aydınlatma sistemi, 5 anahtar bölgeye ayrılmıģtır. 67

96 ġekil 7.21 : Simetrik tünel aydınlatması [35]. Tünel içinde, yol üzerindeki bir cisim ve arka planı arasındaki yüksek aydınlatma kontrastının sağlanması, sürücü için cisim üzerinde daha yüksek görüģ kabiliyeti verir. Dolayısıyla tünel içinde gereken parıltı değeri azalır. Parıltı kontrastı cisimlerin yansıtma özelliklerine, yol yüzeyi ve tünel duvarlarına ve kullanılan aydınlatma sisteminin tipine bağlıdır. Bunlardan biri, yol aydınlatmalarında da sıkça kullanılan simetrik armatürlerle yapılan aydınlatma, diğeri de asimetrik armatür ıģık dağılımı ile sağlanan aydınlatmadır. Simetrik aydınlatmanın Boyuna ve Enine, asimetrik aydınlatmanın da Zıt Yönlü ve EĢ Yönlü olmak üzere ikiģer çeģitleri vardır Enine aydınlatma Bu sistemde ıģık, tünelin eksenine dik olarak yönlenir. Enine aydınlatmanın en bilinen örneği, tüp Ģeklindeki flüoresanların bant Ģeklinde yerleģimiyle elde edilmiģ sistem olup alçak basınçlı sodyum buharlı lambaların kullanımı da uygundur. Sistemin avantajları; iyi görsel kılavuzlama, minimum kamaģma, ıģığın araçların arasına girmesi ve kolay anahtarlama ve kontrol mekanizmasıdır. Dezavantajları ise; armatür araları mesafenin azalması ile armatür adetinde artıģ, titreģim etkisini engellemek için ekstra dikkat sarfedilmesidir [37] Boyuna aydınlatma IĢık, tünel eksenine paralel olacak Ģekilde yönlenir ve aydınlatma daha çok ıģık saçar. Yüksek verim, ara mesafenin artmasına bağlı olarak armatür sayısındaki azalma sistemin avantajları arasındadır. Dezavantajlar olarak ise; gölgeler, duvardaki 68

97 parıltının değiģken ve düzgünsüz olması, gece aydınlatmasında çift lambalı armatürlerin kullanılması sayılabilir [37] Zıt-Yönlü aydınlatma Yüksek yol yüzeyi parıltısı (L) üreten bir aydınlatma sistemi ve düģük düģey aydınlık düzeyi, yoldaki çoğu cisimler için yüksek karģıtlık değeri verir. Zira bu durumda tüm sistemin karģıtlık kalite parametresi K (yol parıltısının cisimlerin düģey aydınlık düzeylerine oranı) büyük olmaktadır. Böyle bir sistem asimetrik dar açılı armatürlerde yüksek güçlü lambalar kullanılarak ıģınların sürücü istikametine zıt yönde yönlendirilmesi ile elde edilir [35]. ġekil 7.22 : Zıt ıģınlı tünel aydınlatması [35]. Bu sistem "Zıt Yönlü Aydınlatma (Counter Beam Lighting)" olarak isimlendirilir. Bu sistemde yoldaki cisimler negatif kontrastta görülür. Sistemin ana avantajı, zıt yönlü ıģık ile yol üzerinde kamaģma olmaksızın maksimum aydınlanma sağlanmasıdır. Thorn a ait kataloğa göre (2004) dezavantajları ise, tünel giriģinin daha karanlık olması (sürücülerin kendilerini güvensiz bir ortama girecek Ģekilde hissetmelerine neden olur), büyük araçların kendilerinden daha küçük araçların üzerine düģen gölgeleri ve karanlık veya değiģken aydınlıktaki duvarlardır EĢ Yönlü aydınlatma Bu tip sistemde, cismin üzerine düģen ıģık trafik ile aynı doğrultudadır. Genel olarak çıkıģları görülebilir olan tünellerde, çıkıģ bölgesindeki pozitif kontrast gereksinimini karģılamak için kullanılabilir. 69

98 Çift yönlü trafiğe hizmet veren tünellerde çıkıģ bölgesinde kullanılan eģ-yönlü aydınlatma, aynı zamanda karģı yönden akan trafik için giriģ bölgesindeki zıt-yönlü aydınlatma görevini görür (Thorn, 2004) Sistem tasarımı Armatürler çeģitli dıģ koģullara dayanımlarına göre IPxx Ģeklinde koruma sınıflarına ayrılırlar. IEC nin 529 ve 598 no lu standartları bu konuyla ilgilidir. 529 no lu standart armatürün katı maddelere karģı koruma sınıfını belirtir ve IP koruma kodunun ilk rakamı ile ifade edilir. Ulusal Aydınlatma Komitesinin 598 no lu yayınına göre ise koruma sınıfları asgari IP65 olarak seçilmelidir. ġekil 7.23 : Tünel aydınlatma bölgeleri. Aydınlatma sistemi açısından göz adaptasyonu ve objelerin algılanabilirliğinin sağlanması için CIE-88 e göre (1990) tüneller ġekil 7.23 de gösterildiği gibi 5 ayrı bölgeye ayrılarak değerlendirilmektedir; YaklaĢım Bölgesi EĢik Bölgesi GeçiĢ Bölgesi Ġç Bölge ÇıkıĢ Bölgesi 70

99 Her bölgenin kendine özgü aydınlatma parametreleri ve aydınlatma düzeni vardır. Her bölgenin parıltı seviyesi birbirinden farklıdır. Parıltı, yüzeyin belirli bir noktasına ve bakılan doğrultuya bağlıdır. Yüzeyin her noktasındaki parıltının eģit olduğu varsayılırsa, herhangi bir doğrultudaki parıltı, o doğrultudan görülen birim yüzeyden çıkan ıģık Ģiddetidir (Aydınlatma Tekniği). L harfi ile ifade edilir ve birimi cd/m 2 dir YaklaĢım bölgesi ġekil 7.23 te A ile belirtilen kısım tünel aydınlatma sisteminde yaklaģım bölgesi olarak tanımlanmıģtır ve tünel giriģinin hemen öncesinde yer alan bölümdür. Bu bölgeden itibaren sürücülerin tünel giriģinde yer alması muhtemel objeleri görebilmesi ve tünele giriģlerinde hızlarını düģürmeden yola devam edebilmelerini sağlamalıdır. Tünel giriģinden güvenli duruģ mesafesi kadar uzaklıkta 20 derecelik konik görüģ alanında olan gökyüzü, yol, çevre ve yaklaģım bölgesi parıltısı gibi faktörler ile L 20 değeri elde edilebilir. ġekil 7.24 : CIE göz adaptasyon eğrisi. 71

100 GiriĢ bölgesindeki sürücünün adaptasyon süreci, bir sonraki bölge olan eģik bölgesinin aydınlatma düzeyine kadar bitmiģ olacaktır. CIE ye göre görsel adaptasyon hesabı için L 20 methodu bir yöntem olarak kullanılmaktadır. L 20 methodunda çevre, gökyüzü ve yolun 20 derecelik görsel koni içerisinde kapladığı alan ve orana göre hesaplama yapılır. 20 derecelik koninin merkezi yolun tam ortasına ve giriģ bölgesinin baģlangıcına gelecek Ģekilde düģünülmektedir. Bu yaklaģım giriģ bölgesindeki fren mesafesine göre yapılmaktadır. Fren mesafesi, belirli bir hız ile yol almakta olan bir aracın, bir tehlike anında durdurulabildiği mesafedir. Benzer Ģekilde, tünel aydınlatma tekniğinde fren mesafesi, tünel aydınlatma tasarım hızı ile tünel sınırları içinde ilerleyen bir sürücünün, bir tehlike halinde aracını durdurabileceği toplam yol uzunluğudur. Her bir tünel aydınlatma tasarım hızı değeri (km/saat), farklı bir fren mesafesi değerine karģılık gelir. Fren mesafesi klasik anlamda Ģu iki farklı uzunluğun toplamıdır [39]: a) Sürücünün bir tehlikeyi gördüğü andan, fren pedalına bastığı an a kadar geçen tepki süresi nde (t o ) aracın gittiği toplam yol uzunluğu (metre). b) Sürücünün frene bastığı andan, aracı durdurulabildiği an a (u=0) kadar geçen frenli süre de aracın gittiği toplam yol uzunluğu (metre). Fren Mesafesi = u. t 0 + u2 2.g.(f±s) (7.1) Burada; t o : Sürücü tepki süresi (saniye) u: Aracın fren öncesi hızı (m/sn) g: 9,81 m/sn 2 f: Yol ile lastikler arasındaki sürtünme katsayısı s ise + veya yönde yokuģ aģağı veya yokuģ yukarı yol eğimleridir. f in sabit olduğu varsayılan formülde, toplanan iki ifade, sırasıyla yukarıdaki a ve b Ģıklarının karģılığıdır. Formüldeki f değerleri, araç hızı ve sürtünme katsayısı iliģkisini gösteren ġekil 1 deki diyagramdan bulunur. to, insan ; f ise araç Ģartlarına bağımlı parametrelerdir. Her insan için farklı olmakla birlikte, t o, genellikle 0,5 sn. 1 sn. arasındadır. 72

101 ġekil 7.25 : Araç hızı ve sürtünme katsayısı iliģkisi [39]. ġekil 7.26 : DIN Fren mesafesi diyagramı. YaklaĢma bölgesi pırıltısıyla ilgili farklı yönetmeliklerin çeģitli yaklaģımları mevcuttur. En yüksek parıltı düzeyi olarak; Ġngiliz Yönetmeliği nde (BS 5489: Part 7/1971) güneģli bir gündeki 2000 cd/m 2, Alman Yönetmeliği nde (DIN 67524/1972) 6500 cd/m 2, Ġsviçre Yönetmeliği nde ise çevresinde yapılaģma olan bölgeler için cd/m 2, görüģ alanının büyük kısmının gökyüzü tarafından kaplandığı açık arazilerde cd/m 2, değerlerinin temel alınmasının uygun olacağı belirtilmiģtir. 73

102 EĢik bölgesi ġekil de B ile belirtilen kısım tünel aydınlatma sisteminde eģik bölgesi olarak tanımlanmıģtır ve tünel yaklaģım bölgesi bitiminden, diğer bir deyiģle tünel giriģi, baģlayıp geçiģ bölgesine kadar devam eden bölümdür. EĢik bölgesi iki kısımdan oluģmaktadır. Ġlk kısımın lüminans değeri (lux), ikinci kısıma doğru ilerledikçe mesafe ile doğru orantılı olarak giriģ bölgesi parıltı seviyesinin %40 mertebesine iner. EĢik bölgesinin toplam uzunluğu en az durma mesafesine eģit olmalı ve bu mesafenin ilk yarısında da L th parıltı seviyesi sağlanmalıdır. Durma mesafesinin yarısından sonra aydınlatma seviyesi yavaģ, kademeli ve lineer bir Ģekilde 0,4 L th değerine kadar azaltılmalıdır. EĢik bölgesi parıltısı (L th ), yaklaģma bölgesi parıltısı, seçilen karģıtlık parametresi ve fren mesafesine bağlı bir fonksiyondur GeçiĢ bölgesi GeçiĢ Bölgesi uzunluğu, izin verilen trafik hızına, giriģ bölgesi ve iç bölge parıltı seviyelerine bağlıdır. Parıltı seviyesi, insan gözünün fizyolojik yapısına uygun, görüģ adaptasyonunu sağlayacak Ģekilde azalarak geçiģ bölgesi baģlangıcından 1/3 oranında azalarak iç bölge parıltı seviyelerine inmektedir. Uzun adaptasyon deneyleri sonucunda geçiģ bölgesi parıltısı (L tr ) Ģu Ģekilde formülize edilmiģtir; L tr = L t. 1,9 + t 1,4 (7.2) Burada; L tr : GeçiĢ bölgesi parıltısı (cd/m 2 ) L th : EĢik bölgesi parıltısı (cd/m 2 ) t:eģik bölgesinin bitiminden itibaren tünelde geçen süre (saniye) Ġç bölge Ġç bölge, geçiģ bölgesi ile çıkıģ bölgesi arasında kalan kesimdir. Ġç bölge parıltı seviyesi trafik yoğunluğu ve hıza bağlıdır. Ġç bölge boyunca parıltı seviyesi sabittir. Çizelge 7.3, iç bölgenin parıltı seviyelerini trafik yoğunluğuna ve Ģehire olan uzaklığına göre maksimum ve minimum olarak göstermektedir. 74

103 Çizelge 7.3 : Ġç bölge parıltı değerleri [35]. İÇ BÖLGE PARILTI DEĞERLERİ Minimum *cd/m²+ Maksimum *cd/m²+ Şehir İçi Düşük Yoğunluklu Trafik 1,5 3 Düşük Hız (<70 km/saat) Şehir İçi Yüksek Yoğunluklu Trafik Yüksek Hız (>70 km/saat) Otoyol Şehir Merkezi ÇıkıĢ bölgesi Gözün tekrar gün ıģığına adapte edildiği çıkıģa yakın bölümdür. ÇıkıĢ portalından durma mesafesi kadar geriden baģlar ve çıkıģ portalında biter. Parıltı seviyesi, iç bölge parıltı seviyesinin 5 katına kadar doğrusal olarak artar. Göz açısından düģük parıltı düzeyinden yüksek parıltı düzeyine geçiģi (aydınlık adaptasyonu) çok hızlı olduğundan tünel çıkıģındaki aydınlatma koģulları tünel giriģine göre çok daha elveriģlidir ve aydınlatmanın teknik olarak adaptasyonu giriģ bölgesine nazaran daha kolaydır Gece aydınlatması Thorn (2004) e göre, gözün düģük parıltılara adaptasyonu yüksek parıltılara adaptasyonundan daha yavaģ gerçekleģtiğinden trafiği az, belli bir hız sınırlaması olan çok uzun tünellerde bile gece aydınlatmasında bütün tünel boyunca 3 ila 5 cd/m 2 lik bir parıltı düzeyi sağlanmalıdır. Tünel içindeki parıltı düzeyinin dıģtaki yol parıltı düzeyine oranı 3/1 den büyük olmadığı sürece hiçbir güçlük ortaya çıkmaz. Eğer tünelde gündüz aydınlatması, gece aydınlatması için de kullanılır ise bu koģul sağlanamaz. ÇıkıĢ yolları aydınlatılmamıģsa, yaklaģık 10 saniyelik gidiģ mesafesi boyunca ( m.) uygun Ģekilde yol aydınlatması yapılarak bir geçiģ bölgesi yaratılmalıdır. Ayrıca gündüz saatlerinde tünel giriģinde yüksek aydınlık düzeyi sağlayan lambalar da devre dıģı bırakılmalıdır (Onaygil, 1990). 75

104 76

105 8. HARMONĠK FĠLTRE TASARIM VE UYGULAMASI Harmonik filtreler her bir proje veya tesis için özel düģünülmesi ve boyutlandırılması gereken bir tasarımı içermektedir. Her tesisin güç veya yük karakteristikleri farklı olduğundan harmonik bileģenlere ait özellikler de farklı olacaktır. Sonuçta her bir tesisin ayrı ayrı tasarım nitelikleri bulunmaktadır. Bu nedenle harmonik filtre tasarımında aģağıdaki bilgilere ihtiyaç vardır [6,8]: 1) Sorun yaratan yükün meydana getirdiği harmonik akımların frekans ve genlikleri, 2) Çevredeki yükler ile güç sisteminin eģdeğer devresinde göz önüne alınacak en etkili harmoniğe kadar devrenin empedans değiģimi 3) ġebekenin çeģitli noktalarındaki ve iģletmelerin besleme noktasında izin verilen harmonik distorsiyon derecesi, 4) Tesiste bulunan ve planlanan güç kondansatörleri, 5) Diğer kaynakların sebep olduğu harmonik distorsiyon derecesi, 6) Tasarım yapılacak filtrenin çalıģacağı gerilim, frekans ve sıcaklık değerleri, 7) Filtrenin, harmonik oluģturan yüklere en yakın noktada konumlandırılması. Filtrelerin tasarlanmasındaki temel yaklaģım Ģu Ģekilde özetlenebilir: 1) Filtre edilecek harmonik akımlarının büyüklükleri saptanır. 2) Temel frekansta reaktif güç gereksinimini ve harmonik akımlarının anma değerlerini esas alan bir kondansatör anma değeri saptanır. Bunun için varolan bir kondansatör ünitesi de yeterli olabilir. 3) Ġstenen ayarı sağlayacak endüktans değeri saptanır. Bu endüktansın anma değeri, hem temel akım bileģenini hem de filtredeki harmonik akımlarını esas almalıdır. 4) Kondansatör ve endüktans değerlerindeki toleransların etkisini de içeren filtre cevabı kontrol edilir. 77

106 8.1 Sarıyer ÇayırbaĢı Karayolu Tüneli Harmonik Filtre Tasarımı Genel tünel bilgileri Sarıyer ÇayırbaĢı karayolu tüneli her bir tüpte iki Ģerit ve emniyet Ģeridi olmak üzere 2 tüp olarak tasarlanmıģtır. Uzunluğu 2010 metredir. Tünelin hangi parametre ve kabullere göre yapıldığı Çizelge 8.1 de belirtilmiģtir. Ġki tüp de EDB_001 ve EDB_002 de yer alan 1000 kva görünür gücünde transformatör tarafından radyal beslenmektedir. Elektrik sistemi %100 yedekli tasarlandığından transfer panosuna bağlı 1100 kva görünür gücünde generatör de sistemde yer almaktadır. Transfer panosuna bağlı Ana Dağıtım Panosu (ADP_001), yedekler de hesaba katılacak Ģekilde kendisine bağlı bulunan; Jetfan Panosu, Aydınlatma Panosu, Trafik Panosu, Su Deposu Panosu, Ġç Ġhtiyaç Panosunu besleyecek Ģekilde tasarlanmıģtır. Ayrıca tünelin yer aldığı konumdaki dıģ parıltı seviyesine göre zamanla değiģebilen aydınlatma kademeleri ġekil 8.1 de belirtildiği gibi boyutlandırılmıģtır. Çizelge 8.1 : Tünel tasarım parametreleri [36]. Sarıyer-Çayırbaşı Karayolu Tüneli Tasarım Parametreleri Yolda Müsaade Edilen Hız 70 km/saat Fren Mesafesi 80 metre Dış Bölge Parıltısı 2800 cd/m² Yol Kaplaması beton sınıfı L3, q0= (0.07 cd/m²) /lx Tünel içi Duvar Kaplaması Açık gri beton yüzey Bakım Faktörü 70% ġekil 8.1 : Aydınlatma kademelerinin dıģ parıltı seviyesine göre tasarımı [36]. 78

107 8.1.2 Tünel verileri Sarıyer ÇayırbaĢı karayolu tüneli elektrik sistemi genel olarak ÇayırbaĢı ve Sarıyer olmak üzere birbirinden bağımsız iki bölgeden radyal olarak beslenmektedir ve ÇayırbaĢı Elektrik Dağıtım Binası nda (EDB_001) yer alan tüm güç sistem elemanları ve yük karakteristikleri Sarıyer Elektrik Dağıtım Binası nda (EDB_002) aynı Ģekilde yer almaktadır. Bu sayede ÇayırbaĢı kısmı için yapılacak yöntem ve hesaplamalar Sarıyer kısmı için de geçerli olacaktır ve ilgili tüm filtre boyutlandırmaları da teknik olarak incelenecektir. Yapılan inceleme sonucunda sistemde var olan harmoniklerin elimine edilmesi için uygun değerlerde devre elemanları yardımıyla filtre tasarlanacaktır. Elektrik sisteminin yük karakteristiğini önemli ölçüde değiģtirebilen ve sürekli devrede olan sistem tünel aydınlatma sistemidir. Sürekli çalıģmada yükün büyük bir kısmını aydınlatma sistemi oluģtururken, yangın durumunda tünel havalandırma sistemine bağlı jetfanların devreye girmesiyle elektriksel yükün büyük bir kısmını jetfan sistemi oluģturmaktadır. Çizelge 8.3 deki ölçüm değerlerinden de görüleceği gibi, sistemde ağırlıklı olarak 3.harmonik akımları bulunmaktadır çünkü bir fazlı tünel aydınlatma armatürleri elektriksel yük karakteristiği olarak baskındır ve sürekli devrede yer almaktadır Tek ayarlı pasif filtre tasarımı Ġlk olarak, harmonik filtre tasarımında filtre bileģenlerinin direnç, endüktans ve kondansatör olduğu pasif filtre boyutlandırılması yapılacaktır. Genel anlamda pasif filtreleme yapılırken düģük harmonik dereceleri için tek ayarlı filtreler kullanılmaktadır. Çizelge 8.3 deki ölçüm değerleri düģük mertebeli harmoniklerin sistemde yer aldığını gösterdiğinden ilk olarak tek ayarlı pasif filtre tasarımı yapılacaktır. Pasif filtre tasarımında dikkat edilmesi gereken önemli bir husus, tesiste yer alan sürekli çalıģan elektriksel yüklerin tespitidir. Ġlk olarak, filtre tasarımının uygulandığı üç fazlı elektrik sistemi dengeli kabul edilmiģtir. Sistemde sürekli yer alan elektriksel yükler tespit edildikten sonra tek ayarlı filtre tasarımına geçilebilir. Diğer senaryo ise, örneğin sadece yangın anında veya temiz hava temini için devreye giren ve sürekli çalıģma özelliği göstermeyen havalandırma sisteminin, jetfanların, tasarımda 79

108 hesaba katılmasıdır. Sistemde jetfanlar çalıģmadığında tek ayarlı filtre kolu sürekli devrede kalacağından bu kol enerji kaybına yol açabileceği gibi, bu koldaki kondansatör değeri sabit olduğundan aģırı kompanzasyon gibi dezavantajları da ortaya çıkaracaktır. Bu yüzden tek ayarlı pasif filtre tasarımında, tünel elektrik sisteminde elektriksel yük anlamında büyük bir yere sahip aydınlatma sisteminin referans alınması yerinde olacaktır. Bu amaçla EDB_001 de yer alan 1000 kva görünür gücündeki transformatöre bağlı ana dağıtım panosundaki (ADP_001) enerji analizöründen 1 haftalık veriler toplanmıģtır. Elektriksel yüklerin genel anlamda değiģken olmaması ve transformatörün sadece tünel elektrik sistemine ait olması nedeniyle 1 haftalık ölçümün filtre tasarımında yeterli olacağı görülmüģtür. Çizelge 8.2 : Pano elektriksel ölçüm verileri. ADP_001 ÇAYIRBAŞI ELEKTRİK DAĞITIM BİNASI ANA DAĞITIM PANOSU ÖLÇÜM VERİLERİ V U I Güç P Q S Faz Faz - nötr Faz - Faz Faktörü Amper kw kvar kva gerilimi (Volt) gerilimi (Volt) cos φ L ,734 L1 I₁ I₃ I₅ I₇ I₉ I₁₁ THDı % Akım [A] 123,12 23,74 16,52 14,96 2,95 2,09 26,61 L1 V₁ V₃ V₅ V₇ V₉ V₁₁ THDv % Gerilim (%) 100 0,11 1,24 1,17 0 0,14 1,7 Çizelge 8.3 : Ana dağıtım panosu ölçülen akım verileri. Harmonik Derecesi ADP_001 Akım *A+ I n / I ₁ (%) 1 123,12 % ,74 %19, ,52 %13, ,96 %12,15 9 2,95 %2,4 11 2,09 %1,7 Yapılan ölçümlerden elde edilen veriler doğrultusunda, değiģen dıģ parıltı düzeyine göre tünel aydınlatma sisteminin cevap verdiği görülmüģtür. Çünkü aydınlatma kontrol ünitesi (Aydınlatma PLC) lüminansmetrenin ölçtüğü dıģ bölge parıltı seviyesi değerine göre tünel içindeki aydınlatma kademelerini devreye sokup çıkartmaktadır. Bu kademelendirme, Otomatik yani tamamen lüminansmetrenin kontrolünde 80

109 okunan ve iģlenen değerlerin neticesinde bilgisayar kontrolünde gerçekleģebileceği gibi, Lokal konumda iken aydınlatma panosu üzerindeki start-stop butonları ile ilgili armatür grup ve kademelerinin kontaktörlerinin devreye alınıp çıkarılabilmesi de mümkündür. %100 Kademe 1 kademesinde yapılan ölçüm verilerine göre dıģ bölge parıltısının cd/m 2 arasında değiģtiği ve 6 12 Ağustos 2012 tarihlerinde saat 8:40-18:00 saatleri arasında gerçekleģtiği görülmüģtür. Tesisin kompanzasyon sistemine iliģkin olarak, Elektrik Piyasası MüĢteri Hizmetleri Yönetmeliği nin 16. Madde 5.fıkrası gereği, kurulu gücü 50 kva nın altında olanlar, çektikleri aktif enerji miktarının %33 ünü aģan Ģekilde endüktif reaktif enerji tüketmeleri veya aktif enerji miktarının %20 sini aģan Ģekilde kapasitif reaktif enerji tüketmeleri halinde; kurulucu gücü 50 kva ve üstünde olanlar ise, çektikleri aktif enerji miktarının %20 sini aģan Ģekilde endüktif reaktif enerji tüketmeleri veya aktif enerji miktarının %15 ini aģan Ģekilde sisteme kapasitif reaktif enerji vermeleri halinde, reaktif enerji tüketim bedeli ödemekle yükümlüdür. Ġlk olarak, Türkiye de Elektrik Dağıtımı ve Perakende SatıĢına ĠliĢkin Hizmet Kalitesi Yönetmeliği ne göre akım harmonikleri için maksimum yük akımına göre sınır değerler belirlenmelidir. Burada I sc, sisteme iliģkin kısa devre akımını, I L ise, yük akımını ifade etmektedir. Bu yüzden öncelikle sistemin kısa devre akımının belirlenmesi bunun için de ilk olarak sistemin eģdeğer empedans modelinin çıkartılması gereklidir. Sistemin eģdeğer empedans modeli ġekil 8.2 ile gösterilmiģtir. ġekil 8.2 : Elektrik sisteminin Ģematik gösterimi. 81

110 Böyle bir sistemde olası rezonans problemlerinden biri paralel rezonans olayıdır. Çünkü nonlineer yüklerin ürettiği harmonik frekanslarından birinde, kondansatör ile sistemin toplam endüktansı arasında paralel rezonans oluģabilir. Elektrik sisteminin kısa devre akımını hesaplayabilmek için sisteme ait eģdeğer empedans değeri bulunmalıdır. EĢdeğer empedans değeri, devrede yer alan tüm elemanların empedanslarının toplamına eģittir. ġebeke empedansını hesaplayabilmek için öncelikle TEDAġ dan alınan Ģebekeye ait baģlangıç kısa devre gücü 410 MVA değeri kullanılarak denklem (8.1) ifadesinden Ģebeke empedans değeri bulunur. Z og /0,4 = 1,1. U2 S k " (8.1) Z og /0,4 = 1,1. 0, = 0, Ω (8.2) 1000 kva görünür güçteki transformatöre ait eģdeğer empendans ifadesi de denklem (8.3) ile hesaplanmıģtır. Z tr /0,4 = u k 100. U2 S tr (8.3) Z tr /0,4 = 6. 0,42 = 0,0096 Ω (8.4) Sistemde yer alan kablonun eģdeğer empendansını hesaplayabilmek için Nexans ın kablo kataloğundaki ilgili kabloya ait km baģına direnç ve reaktans değerleri alınmıģtır. Denklem (8.5) ve (8.6) ile belirtilen ifadelere göre kablo empedansı denklem (8.11) ile hesaplanmıģtır. R kablo = 0,0754 Ω km = 0, Ω/m (8.5) X kablo = 0,079 Ω km = 0, Ω/m (8.6) l = 20 m. (8.7) Z kablo = (R kablo. l) 2 +(X kablo. l) 2 (8.8) Z kablo /0,4 = (0, ) 2 +(0, ) 2 = 0, mω (8.9) Z eş = Z og /0,4 + Z tr /0,4 + Z kablo /0,4 (8.10) 82

111 Z eş = 0, , , = 0, Ω (8.11) ġekil 8.3 : Kısa devre modeli. Denklem (8.11) ile eģdeğer empedans değeri ve ġekil 8.3 ile kısa devre modeli belirtilen sistemin 0,4 kv tarafına indirgenmiģ eģdeğer devre empedans değeri hesaplandıktan sonra Çizelge 8.4 e göre kısa devre akımı için ilgili belirlenen katsayı bulunarak kısa devre akımı hesaplanmıģtır. Çizelge 8.4 : IEC a göre simetrik kısa devre akımı için belirlenen katsayılar. IEC Standardına göre, alçak gerilim (AG) tesislerinde hesaplanacak üç fazlı simetrik kısa devre akımı için kullanılacak formül denklem (8.12) ile ifade edilmiģtir. I sc = I k " = 1,05. I k " = 1, , U n 3.Z eş (8.12) = A = 23,66 ka (8.13) I L = 126 A (8.14) I k " = I L 126 = 187 (8.15) 83

112 Çizelge 8.5 : Sistemin karģılık düģtüğü aralık. Tek Harmonikler I SC /I L <11 11 h<17 17 h<23 23 h<35 35 h TTB 100< Sonuçta, kısa devre akımının yük akımına oranı 187 olarak hesaplanmıģtır. Çizelge 7.8 den ilgili satıra bakıldığında tünel elektrik sisteminin ve 7. akım harmoniklerinin sınır değerin üzerinde olduğu görülmektedir. Dolayısıyla tek ayarlı pasif filtrenin kolları 3, 5 ve 7. harmonikleri standarda uygun değerlere getirecek nitelikte olmalıdır. Sonraki aģama, referans alınan harmonik sınır değerlerine göre harmonik filtre tasarımını yapmayı amaçlamaktadır. Ġlk olarak filtreler temel frekansta reaktif güç kompanzasyonunda kullanıldığından sistemde ihtiyaç duyulan gerekli reaktif güç ihtiyacı denklem (8.16) ile belirlenir. Sistemin güç faktörü değerini 0,734 den 0,98 e getirecek reaktif güç ihtiyacı denklem (8.19) ile hesaplanmıģtır. Q c = P. (tanφ 1 tanφ 2 ) (8.16) cos φ 1 = 0,734 φ 1 = 42,7 (8.17) cos φ 2 = 0,98 φ 2 = 11,47 (8.18) Sistemde ihtiyaç duyulan reaktif güç miktarı yaklaģık olarak 60 kvar dır. Buradan ihtiyaç duyulan reaktif gücü karģılayacak kapasitif reaktans değeri denklem (8.21) ile bulunur. Q c = tan 42,7 tan 11,47 60 kvar (8.19) Q c = ω. C. U 2 (8.20) Q c = U2 X c (8.21) X c = 4002 = 2,67 Ω (8.22) C= = 0, = 1, mf (8.23) 2π

113 Hesaplanan kondansatör değeri sonraki aģamada tek ayarlı pasif filtrede kullanacağımız Ģönt filtre adedine göre bölünerek paralel koldaki kondansatör kapasitesi değeri denklem (8.24) ile bulunur. C k = C n = 0, = 0, = 0, mf (8.24) Q= L C R = X Lr R = X Cr R (8.25) Filtredeki R direnç değeri çok küçük seçildiği durumda Q kalite faktörünün değeri çok büyük olacağından daha hassas bir filtreleme sağlanabilecektir. Kalite faktörü (Ayar Keskinliği) arasında değiģir. Genellikle seçilen bir değer olduğundan bu tasarımda Q kalite faktörü 100 alınmıģtır. Tek ayarlı pasif filtrenin her bir harmonik frekansı için tasarlanan devre elemanlarının hesabı da yapılarak devre MATLAB Simulink programında çalıģtırılmıģtır ve 7. harmonikler için oluģturulan devre elemanlarının değerleri aģağıda verilmiģtir. Öncelikle rezonans reaktans değeri hesaplanmıģ, bulunan rezonans reaktans değeri, seçilen kalite faktörüne oranlanarak direnç değeri bulunmuģtur. Son olarak, rezonans reaktans değerinden ilgili filtre kolunda hesaba katılacak endüktans değeri hesaplanarak devre elemanları hesabı tamamlanmıģ olur. 3.harmonik için Direnç (R) ve Endüktans (L) değerleri denklem (8.26) ve (8.28) ile hesaplanmıģtır. X R3 = 1 3.ω.C k = 1 3.2π.50.(0, x10 3 ) = 2,6669 Ω (8.26) R 3 = X R3 = 2,6669 = 0,02669 Ω (8.27) Q 100 L 3 = X R3 = 2,6669 = 2,82942 mh (8.28) 3.ω 3.2π.50 5.harmonik için Direnç (R) ve Endüktans (L) değerleri denklem (8.30) ve (8.31) ile hesaplanmıģtır. X R5 = 1 5.ω.C k = 1 5.2π.50.(0, x10 3 ) = 1,600 Ω (8.29) R 5 = X R 5 = 1,600 = 0,01600 Ω (8.30) Q 100 L 5 = X R 5 = 1,600 = 1,01859 mh (8.31) 5.ω 5.2π.50 85

114 7.harmonik için Direnç (R) ve Endüktans (L) değerleri denklem (8.33) ve (8.34) ile hesaplanmıģtır. X R7 = 1 7.ω.C k = 1 7.2π.50.(0, x10 3 ) = 1,14285 Ω (8.32) R 7 = X R7 = 1,14285 = 0, Ω (8.33) Q 100 L 7 = X R7 = 1,14285 = 0,51969 mh (8.34) 7.ω 7.2π.50 Tek ayarlı pasif filtre parametreleri belirlenmiģtir. Belirlenen değerler Simulink programında ġekil 8.4 ile gösterilen modele uygulanmıģtır. Filtrenin uygulandığı model ġekil 8.5 ile gösterilmiģtir. Filtre tasarımının uygulandığı üç fazlı elektrik sistemi dengeli kabul edilmiģtir. ġekil 8.8 ve ġekil 8.9 dan anlaģılabileceği gibi sistemde gerilim harmonikleri yer almamakta ancak akım harmoniklerinin ġekil 8.6 da gözle görülebilir düzeyde olduğu görülebilmektedir. Filtre uygulandıktan sonraki akıma iliģkin dalga Ģekli ġekil 8.7 ile gösterilmiģtir. Sistemde yer alan harmoniklerin tek ayarlı pasif filtreler sayesinde optimum düzeyde elimine edildiği görülmektedir. ġekil 8.11 de gösterildiği gibi, filtre öncesi FFT analizine göre THD değeri % 17,13 iken ġekil 8.14 ile gösterilen filtre sonrası FFT analizine göre THD değeri % 4,70 değerine düģerek sınır değerin altında kalmıģtır. Uygulanan pasif filtreye ait Ģematik gösterim ġekil 8.17 ve ġekil 8.18 de belirtilmiģtir. 86

115 ġekil 8.4 : Tünel elektrik sisteminin simulink modeli. 87

116 ġekil 8.5 : Üç fazlı dengeli elektrik sisteminin pasif filtreli simulink modeli. 88

117 ġekil 8.6 : Pasif filtre öncesi akıma ait dalga Ģekli. ġekil 8.7 : Pasif filtre sonrası akıma ait dalga Ģekli. 89

118 ġekil 8.8 : Pasif filtre öncesi gerilime ait dalga Ģekli. ġekil 8.9 : Pasif filtre sonrası gerilime ait dalga Ģekli. 90

119 ġekil 8.10 : Pasif filtre öncesi sistemin FFT analizi. ġekil 8.11 : Pasif filtre öncesi sistemin normalize edilmiģ FFT analizi. ġekil 8.12 : FFT analizine göre frekans bazında veriler. 91

120 ġekil 8.13 : Pasif filtre sonrası sistemin FFT analizi. ġekil 8.14 : Pasif filtre sonrası sistemin normalize edilmiģ FFT analizi. ġekil 8.15 : FFT analizine göre frekans bazında veriler. 92

121 ġekil 8.16 : Filtrenin empedans-frekans değiģim grafiği. Filtrenin empedans değiģimi frekansa bağlı olarak ġekil 8.16 da gösterilmiģtir. Buna göre, pasif filtrenin ayarlandığı harmonikleri elimine edeceği frekanslarda düģük empedans özelliği görülebilmektedir. Sisteme iliģkin filtre uygulandıktan sonra rezonans frekansı da denklem (8.57) ile hesaplanmıģtır. Rezonans frekansı hesabı için devre sisteminin direnç, kapasitif ve endüktif reaktans değerlerinin hesaplanması gerekmektedir. ġebekeye ait direnç ve reaktans değerlerinin 0,4 kv a indirgenmiģ değerleri denklem (8.40) ve (8.41) ile ifade edilmiģtir. Z og /0,4 = 1,1. 0, = 0, Ω (8.35) Z og = Z og /0,4. 34,52 = 3, Ω (8.36) 0,42 ġebekeye iliģkin reaktans direnç oranı olarak, Kocatepe (2003) de benzer özellikteki Ģebeke modelinde belirtilen değer alınarak hesaplamalar yapılmıģtır. Sonraki aģamada transformatöre ait değerler hesaplanacaktır. R şebeke = 34, X şebeke = 34, X şebeke R şebeke = 2,7 (8.37). cos [arc tan 2,7] = 1,10827 Ω (8.38). sin [arc tan 2,7] = 3, Ω (8.39) R şebeke /0,4 = R şebeke. 0,42 34,52 = 0, Ω (8.40) X şebeke /0,4 = X şebeke. 0,42 34,52 = 0, Ω (8.41) 93

122 Transformatör e ait direnç ve reaktans değerleri denklem (8.42) ve denklem (8.44) ile ifade edilmiģtir. Sonraki aģamada kabloya ait değerler hesaplanacaktır. u R = P kn. 100 = S n = % 1,2 (8.42) R tr /0,4 = 1,2. 0,42 = 0,00192 Ω (8.43) u X = u k 2 u R 2 = 6 2 1,2 2 = % 5,87 (8.44) X tr/0,4 = 5,87. 0,42 = 0, Ω (8.45) Kabloya ait direnç ve reaktans değerleri denklem (8.46) ve denklem (8.48) ile ifade edilmiģtir. Son olarak hesaplanan tüm direnç ve reaktans R kablo = 0,0754 Ω km = 0, Ω/m (8.46) R kablo /0,4 = R kablo. l = 0, = 0,001508Ω (8.47) X kablo = 0,079 Ω km = 0, Ω/m (8.48) X kablo /0,4 = X kablo. l = 0, = 0,00158 Ω (8.49) Ana Dağıtım Panosuna kadar olan sisteme ait direnç ve reaktans değerleri toplam olarak; R toplam = R şebeke /0,4 + R tr /0,4 + R kablo /0,4 (8.50) R toplam = 0, , , = 0, Ω (8.51) X toplam = X şebeke /0,4 + X tr/0,4 + X kablo /0,4 (8.52) X toplam = 0, , ,00158 = 0, Ω (8.53) L toplam = X toplam ω = 0, π.50 = 1,3188 mh (8.54) Rezonans frekansı, denklem (8.25) ile belirtilen C=1, mf, denklem (3.22) kullanılarak 107,5 Hz olarak hesaplanmıģtır. Yani filtre uygulandıktan sonra sistem 107,5 Hz de yani birçok nonlineer yükün karakteristiğinde olmayan 2. harmonikte rezonansa girmektedir. Filtre kullanılması durumunda rezonansın meydana geldiği harmonik derecesi de denklem (3.23) ile hesaplanarak 2,15 olarak bulunmuģtur. f r = 107,5 Hz (8.55) 94

123 ġekil 8.17 : Pasif filtreye ait Ģematik gösterim. ġekil 8.18 : Tesis edilecek pasif filtreye iliģkin parametreler. ġekil 8.19 : Sisteme entegre edilen pasif filtrenin eģdeğer devresi. Filtre kullanılmadan önce devrede 12 kademeli 5 kvar reaktif güçlerinde toplam 60 kvar lık kompanzasyon panosu yer almaktadır. Mevcut kompanzasyon sisteminin rezonansa gireceği harmonik mertebeleri irdelemek için denklem (8.56) her bir harmonik için ayrı ayrı hesaplanır. Q c = ( U n r ) 2. 1 (X Ltoplam /0,4 ) (8.56) 3. harmonik için rezonansa girilen reaktif güç değeri; Q c3 = ( 0,4 3 )2 1. (0, ) = 42,90 kvar (8.57) 95

124 5. harmonik için rezonansa girilen reaktif güç değeri; Q c5 = ( 0,4 5 )2 1. (0, ) 7. harmonik için rezonansa girilen reaktif güç değeri; Q c7 = ( 0,4 7 )2 1. (0, ) = 15,44 kvar (8.58) = 7,88 kvar (8.59) Yukarıda her bir harmonik değeri için rezonansa gelebilecek kompanzasyon değerleri belirlenmiģ olup kompanzasyon sisteminin bu kademelere gelmesi önlenecek Ģekilde tasarım yapılarak ilgili harmonik bileģenlerinde rezonans meydana gelmesi engellenebilecektir. Ek-C de ÇayırbaĢı elektrik dağıtım binası kompanzasyon panosu devre Ģeması verilmiģtir. Burada görüleceği üzere sistem 5. harmonik mertebesinde bu kompanzasyon devresi ile rezonansa girmektedir. Tasarlanan tek ayarlı pasif filtre ise 2. harmonik mertebesinde rezonansa girmektedir Çift ayarlı pasif filtre tasarımı Alternatif olarak, Matlab Simulink programında SimPowerSystems kütüphanesinde yer alan 3-fazlı harmonik filtre blokları yardımıyla da tek ayarlı ve çift ayarlı pasif filtreler kullanılarak analiz yapılmıģtır. Bahse konu analiz tünel elektrik sisteminde yer alan 3., 5. ve 7. harmonikleri elimine etmek için yapılmıģ olup, her bir harmonik derecesi için farklı kombinasyonlar denenmiģ ve kalite faktörü de uygun aralıkta değiģtirilerek filtreler uygulandıktan sonra sistemin cevabı incelenmiģtir. Çizelge 8.6 : Filtre karakteristikleriyle değiģen (Q=50) THD verileri. Kalite Faktörü TASARLANAN PASİF FİLTRENİN HARMONİK DERECESİ Tek Ayarlı Filtre Çift Ayarlı Filtre % THD Q=50 3. harmonik 5. ve 7. harmonik 4,14 Q=50 5. harmonik 3. ve 7. harmonik 3,87 Q=50 7. harmonik 3. ve 5. harmonik 3,19 Çizelge 8.7 : Filtre karakteristikleriyle değiģen (Q=75) THD verileri. Kalite Faktörü TASARLANAN PASİF FİLTRENİN HARMONİK DERECESİ Tek Ayarlı Filtre Çift Ayarlı Filtre % THD Q=75 3. harmonik 5. ve 7. harmonik 2,82 Q=75 5. harmonik 3. ve 7. harmonik 2,63 Q=75 7. harmonik 3. ve 5. harmonik 2,17 96

125 Çizelge 8.8 : Filtre karakteristikleriyle değiģen (Q=100) THD verileri. Kalite Faktörü TASARLANAN PASİF FİLTRENİN HARMONİK DERECESİ Tek Ayarlı Filtre Çift Ayarlı Filtre % THD Q= harmonik 5. ve 7. harmonik 2,14 Q= harmonik 3. ve 7. harmonik 1,99 Q= harmonik 3. ve 5. harmonik 1,64 Çizelge 8.6, Çizelge 8.7 ve Çizelge 8.8 den görüleceği üzere tek ayarlı filtre tasarımında kalite faktörü değeri arttırıldığında filtrenin etkinliği artmaktadır. Benzer Ģekilde, sistemde baskın olarak yer alan harmoniklerin çift ayarlı filtreyle elimine edilmesi sağlandığında THD nin düģtüğü gözlemlenmiģtir. ġekil 8.22 ile gösterilen Simulink programındaki bloklarla en uygun filtre tasarımı THD değerinin %1,64 olduğu durumda ortaya çıkmıģtır. Çünkü, baskın olan 3. ve 5. harmonikler çift ayarlı pasif filtre kullanılırken 7. harmonik için kalite faktörü 100 olarak alınan tek ayarlı pasif filtre kullanılmıģtır. En uygun duruma ait filtreli sistemin akım dalga grafiği ġekil 8.20 ve FFT analizi grafiği ise ġekil 8.21 ile gösterilmiģtir. ġekil 8.20 : Kalite faktörüne göre uygun pasif filtre sonrası akım grafiği. ġekil 8.21 : Kalite faktörüne göre uygun pasif filtre sonrası sistemin FFT analizi. 97

126 ġekil 8.22 : Blok pasif filtreli elektrik sisteminin Simulink modeli. 98

127 Üçüncü olarak pasif filtre tasarımına blok devreler dıģında ayrıca çift ayarlı filtre ile de alternatif bir tasarım hesaplanarak eklenecek ve optimum filtrenin bulunması irdelenecektir. Burada yapılacak olan, bir harmonik mertebesi için tek ayarlı, geriye kalan iki harmonik mertebesi için çift ayarlı filtre birlikte kullanılacaktır. Her bir harmonik derecesi için ayrı ayrı çift ayarlı pasif filtre kombinasyonları araģtırılarak uygun filtre tasarımı bulunacaktır. ġekil 8.23 : Çift ayarlı pasif filtre devre elemanları. Çift ayarlı pasif filtrenin eģdeğer devre empedans ifadesi denklem (8.60) ile belirtildiği gibi hesaplanabilmektedir [40]. Z ω = j ωl 1 1 ωc 1 + j(ωc ωl 2 ) 1 (8.60) Z ω = Z s ω + Z p ω ω 1, ω 2 : Çift ayarlı pasif filtreye iliģkin ayarlanan açısal frekansları, ω 0 : Temel bileģen açısal frekansı, ω s, ω p : Sırasıyla seri ve paralel rezonans frekansları, Benzer Ģekilde, f 1, f 2 : Çift ayarlı pasif filtreye iliģkin ayarlanan frekansları, f 0 : Temel bileģen frekansı, f s, f p : Sırasıyla seri ve paralel rezonans frekanslarıdır. Paralel rezonans değeri, çift ayarlı pasif filtreye esas oluģturan ve elimine edilmek istenen harmonik frekanslarının arasında bir değer olarak seçilmelidir. 99

128 Paralel rezonans frekansı denklem (8.61) ile hesaplanırken devreye ait endüktans ve kapasite değerleri denklem (8.62), denklem (8.63), denklem (8.64) ve (8.65) ile hesaplanabilmektedir [40]. Denklem (8.62) de belirtilen Q ihtiyaç duyulan reaktif güç değerini belirtirken, U değeri ise faz-nötr gerilimini ifade etmektedir. f p = f 1. f 2 (8.61) C 1 = Q ω p 2 ω 0 2 (ω 1 2 +ω 2 2 ω p 4 ω 0 2 ω 1 2 ω 2 2 ω 0 2 ] U 2 (ω p 3 ω 1 2 ω 2 2 ω p ω 1 2 ω 2 2 ) (8.62) L 1 = ( ω p ω 1 ω 2 ) 2. 1 C 1 (8.63) L 2 = 1. ( ω 1 2 +ω 2 ω 2 p ω 2 p.c 1 ω 2 1) (8.64) s C 2 = C 1. ( ω 1 2 +ω 2 2 ω p 2 ω s 2 1) 1 (8.65) %100 Aydınlatma kademesi Öncelikle, filtre tasarımında ihtiyaç duyulan kapasite değeri iki kola bölüneceğinden denklem (8.25) ile belirtilen C=1, mf değeri ikiye bölünür ve buradan C 1 değeri hesaplanmıģ olur. Çift ayarlı filtrede doğrudan yerine konulan C 1 değeri ile diğer parametreleri de hesaplanmıģ olur. Hesaplanan tüm filtre parametreleri Çizelge 8.9 ile belirtilmiģtir. Çizelge 8.9 : Filtre parametreleri. Tek Ayarlı Filtre Parametreleri Tek Ayarlı Filtre Parametreleri Tek Ayarlı Filtre Parametreleri Harmonik derecesi R [ohm] 0, , , L [mh] 0, ,8863 0,34645 C [mf] 0, , , Çift Ayarlı Filtre Parametreleri Çift Ayarlı Filtre Parametreleri Çift Ayarlı Filtre Parametreleri Harmonik derecesi 5. ve ve ve 5. C1 [mf] 0, , , L1 [mh] 0, , , C2 [mf] 5, , , L2 [mh] 0, , , Paralel Rezonans Frekansı [Hz] 295,80 229,13 193,65 THD (%) 2,11 0,8 0,37 Görüldüğü gibi çift ayarlı filtre tasarımında paralel rezonans frekansı, elimine edilmek istenen harmonik frekanslarının arasında bir değer olarak karģımıza çıkmaktadır. Çizelge 8.9 ile yukarıda belirtilen tüm parametreler ġekil 8.24 ile gösterilen modele uygulanarak filtreli durumdaki akım dalga Ģekli sırasıyla ġekil 8.26, ġekil 8.29 ve ġekil 8.32 ile gösterilmiģtir. 100

129 Filtrelerin devre elemanı değerleri ise ġekil 8.25, ġekil 8.28 ve ġekil 8.31 ile belirtilmiģtir. Elektrik sistemi için en uygun THD değerlerini veren tasarım, tahmin edileceği gibi baskın olan harmoniklerin elimine edilmesi için boyutlandırılan 3. ve 5. harmonik derecelerinde çift ayarlı filtrenin kullanıldığı durumdur. Sonuçta FFT analizine göre THD değerinin %17,13 ten ġekil 8.33 ile gösterildiği gibi % 0,37 ye düģürülerek en uygun tasarımın bu durum olduğu söylenebilir. ġekil 8.34 ile de filtrenin empedans-frekans değiģimi gösterilmiģ olup her bir harmonik mertebesinde filtrenin düģük empedans özelliği görülebilmektedir. 101

130 ġekil 8.24 : Tek ayarlı ve çift ayarlı pasif filtreli elektrik sistemi Simulink modeli. 102

131 ġekil 8.25 : 5. ve 7. harmonik için tasarlanan çift ayarlı filtreli devre elemanları. ġekil 8.26 : Filtreli sisteme ait akım grafiği. ġekil 8.27 : Filtreli sistemin FFT analizi. 103

132 ġekil 8.28 : 3. ve 7. harmonik için tasarlanan çift ayarlı filtreli devre elemanları. ġekil 8.29 : Filtreli sisteme ait akım grafiği. ġekil 8.30 : Filtreli sistemin FFT analizi. 104

133 ġekil 8.31 : 3. ve 5. harmonik için tasarlanan çift ayarlı filtreli devre elemanları. ġekil 8.32 : Filtreli sisteme ait akım grafiği. ġekil 8.33 : Filtreli sistemin FFT analizi. 105

134 ġekil 8.34 : Filtrenin empedans-frekans değiģim grafiği. Son olarak seçilen filtrenin kullanılması durumunda rezonansın meydana geldiği harmonik derecesi de irdelenmelidir. Devreye ait eģdeğer devre modeli ġekil 8.35 ile ifade edilmiģtir. ġekil 8.35 : EĢdeğer devre elemanları. n r = X c X toplam /0,4 +X Lfiltre = 2,67 0, ,15 = 2,17 (8.66) f r = 2, = 108,6 Hz (8.67) Sonuç olarak ġekil 8.31 ile gösterilen filtreye ait devre elemanlarının kullanılması durumunda sistemin rezonans frekansı 108,6 Hz olarak hesaplanmıģtır. Bu değer ile sürekli hal çalıģmasında dalga Ģekillerinin simetri özelliğinden dolayı çift harmoniklerin sistemde bulunmadığı göz önüne alınırsa filtrenin çok uygun bir tasarım olduğu görülmektedir. 106

135 Ancak tünel aydınlatma sistemi Çizelge 8.10 da gösterildiği gibi normal durumda 5 farklı kademede çalıģmaktadır. Dolayısıyla her bir kademe için çift ayarlı pasif filtre içeren sistemin kademelendirilmesi ve rezonans bakımından incelenmesi gerekmektedir. Buna göre, Çizelge 8.11 ile ana dağıtım panosundan aydınlatma sisteminin kademelerine göre alınan elektriksel güç verileri elde edilmiģtir. Elde edilen veriler ile denklem (8.19), denklem (8.20) ve denklem (8.21) doğrultusunda sistemde ihtiyaç duyulan reaktif güç ihtiyacı ve kademeleri belirlenmiģtir. Çizelge 8.10 : Aydınlatma panosu aktif güç değerleri. Aydınlatma Panosu (AYP_001) Çizelge 8.11 : Ana dağıtım panosu güç değerleri. Sonuçta, Gece kademesindeki aydınlatma durumu için ana dağıtım panosunun ihtiyaç duyacağı minimum reaktif güç değeri 15 kvar hesaplanmıģtır. Benzer Ģekilde diğer aydınlatma kademeleri de göz önüne alınarak filtre sisteminin 5 kademeli olarak tasarlanması uygun görülmüģtür. 100% Kademe 75% Kademe 50% Kademe 25% Kademe GECE Kademesi Aktif Güç (kw) Aktif Güç (kw) Aktif Güç (kw) Aktif Güç (kw) Aktif Güç (kw) Ana Dağıtım Panosu Verileri (ADP_001) Aydınlatma Sistemi Kademelerine göre P (kw) Q (kvar) cosψ1 % ,734 % ,748 % ,765 % ,77 Gece ,79 Çizelge 8.12 : Reaktif güç kademeleri. Kademe adetleri 1.Kademe 2.Kademe 3.Kademe 4.Kademe 5.Kademe Reaktif güç değeri 15 kvar 15 kvar 15 kvar 10 kvar 5 kvar Bu sayede, elektriksel yük olarak yoğunlukta yer alan aydınlatma sisteminin kademelerine göre pasif filtre kademeli olarak devreye girecektir. Sistem ġekil 8.36 ile gösterilmiģtir. 107

136 ġekil 8.36 : 5 kademeli pasif filtreli elektrik sisteminin Simulink modeli. 108

137 % 75 Aydınlatma kademesi Aydınlatma sisteminin % 75 kademesinde olduğu durumda elektrik sistemi Simulink programında Çizelge 8.13 verilerine göre simule edilmiģtir. Bahse konu aydınlatma kademesi için içinde tek ayarlı ve çift ayarlı filtrelerin olduğu pasif filtre sisteminin 4 kademesinin devrede olması gerekmektedir. Bu sayede normal durumda kompanzasyon ihtiyacı karģılanabilirken aynı zamanda harmonik akımlarının da bastırılması sağlanmaktadır. Çizelge 8.13 : 4. kademe filtrenin parametreleri. 4 kademenin de devrede olduğu pasif filtreye ait parametreler Çizelge 8.13 te verilmiģtir. ġekil 8.37 ile devre modeli belirtilen pasif filtrenin öncesi ve sonrası durumunu içeren elektrik sisteminin FFT analizi incelendiğinde THD değerinin % 15,14 değerinden % 0,35 değerine düģtüğü görülmüģtür. Ġlgili FFT analizleri ġekil 8.38 ve ġekil 8.39 ile gösterilmiģtir. Sonuç olarak ġekil 8.37 ile gösterilen filtreye ait devre elemanlarının kullanılması durumunda sistemin rezonans frekansı, eģdeğer devre modeli hesaplanarak 115,40 Hz olarak hesaplanmıģtır. Filtrenin 2. harmonik mertebesi civarında sistemde rezonansa girdiği görülmektedir. Bu durum filtrenin uygun bir tasarım olduğunu göstermektedir. 4.Kademe Q=10 kvar Tek Ayarlı Filtre Parametreleri Harmonik derecesi 7. R [ohm] 0,04571 L [mh] 0, C [mf] 0, Çift Ayarlı Filtre Parametreleri Harmonik derecesi 3. ve 5. C1 [mf] 0, L1 [mh] 6, C2 [mf] 0, L2 [mh] 1, Paralel Rezonans Frekansı [Hz] 193,65 THD (%) 0,35 109

138 ġekil 8.37 : 4. kademe pasif filtrenin devre modeli. ġekil 8.38 : % 75 aydınlatma kademesinde filtre öncesi sistemin FFT analizi. ġekil 8.39 : % 75 aydınlatma kademesinde filtre sonrası sistemin FFT analizi. 110

139 n r = X c X toplam /0,4 +X Lfiltre = 2,90 0, ,13 = 2,30 (8.68) f r = 2, = 115,40 Hz (8.69) %50 Aydınlatma kademesi Aydınlatma sisteminin % 50 kademesinde olduğu durumda elektrik sistemi Simulink programında Çizelge 8.14 verileri ile simule edilmiģtir. Aynı Ģekilde, aydınlatma kademesi için içinde tek ayarlı ve çift ayarlı filtrelerin olduğu pasif filtre sisteminin 3 kademesi devrede olmuģtur. Çizelge 8.14 : 3. kademe filtrenin parametreleri. 3.Kademe Q=15 kvar Tek Ayarlı Filtre Parametreleri Harmonik derecesi 7. R [ohm] 0,0304 L [mh] 1,385 C [mf] 0, Çift Ayarlı Filtre Parametreleri Harmonik derecesi 3. ve 5. C1 [mf] 0, L1 [mh] 4, C2 [mf] 0, L2 [mh] 1, Paralel Rezonans Frekansı [Hz] 193,65 THD (%) 0,33 ġekil 8.40 ile devre modeli belirtilen pasif filtrenin öncesi ve sonrası durumunu içeren elektrik sisteminin FFT analizi incelendiğinde THD değerinin % 9,13 değerinden % 0,33 değerine düģtüğü görülmüģtür. Ġlgili FFT analizleri ġekil 8.41 ve ġekil 8.42 ile gösterilmiģtir. Sonuçta % 50 aydınlatma kademesinde, pasif filtrenin 3 kademesi devrede iken standartlar ve yönetmeliklerin belirlediği sınır değerin altında kalan THD değerini daha da düģük seviyelere getirdiği görülmüģtür. 111

140 ġekil 8.40 : 3. kademe filtrenin devre modeli. ġekil 8.41 : % 50 aydınlatma kademesinde filtre öncesi sistemin FFT analizi. ġekil 8.42 : % 50 aydınlatma kademesinde filtre sonrası sistemin FFT analizi. 112

141 n r = X c X toplam /0,4 +X Lfiltre = 3,55 0, ,38 = 2,11 (8.70) f r = 2, = 105,7 Hz (8.71) ġekil 8.40 ile gösterilen filtreye ait devre elemanlarının kullanılması durumunda sistemin eģdeğer devre modeli oluģturularak rezonans frekansı, 105,70 Hz olarak hesaplanmıģtır. Filtrenin 2. harmonik mertebesi civarında sistemle rezonansa girdiği görülmektedir. Bu durum filtrenin uygun bir tasarım olduğunu göstermektedir % 25 Aydınlatma kademesi Aydınlatma sisteminin % 25 kademesinde olduğu durumda elektrik sistemi Simulink programında Çizelge 8.15 verilerine ile simule edilmiģtir. Aydınlatma kademesi için içinde tek ayarlı ve çift ayarlı filtrelerin olduğu pasif filtre sisteminin 2 kademesi devrededir. Çizelge 8.15 : 2. kademe filtrenin parametreleri. 2.Kademe Q=15 kvar Tek Ayarlı Filtre Parametreleri Harmonik derecesi 7. R [ohm] 0,0304 L [mh] 1,385 C [mf] 0, Çift Ayarlı Filtre Parametreleri Harmonik derecesi 3. ve 5. C1 [mf] 0, L1 [mh] 4, C2 [mf] 0, L2 [mh] 1, Paralel Rezonans Frekansı [Hz] 193,65 THD (%) 0,32 ġekil 8.43 ile devre modeli belirtilen pasif filtrenin öncesi ve sonrası durumunu içeren elektrik sisteminin FFT analizi incelendiğinde THD değerinin % 6,40 değerinden % 0,32 değerine düģtüğü görülmüģtür. Ġlgili FFT analizleri ġekil 8.44 ve ġekil 8.45 ile gösterilmiģtir. Sonuçta % 25 aydınlatma kademesinde, pasif filtrenin 2 kademesi devrede iken yine standartlar ve yönetmeliklerin belirlediği sınır değerin altında kalan THD değerini daha da düģük seviyelere getirdiği görülmüģtür. 113

142 ġekil 8.43 : 2. kademe filtrenin devre modeli. ġekil 8.44 : %25 aydınlatma kademesinde filtre öncesi sistemin FFT analizi. ġekil 8.45 : %25 aydınlatma kademesinde filtre sonrası sistemin FFT analizi. 114

143 Filtreye ait devre elemanlarının ġekil 8.43 e göre kullanılması durumunda sistemin eģdeğer devre modeli oluģturularak rezonans frekansı, 127,91 Hz olarak hesaplanmıģtır. Filtrenin 2. harmonik mertebesi civarında sistemle rezonansa girdiği görülmektedir. Bu durum da filtrenin uygun bir tasarım olduğunun göstergesidir. n r = X c X toplam /0,4 +X Lfilt re = 5,33 0, ,40 = 2,55 (8.72) f r = 2, = 127,91 Hz (8.73) Gece aydınlatma kademesi Aydınlatma sisteminin Gece kademesinde olduğu durumda elektrik sistemi Simulink programında Çizelge 8.16 verilerine göre filtreli olarak simule edilmiģtir. Aydınlatma kademesinin bu durumu için pasif filtre sisteminin sadece 1. kademesi devrededir. Çizelge 8.16 : 1. kademe filtrenin parametreleri. ġekil 8.46 ile devre modeli belirtilen pasif filtrenin öncesi ve sonrası durumunu içeren elektrik sisteminin FFT analizi incelendiğinde THD değerinin % 6,67 değerinden % 0,66 değerine düģtüğü görülmüģtür. Ġlgili FFT analizleri ġekil 8.47 ve ġekil 8.48 ile gösterilmiģtir. Sonuçta Gece aydınlatma kademesinde, pasif filtrenin sadece 1 kademesi devrede kalmıģtır ve standartlar ve yönetmeliklerin belirlediği sınır değerin altında kalan THD değerini daha da düģük seviyelere getirdiği görülmüģtür. 1.Kademe Q=15 kvar Tek Ayarlı Filtre Parametreleri Harmonik derecesi 7. R [ohm] 0,0304 L [mh] 1,385 C [mf] 0, Çift Ayarlı Filtre Parametreleri Harmonik derecesi 3. ve 5. C1 [mf] 0, L1 [mh] 4, C2 [mf] 0, L2 [mh] 1, Paralel Rezonans Frekansı [Hz] 193,65 THD (%) 0,66 115

144 ġekil 8.46 : 1. kademe filtrenin devre modeli. ġekil 8.47 : Gece aydınlatma kademesinde filtre öncesi sistemin FFT analizi. ġekil 8.48 : Gece aydınlatma kademesinde filtre sonrası sistemin FFT analizi. 116

ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI GÜÇ SİSTEMLERİNDE HARMONİKLER VE FİLTRELEMELERİN İNCELENMESİ

ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI GÜÇ SİSTEMLERİNDE HARMONİKLER VE FİLTRELEMELERİN İNCELENMESİ ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI EMO ANKARA ŞUBESİ İÇ ANADOLU ENERJİ FORUMU GÜÇ SİSTEMLERİNDE HARMONİKLER VE FİLTRELEMELERİN İNCELENMESİ EMO ŞUBE : KIRIKKALE ÜYE : Caner FİLİZ HARMONİK NEDİR? Sinüs formundaki

Detaylı

ENDÜSTRİYEL BİR TESİSTE DİNAMİK KOMPANZASYON UYGULAMASI

ENDÜSTRİYEL BİR TESİSTE DİNAMİK KOMPANZASYON UYGULAMASI ENDÜSTRİYEL BİR TESİSTE DİNAMİK KOMPANZASYON UYGULAMASI Özgür GENCER Semra ÖZTÜRK Tarık ERFİDAN Kocaeli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Elektrik Mühendisliği Bölümü, Kocaeli San-el Mühendislik Elektrik

Detaylı

Yüz Tanımaya Dayalı Uygulamalar. (Özet)

Yüz Tanımaya Dayalı Uygulamalar. (Özet) 4 Yüz Tanımaya Dayalı Uygulamalar (Özet) Günümüzde, teknolojinin gelişmesi ile yüz tanımaya dayalı bir çok yöntem artık uygulama alanı bulabilmekte ve gittikçe de önem kazanmaktadır. Bir çok farklı uygulama

Detaylı

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU T.C. MARMARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU Mehmet SUCU (Teknik Öğretmen, BSc.)

Detaylı

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU T.C. MARMARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU Mehmet SUCU (Teknik Öğretmen, BSc.)

Detaylı

ENERJĠ ġube MÜDÜRLÜĞÜ ENERJİ TASARRUFU UYGULAMALARI

ENERJĠ ġube MÜDÜRLÜĞÜ ENERJİ TASARRUFU UYGULAMALARI ANKARA BÜYÜKŞEHİR BELEDİYESİ DESTEK HİZMETLERİ DAİRESİ BAŞKANLIĞI ENERJĠ ġube MÜDÜRLÜĞÜ ENERJİ TASARRUFU UYGULAMALARI ENERJİ VERİMLİLİĞİ Faaliyetlerinden Örnekler KOMPANZASYON KOMPANZASYON UYGULAMALARI

Detaylı

Arýza Giderme. Troubleshooting

Arýza Giderme. Troubleshooting Arýza Giderme Sorun Olasý Nedenler Giriþ Gerilimi düþük hata mesajý Þebeke giriþ gerilimi alt seviyenin altýnda geliyor Þebeke giriþ gerilimi tehlikeli derecede Yüksek geliyor Regülatör kontrol kartý hatasý

Detaylı

REAKTİF GÜÇ KOMPANZASYONU VE HARMONİKLER. Dr. Bora ALBOYACI alboyaci@kocaeli.edu.tr

REAKTİF GÜÇ KOMPANZASYONU VE HARMONİKLER. Dr. Bora ALBOYACI alboyaci@kocaeli.edu.tr REAKTİF GÜÇ KOMPANZASYONU VE HARMONİKLER Dr. Bora ALBOYACI alboyaci@kocaeli.edu.tr REAKTİF GÜÇ NEDİR? Elektrodinamik prensibine göre çalışan generatör, trafo, bobin, motor gibi tüketicilerin çalışmaları

Detaylı

Elektrik Makinaları I

Elektrik Makinaları I Elektrik Makinaları I Açık Devre- Kısa Devre karakteristikleri Çıkık kutuplu makinalar, generatör ve motor çalışma, fazör diyagramları, güç ve döndürmemomenti a) Kısa Devre Deneyi Bağlantı şeması b) Açık

Detaylı

BİR ALÇAK GERİLİM ELEKTRİK ENERJİ TESİSİNDE HARMONİK ÖLÇÜM SONUÇLARININ MATLAB DE SİMÜLASYONU VE PASİF FİLTRE UYGULAMASI

BİR ALÇAK GERİLİM ELEKTRİK ENERJİ TESİSİNDE HARMONİK ÖLÇÜM SONUÇLARININ MATLAB DE SİMÜLASYONU VE PASİF FİLTRE UYGULAMASI BİR ALÇAK GERİLİM ELEKTRİK ENERJİ TESİSİNDE HARMONİK ÖLÇÜM SONUÇLARININ MATLAB DE SİMÜLASYONU VE PASİF FİLTRE UYGULAMASI Doç.Dr. Koray TUNÇALP Yrd.Doç.Dr. Adnan KAKİLLİ Arş.Gör. Mehmet SUCU Marmara Üniversitesi

Detaylı

Yrd. Doç. Dr. Süleyman ADAK Mardin Artuklu Üniversitesi. İstasyon Yerleşkesi / Mardin Tel. + 90482 215 19 37 Faks.: + 90 482 215 33 55

Yrd. Doç. Dr. Süleyman ADAK Mardin Artuklu Üniversitesi. İstasyon Yerleşkesi / Mardin Tel. + 90482 215 19 37 Faks.: + 90 482 215 33 55 1 Yrd. Doç. Dr. Süleyman ADAK Mardin Artuklu Üniversitesi Meslek Yüksekokulu İstasyon Yerleşkesi / Mardin Tel. + 90482 215 19 37 Faks.: + 90 482 215 33 55 Kişisel Bilgiler: Adi-Soyadı Süleyman ADAK Statüsü

Detaylı

Optik Filtrelerde Performans Analizi Performance Analysis of the Optical Filters

Optik Filtrelerde Performans Analizi Performance Analysis of the Optical Filters Optik Filtrelerde Performans Analizi Performance Analysis of the Optical Filters Gizem Pekküçük, İbrahim Uzar, N. Özlem Ünverdi Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bölümü Yıldız Teknik Üniversitesi gizem.pekkucuk@gmail.com,

Detaylı

Amps 0. msec. msec. www.meslekidenetim.com 2,51 5,02 7,53 10,04 12,55 15,06 17,57 -500 -1000 2,5 5, 7,5 10,01 12,51 15,01 17,51 -500 -1000

Amps 0. msec. msec. www.meslekidenetim.com 2,51 5,02 7,53 10,04 12,55 15,06 17,57 -500 -1000 2,5 5, 7,5 10,01 12,51 15,01 17,51 -500 -1000 Harmonik Nedir? İdeal şartlarda şebeke, jeneratörler veya UPS gibi kaynaklardan beslenen yüklerin bir direnç yükü gibi ya da diğer bir değişle lineer bir yük olduğu yani şebeke/jeneratörden Şekil de de

Detaylı

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU T.. MARMARA ÜNİVERSİTESİ FEN İLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN İLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU Mehmet SUU (Teknik Öğretmen, Sc.) YÜKSEK

Detaylı

T.C. NİĞDE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

T.C. NİĞDE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI T.C. NİĞDE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI NİĞDE İLİ MERKEZİNDE BULUNAN DAĞITIM TRAFOLARININ ENERJİ KALİTESİNİN ARAŞTIRILMASI METİN BİTİM Yüksek Lisans

Detaylı

F AKIM DEVRELER A. DEVRE ELEMANLARI VE TEMEL DEVRELER

F AKIM DEVRELER A. DEVRE ELEMANLARI VE TEMEL DEVRELER ALTERNATİF AKIM DEVRELERİ A. DEVRE ELEMANLARI VE TEMEL DEVRELER Alternatif akım devrelerinde akımın geçişine karşı üç çeşit direnç (zorluk) gösterilir. Devre elamanları dediğimiz bu dirençler: () R omik

Detaylı

Üç Fazlı Asenkron Motor Tasarımı ve FFT Analizi Three Phase Induction Motor Design and FFT Analysis

Üç Fazlı Asenkron Motor Tasarımı ve FFT Analizi Three Phase Induction Motor Design and FFT Analysis Üç Fazlı Asenkron Motor Tasarımı ve FFT Analizi Three Phase nduction Motor Design and FFT Analysis Murat TEZCAN 1, A. Gökhan YETGİN 2, A. İhsan ÇANAKOĞLU 3, Mustafa TURAN 4 1,3 Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik

Detaylı

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU T.C. MARMARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU Mehmet SUCU (Teknik Öğretmen, BSc.)

Detaylı

Alçak Gerilimde Aktif Filtre ile Akım Harmoniklerinin Etkisinin Azaltılması

Alçak Gerilimde Aktif Filtre ile Akım Harmoniklerinin Etkisinin Azaltılması 618 Alçak Gerilimde Aktif Filtre ile Akım Harmoniklerinin Etkisinin Azaltılması 1 Latif TUĞ ve * 2 Cenk YAVUZ 1 Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Böl., Sakarya,

Detaylı

REAKTİF GÜÇ KOMPANZASYONU ve REZONANS HESAPLARI

REAKTİF GÜÇ KOMPANZASYONU ve REZONANS HESAPLARI REAKTİF GÜÇ KOMPANZASYONU ve REZONANS HESAPLARI Alper Terciyanlı TÜBİTAK-BİLTEN alper.terciyanli@emo.org.tr EMO Ankara Şube Reaktif Güç Kompanzasyonu Eğitimi 16.07.2005 1 Kapsam Genel Kavramlar Reaktif

Detaylı

ENERJĠ ANALĠZÖRLERĠNĠN ÖLÇÜM STANDARTLARINA UYGUNLUĞUNUN ĠNCELENMESĠ

ENERJĠ ANALĠZÖRLERĠNĠN ÖLÇÜM STANDARTLARINA UYGUNLUĞUNUN ĠNCELENMESĠ ENERJĠ ANALĠZÖRLERĠNĠN ÖLÇÜM STANDARTLARINA UYGUNLUĞUNUN ĠNCELENMESĠ Mehmet BAYRAK Sakarya Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü bayrak@sakarya.edu.tr A. Serdar YILMAZ Kahramanmaraş Sütçü

Detaylı

AC-DC Dönüştürücülerin Genel Özellikleri

AC-DC Dönüştürücülerin Genel Özellikleri AC-DC Dönüştürücülerin Genel Özellikleri U : AC girişteki efektif faz gerilimi f : Frekans q : Faz sayısı I d, I y : DC çıkış veya yük akımı (ortalama değer) U d U d : DC çıkış gerilimi, U d = f() : Maksimum

Detaylı

Alternatif Akım; Zaman içerisinde yönü ve şiddeti belli bir düzen içerisinde değişen akıma alternatif akım denir.

Alternatif Akım; Zaman içerisinde yönü ve şiddeti belli bir düzen içerisinde değişen akıma alternatif akım denir. ALTERNATiF AKIM Alternatif Akım; Zaman içerisinde yönü ve şiddeti belli bir düzen içerisinde değişen akıma alternatif akım denir. Doğru akım ve alternatif akım devrelerinde akım yönleri şekilde görüldüğü

Detaylı

Elektrik Makinaları I

Elektrik Makinaları I Elektrik Makinaları I Yuvarlak rotorlu makina, fazör diyagramları, şebekeye paralel çalışma,reaktif-aktif güç ayarı,gerilim regülasyonu,motor çalışma Generatör çalışması için indüklenen gerilim E a, uç

Detaylı

ELEKTRİK DEVRELERİ-2 LABORATUVARI VIII. DENEY FÖYÜ

ELEKTRİK DEVRELERİ-2 LABORATUVARI VIII. DENEY FÖYÜ EEKTRİK DEVREERİ-2 ABORATUVARI VIII. DENEY FÖYÜ SERİ VE PARAE REZONANS DEVRE UYGUAMASI Amaç: Seri ve paralel rezonans devrelerini incelemek, devrelerin karakteristik parametrelerini ölçmek, rezonans eğrilerini

Detaylı

REAKTİF GÜÇ KOMPANZASYONU VE HARMONİKLER

REAKTİF GÜÇ KOMPANZASYONU VE HARMONİKLER REAKTİF GÜÇ KOMPANZASYONU VE HARMONİKLER AliRıza ÇETİNKAYA Proje & Satış Müdürü Erhan EYOL Kalite Güvence Müdürü REAKTİF GÜÇ NEDİR? Elektrodinamik prensibine göre çalışan generatör, trafo, bobin, motor

Detaylı

AŞIRI AKIM KORUMA RÖLELERİ Trafolarda Meydana Gelen Aşırı Akımların Nedenleri

AŞIRI AKIM KORUMA RÖLELERİ Trafolarda Meydana Gelen Aşırı Akımların Nedenleri Koruma Röleleri AŞIRI AKIM KORUMA RÖLELERİ Trafolarda Meydana Gelen Aşırı Akımların Nedenleri Trafolarda meydana gelen arızaların başlıca nedenleri şunlardır: >Transformatör sargılarında aşırı yüklenme

Detaylı

Arıza Giderme. Troubleshooting

Arıza Giderme. Troubleshooting Arıza Giderme Sorun Olası Nedenler Giriş Gerilimi düşük hata mesajı Şebeke giriş gerilimi alt seviyenin altında geliyor Şebeke giriş gerilimi tehlikeli derecede Yüksek geliyor Regülatör kontrol kartı hatası

Detaylı

BÖLÜM 2. FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (PV)

BÖLÜM 2. FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (PV) BÖLÜM 2. FOTOOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (P) Fotovoltaik Etki: Fotovoltaik etki birbirinden farklı iki malzemenin ortak temas bölgesinin (common junction) foton radyasyonu ile aydınlatılması durumunda

Detaylı

ENERJĠ DAĞITIMI-I. Dersin Kredisi 4 + 0 + 0

ENERJĠ DAĞITIMI-I. Dersin Kredisi 4 + 0 + 0 ENERJĠ DAĞITIMI-I Dersin Kredisi 4 + 0 + 0 Genel: Ölçü cihazları tesislerin ne kadar enerji tükettiğinin belirlenmesinde veya arıza durumlarının oluştuğunun belirlenmesinde kullanılan cihazlardır. A kwh

Detaylı

Enerji Kalitesi Nedir?

Enerji Kalitesi Nedir? MÜHENDİSLİK : ÖLÇÜM> ANALİZ> OPTİMUM UYGULAMA Enerji Kalitesi Nedir? Enerji kalitesi; limit değerleri uluslararası standart otoriteleri tarafından belirlenmiş, ölçülen veya hesaplanan parametrelere ait

Detaylı

ELDAŞ Elektrik Elektronik Sanayi ve Tic.A.Ş.

ELDAŞ Elektrik Elektronik Sanayi ve Tic.A.Ş. Sayfa (Page): 2/9 LVD Deney Raporu LVD Testing Report İÇİNDEKİLER (Contents) 1 Dokümantasyon Sayfa (Documentation) 1.1 DGC, Çevre Koşulları ve Sembollerin Tanımları 3 (Conditions/Power Utilized,Description

Detaylı

ELEKTRİK DEVRELERİ-2 LABORATUVARI II. DENEY FÖYÜ

ELEKTRİK DEVRELERİ-2 LABORATUVARI II. DENEY FÖYÜ ELEKRİK DERELERİ-2 LABORAUARI II. DENEY FÖYÜ 1-a) AA Gerilim Ölçümü Amaç: AA devrede gerilim ölçmek ve AA voltmetrenin kullanımı Gerekli Ekipmanlar: AA Güç Kaynağı, AA oltmetre, 1kΩ direnç, 220Ω direnç,

Detaylı

Samet Biricik Elk. Y. Müh. Elektrik Mühendisleri Odası 28 Ocak2011

Samet Biricik Elk. Y. Müh. Elektrik Mühendisleri Odası 28 Ocak2011 Samet Biricik Elk. Y. Müh. Elektrik Mühendisleri Odası 28 Ocak2011 1 KompanzasyonSistemlerinde Kullanılan Elemanlar Güç Kondansatörleri ve deşarj dirençleri Kondansatör Kontaktörleri Pano Reaktif Güç Kontrol

Detaylı

Endüstriyel Isı Santrallerinde Enerji Kalitesi Ölçümü ve Değerlendirilmesi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Örneği

Endüstriyel Isı Santrallerinde Enerji Kalitesi Ölçümü ve Değerlendirilmesi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Örneği Endüstriyel Isı Santrallerinde Enerji Kalitesi Ölçümü ve Değerlendirilmesi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Örneği Özet Ö. Fatih KEÇECİOĞLU 1,*, Mustafa TEKİN, Ahmet GANİ, Muhammet SARI, Mustafa

Detaylı

Olgun SAKARYA EMO Enerji Birim Koordinatörü. 13 Haziran 2012 / ANKARA

Olgun SAKARYA EMO Enerji Birim Koordinatörü. 13 Haziran 2012 / ANKARA Olgun SAKARYA EMO Enerji Birim Koordinatörü 13 Haziran 2012 / ANKARA Enerji Verimliliği; Üretimimizde, Konforumuzda, İş gücümüzde, herhangi bir azalma olmadan daha az enerji kullanmaktır. SUNU ĠÇERĠĞĠ

Detaylı

2) İNVERTÖRLER a) On-Grid ( Şebeke Bağlı ) invertörler Görselleri. a1 - EA3KLPV/EA4KLPV/EA5KLPV a2- EA2KFPV / EA3KFPV. a1 -

2) İNVERTÖRLER a) On-Grid ( Şebeke Bağlı ) invertörler Görselleri. a1 - EA3KLPV/EA4KLPV/EA5KLPV a2- EA2KFPV / EA3KFPV. a1 - 2) İNVERTÖRLER a) On-Grid ( Şebeke Bağlı ) invertörler Görselleri a1 - EA3KLPV/EA4KLPV/EA5KLPV a2- EA2KFPV / EA3KFPV a3- EA4KDL/EA4K6DL/EA5KDL/EA6KDL a4- EA3KBU a5-ea10ktlpv/ea12ktlpv/ea15ktlpv A6- EA

Detaylı

2 MALZEME ÖZELLİKLERİ

2 MALZEME ÖZELLİKLERİ ÖNSÖZ İÇİNDEKİLER III Bölüm 1 TEMEL KAVRAMLAR 11 1.1. Fizik 12 1.2. Fiziksel Büyüklükler 12 1.3. Ölçme ve Birim Sistemleri 13 1.4. Çevirmeler 15 1.5. Üstel İfadeler ve İşlemler 18 1.6. Boyut Denklemleri

Detaylı

Reaktif Güç Kontrol Röleleri. Enerji Analizörleri. Tek Fazlı Kondansatörler. Üç Fazlı Kondansatörler. Uzaktan Enerji İzleme.

Reaktif Güç Kontrol Röleleri. Enerji Analizörleri. Tek Fazlı Kondansatörler. Üç Fazlı Kondansatörler. Uzaktan Enerji İzleme. İçindekiler Reaktif Güç Kontrol Röleleri 4 Enerji Analizörleri 4 Tek Fazlı Kondansatörler 5 Üç Fazlı Kondansatörler 5 Uzaktan Enerji İzleme 6 Multimetre 6 AG Akım Trafoları 7 Tek Fazlı Şönt Reaktörler

Detaylı

Elektrik Makinaları I. Yuvarlak rotorlu makinada endüvi (armatür) reaksiyonu, eşdeğer devre,senkron reaktans

Elektrik Makinaları I. Yuvarlak rotorlu makinada endüvi (armatür) reaksiyonu, eşdeğer devre,senkron reaktans Elektrik Makinaları I Yuvarlak rotorlu makinada endüvi (armatür) reaksiyonu, eşdeğer devre,senkron reaktans Stator sargıları açık devre şekilde, rotoru sabit hızla döndürülen bir senkron makinada sinüs

Detaylı

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI RÜZGAR ENERJİSİ SİSTEMLERİ Eğitim Merkezi Projesi

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI RÜZGAR ENERJİSİ SİSTEMLERİ Eğitim Merkezi Projesi YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI RÜZGAR ENERJİSİ SİSTEMLERİ Eğitim Merkezi Projesi Konu Başlıkları Enerjide değişim Enerji sistemleri mühendisliği Rüzgar enerjisi Rüzgar enerjisi eğitim müfredatı Eğitim

Detaylı

Atıksu Arıtma Tesislerinde Hava Dağıtımının Optimize Edilmesi ve Enerji Tasarrufu

Atıksu Arıtma Tesislerinde Hava Dağıtımının Optimize Edilmesi ve Enerji Tasarrufu Optimization of Air Distribution in Waste Water Treatment Plants to Save Energy Atıksu Arıtma Tesislerinde Hava Dağıtımının Optimize Edilmesi ve Enerji Tasarrufu Jan Talkenberger, Binder Group, Ulm, Germany

Detaylı

ELEKTRİK MOTOR SÜRÜCÜLERİ: PWM AC KIYICILAR

ELEKTRİK MOTOR SÜRÜCÜLERİ: PWM AC KIYICILAR ELEKTRİK MOTOR SÜRÜCÜLERİ: PWM AC KIYICILAR Hazırlayan ve Sunan: ELEKTRİK_55 SUNUM AKIŞI: PWM (DARBE GENİŞLİK MODÜLASYONU) NEDİR? Çalışma Oranı PWM in Elde Edilmesi Temelleri PWM in Kullanım Alanları AC

Detaylı

oarikan@yildiz.edu.tr

oarikan@yildiz.edu.tr BİTİRME Sİ ÖNERİ FORMU ADI HARMONİKLİ SİSTEMLERDE GÜÇ KOMPANZASYONU TASARIMI ÖZETİ Projede harmoniklerin bulunduğu sistemde güç faktörünün düzeltilmesi irdelenerek, kompanzasyonu ve filtrelemeyi sağlayan

Detaylı

ÜÇ-FAZ SENKRON JENERATÖRÜN AÇIK DEVRE VE KISA DEVRE KARAKTERİSTİKLERİ DENEY 324-04

ÜÇ-FAZ SENKRON JENERATÖRÜN AÇIK DEVRE VE KISA DEVRE KARAKTERİSTİKLERİ DENEY 324-04 ĐNÖNÜ ÜNĐERSĐTESĐ MÜHENDĐSĐK FAKÜTESĐ EEKTRĐK-EEKTRONĐK MÜH. BÖ. ÜÇ-FAZ SENKRON JENERATÖRÜN AÇIK DERE E KISA DERE KARAKTERİSTİKERİ DENEY 4-04. AMAÇ: Senkron jeneratör olarak çalışan üç faz senkron makinanın

Detaylı

Ġnternet ve Harekât AraĢtırması Uygulamaları

Ġnternet ve Harekât AraĢtırması Uygulamaları Ġnternet ve Harekât AraĢtırması Uygulamaları Cihan Ercan Mustafa Kemal Topcu 1 GĠRĠġ Band İçerik e- Konu\ Mobil Uydu Ağ Genişliği\ e- e- VoIP IpV6 Dağıtma Altyapı QoS ticaret\ Prensip Haberleşme Haberleşme

Detaylı

TÜRKİYE TÜNELCİLİK SEMİNERİ 2013

TÜRKİYE TÜNELCİLİK SEMİNERİ 2013 TÜRKİYE TÜNELCİLİK SEMİNERİ 2013 Murat Dursun BARUT Karayolları Genel Müdürlüğü 13 Haziran 2013 Ankara AKILLI ULAŞIM SİSTEMLERİ TANIMI SİSTEM AKILLI SİSTEM AKILLI ULAŞIM SİSTEMİ TRAFİKTE ZAMANINDA YETERLİ

Detaylı

KISA DEVRE HESAPLAMALARI

KISA DEVRE HESAPLAMALARI KISA DEVRE HESAPLAMALARI Güç Santrali Transformatör İletim Hattı Transformatör Yük 6-20kV 154kV 380kV 36 kv 15 kv 11 kv 6.3 kv 3.3 kv 0.4 kv Kısa Devre (IEC) / (IEEE Std.100-1992): Bir devrede, genellikle

Detaylı

Transformatörlerin Sinüzoidal Olmayan Şartlarda Azami Yüklenme Oranı Hesabı Kısım 2: Analiz Sonuçları

Transformatörlerin Sinüzoidal Olmayan Şartlarda Azami Yüklenme Oranı Hesabı Kısım 2: Analiz Sonuçları Transformatörlerin Sinüzoidal Olmayan Şartlarda Azami Yüklenme Oranı Hesabı Kısım 2: Analiz Sonuçları Emrah ARSLAN 2 Şevket CANTÜRK 3 Murat Erhan BALCI,2,3 Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, Mühendislik-Mimarlık

Detaylı

ELEKTRİK GÜÇ SİSTEMLERİNDE ENERJİ KALİTESİ

ELEKTRİK GÜÇ SİSTEMLERİNDE ENERJİ KALİTESİ ELEKTRİK GÜÇ SİSTEMLERİNDE ENERJİ KALİTESİ Mehmet BAYRAK Sakarya Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü bayrak@sakarya.edu.tr ÖZET Güç sistemlerinde geçici aşırı gerilimler genellikle, yıldırım

Detaylı

Alternatif Akım. Yrd. Doç. Dr. Aytaç Gören. Alternatif Akım

Alternatif Akım. Yrd. Doç. Dr. Aytaç Gören. Alternatif Akım Yrd. Doç. Dr. Aytaç Gören Paralel devre 2 İlk durum: 3 Ohm kanunu uygulandığında; 4 Ohm kanunu uygulandığında; 5 Paralel devrede empedans denklemi, 6 Kondansatör (Kapasitans) Alternatif gerilimin etkisi

Detaylı

Yumuşak Yol Vericiler - TEORİ

Yumuşak Yol Vericiler - TEORİ Yumuşak Yol Vericiler - TEORİ 1. Gerilimi Düşürerek Yolverme Alternatif akım endüksiyon motorları, şebeke gerilimine direkt olarak bağlandıklarında, yol alma başlangıcında şebekeden Kilitli Rotor Akımı

Detaylı

Grontmij Sürdürülebilir Mühendislik ve Tasarım... Övünç Birecik, Grontmij Türkiye

Grontmij Sürdürülebilir Mühendislik ve Tasarım... Övünç Birecik, Grontmij Türkiye Grontmij Sürdürülebilir Mühendislik ve Tasarım... Övünç Birecik, Grontmij Türkiye 1 Grontmij Profilimiz Kuruluş; 1915 Hizmet Alanı; Danışmanlık, Tasarım ve Mühendislik Hizmetleri Halka açık; EuroNext Amsterdam

Detaylı

Smart Cascade 120 Kw

Smart Cascade 120 Kw Smart ascade 120 Kw Smart ascade Smart ascade 120 Kw Bu cihazda 2 adet ana eşanjör kullanılmış r; ana eşanjör alüminyumdan oluşmuştur, oldukça güvenilir malzemeler kullanılmış r bu sebeple 35 yılı

Detaylı

Delta Pulse 3 Montaj ve Çalıstırma Kılavuzu. www.teknolojiekibi.com

Delta Pulse 3 Montaj ve Çalıstırma Kılavuzu. www.teknolojiekibi.com Delta Pulse 3 Montaj ve Çalıstırma Kılavuzu http:/// Bu kılavuz, montajı eksiksiz olarak yapılmış devrenin kontrolü ve çalıştırılması içindir. İçeriğinde montajı tamamlanmış devrede çalıştırma öncesinde

Detaylı

ELEKTRİK PİYASASI ŞEBEKE YÖNETMELİĞİNDE DEĞİŞİKLİK YAPILMASINA İLİŞKİN YÖNETMELİK MADDE

ELEKTRİK PİYASASI ŞEBEKE YÖNETMELİĞİNDE DEĞİŞİKLİK YAPILMASINA İLİŞKİN YÖNETMELİK MADDE 3 Ocak 2013 PERŞEMBE Resmî Gazete Sayı : 28517 YÖNETMELİK Enerji Piyasası Düzenleme Kurumundan: ELEKTRİK PİYASASI ŞEBEKE YÖNETMELİĞİNDE DEĞİŞİKLİK YAPILMASINA İLİŞKİN YÖNETMELİK MADDE 1 22/1/2003 tarihli

Detaylı

OTOMATİK KONTROL 18.10.2015

OTOMATİK KONTROL 18.10.2015 18.10.2015 OTOMATİK KONTROL Giriş, Motivasyon, Tarihi gelişim - Tanım ve kavramlar, Lineer Sistemler, Geri Besleme Kavramı, Sistem Modellenmesi, Transfer Fonksiyonları - Durum Değişkenleri Modelleri Elektriksel

Detaylı

Y-0048. Fiber Optik Haberleşme Eğitim Seti Fiber Optic Communication Training Set

Y-0048. Fiber Optik Haberleşme Eğitim Seti Fiber Optic Communication Training Set Genel Özellikler General Specifications temel fiber optik modülasyon ve demodülasyon uygulamaların yapılabilmesi amacıyla tasarlanmış Ana Ünite ve 9 adet Uygulama Modülünden oluşmaktadır. Ana ünite üzerinde

Detaylı

Elektrikte Güç Faktörünün Düzeltilmesi Esasları. Önerge No: 2227/2010

Elektrikte Güç Faktörünün Düzeltilmesi Esasları. Önerge No: 2227/2010 Bireysel (teke tek) Kompanzasyon: Elektrikte Güç Faktörünün Düzeltilmesi Esasları Önerge No: 2227/2010 Devamlı olarak işletmede bulunan büyük güçlü tüketicilerin reaktif güç ihtiyacını temin etmek için

Detaylı

Alternatif Akım Devre Analizi

Alternatif Akım Devre Analizi Alternatif Akım Devre Analizi Öğr.Gör. Emre ÖZER Alternatif Akımın Tanımı Zamaniçerisindeyönüveşiddeti belli bir düzen içerisinde (periyodik) değişen akıma alternatif akımdenir. En bilinen alternatif akım

Detaylı

ENDÜKTİF REAKTİF AKIM NEDİR?

ENDÜKTİF REAKTİF AKIM NEDİR? ENDÜKTİF REAKTİF AKIM NEDİR? Elektrodinamik sisteme göre çalışan transformatör, elektrik motorları gibi cihazlar şebekeden mıknatıslanma akımı çekerler. Mıknatıslanma akımı manyetik alan varken şebekeden

Detaylı

Yrd. Doç. Dr. Levent Çetin. Alternatif Gerilim. Alternatif Akımın Fazör Olarak İfadesi. Temel Devre Elemanlarının AG Etkisi Altındaki Davranışları

Yrd. Doç. Dr. Levent Çetin. Alternatif Gerilim. Alternatif Akımın Fazör Olarak İfadesi. Temel Devre Elemanlarının AG Etkisi Altındaki Davranışları Yrd. Doç. Dr. Levent Çetin İçerik Alternatif Gerilim Faz Kavramı ın Fazör Olarak İfadesi Direnç, Reaktans ve Empedans Kavramları Devresinde Güç 2 Alternatif Gerilim Alternatif gerilim, devre üzerindeki

Detaylı

326 ELEKTRİK MAKİNALARI LABORATUVARI II ÜÇ-FAZ SİNCAP KAFESLİ ASENKRON (İNDÜKSİYON) MOTOR DENEY 326-04

326 ELEKTRİK MAKİNALARI LABORATUVARI II ÜÇ-FAZ SİNCAP KAFESLİ ASENKRON (İNDÜKSİYON) MOTOR DENEY 326-04 İNÖNÜ ÜNİERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL. 26 ELEKTRİK MAKİNALARI LABORATUARI II ÜÇ-FAZ SİNCAP KAFESLİ ASENKRON (İNDÜKSİYON) MOTOR DENEY 26-04. AMAÇ: Üç-faz sincap kafesli asenkron

Detaylı

DALGA YAYILMASI Sonsuz Uzun Bir Çubuktaki Boyuna Dalgalar SıkıĢma modülü M={(1- )/[(1+ )(1-2

DALGA YAYILMASI Sonsuz Uzun Bir Çubuktaki Boyuna Dalgalar SıkıĢma modülü M={(1- )/[(1+ )(1-2 DALGA YAYILMASI Sonsuz Uzun Bir Çubuktaki Boyuna Dalgalar SıkıĢma modülü = M={(1- )/[(1+ )(1-2 )]}E E= Elastisite modülü = poisson oranı = yoğunluk V p Dalga yayılma hızının sadece çubuk malzemesinin özelliklerine

Detaylı

ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARIN TEK FAZLI ġebekeden BESLENMESĠ

ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARIN TEK FAZLI ġebekeden BESLENMESĠ T.C. KARADENĠZ TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARIN TEK FAZLI ġebekeden BESLENMESĠ Muhammet ÖZKURT Mehmet Ali GÜRLER Prof. Dr.

Detaylı

1000 V a kadar Çıkış Voltaj. 500 V a kadar İzolasyon Sınıfı. F 140C İzolasyon Malzemesi IEC EN 60641-2 Çalışma Frekansı. 50-60 Hz.

1000 V a kadar Çıkış Voltaj. 500 V a kadar İzolasyon Sınıfı. F 140C İzolasyon Malzemesi IEC EN 60641-2 Çalışma Frekansı. 50-60 Hz. BİR ve İKİ FAZLI İZOLASYON TRANSFORMATÖR Bir ve İki fazlı olarak üretilen emniyet izolasyon transformatör leri insan sağlığı ile sistem ve cihazlara yüksek güvenliğin istenildiği yerlerde kullanılır. İzolasyon

Detaylı

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUARI

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUARI SAKARYA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUARI DENEYİ YAPTIRAN: DENEYİN ADI: DENEY NO: DENEYİ YAPANIN ADI ve SOYADI: SINIFI: OKUL NO: DENEY GRUP NO:

Detaylı

ANALOG ELEKTRONİK - II. Opampla gerçekleştirilen bir türev alıcı (differantiator) çalışmasını ve özellikleri incelenecektir.

ANALOG ELEKTRONİK - II. Opampla gerçekleştirilen bir türev alıcı (differantiator) çalışmasını ve özellikleri incelenecektir. BÖLÜM 6 TÜREV ALICI DEVRE KONU: Opampla gerçekleştirilen bir türev alıcı (differantiator) çalışmasını ve özellikleri incelenecektir. GEREKLİ DONANIM: Multimetre (Sayısal veya Analog) Güç Kaynağı: ±12V

Detaylı

nareks is an Electrical Contracting and Automation Engineering company. nareks Elektrik Taahhüt ve Otomasyon Mühendislik firmasıdır.

nareks is an Electrical Contracting and Automation Engineering company. nareks Elektrik Taahhüt ve Otomasyon Mühendislik firmasıdır. About Us Hakkımızda nareks is an Electrical Contracting and Automation Engineering company. It was founded at 2012. From its beginning, with local presence and international expert team, the company is

Detaylı

Facts cihazlarının gerilim kararlılığına etkisinin incelenmesi. Effects of facts devices voltage stability

Facts cihazlarının gerilim kararlılığına etkisinin incelenmesi. Effects of facts devices voltage stability SAÜ. Fen Bil. Der. 7. Cilt, 2. Sayı, s. 6-66, 23 SAU J. Sci. Vol 7, No 2, p. 6-66, 23 Facts cihazlarının gerilim kararlılığına etkisinin incelenmesi Talha Enes Gümüş *, Mehmet Ali Yalçın * Sakarya Üniversitesi,

Detaylı

ĠYONLAġTIRICI OLMAYAN RADYASYONUN OLUMSUZ ETKĠLERĠNDEN ÇEVRE VE HALKIN SAĞLIĞININ KORUNMASINA YÖNELĠK ALINMASI GEREKEN TEDBĠRLERE ĠLĠġKĠN YÖNETMELĠK

ĠYONLAġTIRICI OLMAYAN RADYASYONUN OLUMSUZ ETKĠLERĠNDEN ÇEVRE VE HALKIN SAĞLIĞININ KORUNMASINA YÖNELĠK ALINMASI GEREKEN TEDBĠRLERE ĠLĠġKĠN YÖNETMELĠK ĠYONLAġTIRICI OLMAYAN RADYASYONUN OLUMSUZ ETKĠLERĠNDEN ÇEVRE VE HALKIN SAĞLIĞININ KORUNMASINA YÖNELĠK ALINMASI GEREKEN TEDBĠRLERE ĠLĠġKĠN YÖNETMELĠK BĠRĠNCĠBÖLÜM Amaç, Kapsam, Dayanak ve Tanımlar Amaç

Detaylı

Güç Kalitesi Yenilenebilir Enerji Enerji Dağıtım Sistemleri Ölçüm, Analiz ve Değerlendirme Araştırma ve Geliştirme. www.genetek.com.

Güç Kalitesi Yenilenebilir Enerji Enerji Dağıtım Sistemleri Ölçüm, Analiz ve Değerlendirme Araştırma ve Geliştirme. www.genetek.com. Güç Kalitesi Yenilenebilir Enerji Enerji Dağıtım Sistemleri Ölçüm, Analiz ve Değerlendirme Araştırma ve Geliştirme www.genetek.com.tr GENETEK, Elektrik Mühendisliği uygulamalarında kaliteli ve güvenilir

Detaylı

THE CHANNEL TUNNEL (MANŞ TÜNELİ) 278829 Hilmi Batuhan BİLİR 278857 Deniz Göksun ATAKAN 278899 İlayda YEĞİNER

THE CHANNEL TUNNEL (MANŞ TÜNELİ) 278829 Hilmi Batuhan BİLİR 278857 Deniz Göksun ATAKAN 278899 İlayda YEĞİNER THE CHANNEL TUNNEL (MANŞ TÜNELİ) 278829 Hilmi Batuhan BİLİR 278857 Deniz Göksun ATAKAN 278899 İlayda YEĞİNER The Tunnels The Channel Tunnel is the longest undersea tunnel in the world. This tunnel was

Detaylı

KOMPANZASYON www.kompanze.com

KOMPANZASYON www.kompanze.com KOMPANZASYON Hazırlayan: Mehmet Halil DURCEYLAN Teknik Öğretmen & M.B.A. halil@kompanze.com Dünyada enerji üretim maliyetlerinin ve elektrik enerjisine olan ihtiyacın sürekli olarak artması, enerjinin

Detaylı

Isc, transient şartlarında, Zsc yi oluşturan X reaktansı ve R direncine bağlı olarak gelişir.

Isc, transient şartlarında, Zsc yi oluşturan X reaktansı ve R direncine bağlı olarak gelişir. Sadeleştirilmiş bir şebeke şeması ; bir sabit AC güç kaynağını, bir anahtarı, anahtarın üstündeki empedansı temsil eden Zsc yi ve bir yük empedansı Zs i kapsar. (Şekil 10.1) Gerçek bir sistemde, kaynak

Detaylı

Bulanık Mantık Tabanlı Uçak Modeli Tespiti

Bulanık Mantık Tabanlı Uçak Modeli Tespiti Bulanık Mantık Tabanlı Uçak Modeli Tespiti Hüseyin Fidan, Vildan Çınarlı, Muhammed Uysal, Kadriye Filiz Balbal, Ali Özdemir 1, Ayşegül Alaybeyoğlu 2 1 Celal Bayar Üniversitesi, Matematik Bölümü, Manisa

Detaylı

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ LABORATUARI

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ LABORATUARI ERİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ LABORATUARI DENEY FÖYÜ DENEY ADI KOMPANZASYON DENEYİ DERSİN ÖĞRETİM ÜYESİ DENEYİ YAPTIRAN

Detaylı

Doğru Akım (DC) Makinaları

Doğru Akım (DC) Makinaları Doğru Akım (DC) Makinaları Doğru akım makinaları motor veya jeneratör olarak kullanılabilir. Genellikle DC makinalar motor olarak kullanılır. En büyük avantajları hız ve tork ayarının kolay yapılabilmesidir.

Detaylı

Harmonik Filtre Sistemleri Sağlam ve Kaliteli Çözümler Sunar İÇİNDEKİLER HARMONİKLER Harmonik Nedir 3 Harmonik Seviyeleri 3 Harmonik Sebepleri 4 Harmonik Kaynakları 4 Rezonans 5 Harmonik Filtrasyon 6 Harmonik

Detaylı

AÇ-KAPA KONTROLLÜ FACTS CİHAZLARI İLE YÜK KOMPANZASYONU

AÇ-KAPA KONTROLLÜ FACTS CİHAZLARI İLE YÜK KOMPANZASYONU AÇ-KAPA KONTROLLÜ FACTS CİHAZLARI İLE YÜK KOMPANZASYONU Ayetül KARA 1 Tankut YALÇINÖZ 2 1,2 Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Niğde Üniversitesi, 51245, Niğde 1 e-posta: ayetulkara@nigde.edu.tr 2

Detaylı

Yükseltici DA Kıyıcılar, Gerilim beslemeli invertörler / 12. Hafta

Yükseltici DA Kıyıcılar, Gerilim beslemeli invertörler / 12. Hafta E sınıfı DC kıyıcılar; E sınıfı DC kıyıcılar, çift yönlü (4 bölgeli) DC kıyıcılar olarak bilinmekte olup iki adet C veya iki adet D sınıfı DC kıyıcının birleşiminden oluşmuşlardır. Bu tür kıyıcılar, iki

Detaylı

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DENEY FÖYÜ DENEY ADI AC AKIM, GERİLİM VE GÜÇ DENEYİ DERSİN ÖĞRETİM ÜYESİ DENEY SORUMLUSU DENEY GRUBU: DENEY TARİHİ : TESLİM

Detaylı

ELEKTRONİK DEVRE TASARIM LABORATUARI-I MOSFET YARI İLETKEN DEVRE ELEMANININ DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

ELEKTRONİK DEVRE TASARIM LABORATUARI-I MOSFET YARI İLETKEN DEVRE ELEMANININ DAVRANIŞININ İNCELENMESİ ELEKTRONİK DEVRE TASARIM LABORATUARI-I MOSFET YARI İLETKEN DEVRE ELEMANININ DAVRANIŞININ İNCELENMESİ Yrd. Doç. Dr. Özhan ÖZKAN MOSFET: Metal-Oksit Yarıiletken Alan Etkili Transistor (Geçidi Yalıtılmış

Detaylı

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ MÜFREDAT REVİZYONU

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ MÜFREDAT REVİZYONU ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ MÜFREDAT REVİZYONU I. YARIYIL MATEMATİK I 3+1 Zorunlu 6 FİZİK I 2+1 Zorunlu 4 KİMYA 2+1 Zorunlu 4 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ 2+0 Zorunlu 2 TEKNİK RESİM 1+2 Zorunlu 5 TÜRK DİLİ

Detaylı

Güç Elektroniği. Yüke verilen enerjinin kontrolü, enerjinin açılması ve kapanması ile ayarlanmasını içerir.

Güç Elektroniği. Yüke verilen enerjinin kontrolü, enerjinin açılması ve kapanması ile ayarlanmasını içerir. Güç Elektroniği GÜÇ ELEKTRONİĞİNİN TANIMI Güç Elektroniği, temel olarak yüke verilen enerjinin kontrol edilmesi ve enerji şekillerinin birbirine dönüştürülmesini inceleyen bilim dalıdır. Güç Elektroniği,

Detaylı

ELEKTRİK GRUBU ELEKTRİK MAKİNELERİ EĞİTİM SETİ ELECTRICAL MACHINERY TRAINING SET

ELEKTRİK GRUBU ELEKTRİK MAKİNELERİ EĞİTİM SETİ ELECTRICAL MACHINERY TRAINING SET ELEKTRİK GRUBU ELEKTRİK MAKİNELERİ EĞİTİM SETİ ELECTRICAL MACHINERY TRAINING SET Elektrik Makineleri ve Kumanda Eğitim Seti; çok fonksiyonlu deney masası ve enerji üniteleri, elektrik motorları, motor

Detaylı

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ YAYINLARI NO: 293 3. BASKI

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ YAYINLARI NO: 293 3. BASKI DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ YAYINLARI NO: 293 3. BASKI ÖNSÖZ Bu kitap, Dokuz Eylül Üniversitesi Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümünde lisans eğitimi ders programında verilen

Detaylı

MODÜLER AKTİF HARMONİK FİLTRELER

MODÜLER AKTİF HARMONİK FİLTRELER MODÜLER AKTİF HARMONİK FİLTRELER Yetkili Distribütörü: ARMES MÜHENDİSLİK ENDÜSTRİYEL SİSTEMLER LTD. Huzur Mah. Kanarya Sok. No: 1/1 Seyrantepe Sarıyer 34396 İstanbul Türkiye Tel: +90 212 3244327 / 28 info@armes

Detaylı

Yoğun ışık / Intense light 30-36 -40 Büyük objelerin etkin aydınlatılması veya ürün grubunun vurgulanması.

Yoğun ışık / Intense light 30-36 -40 Büyük objelerin etkin aydınlatılması veya ürün grubunun vurgulanması. SOLO Yüksek verimli / Highly efficient Daha yüksek verim ve homojen ışık dağılımı sağlar. Işığın çıkış açısının daha iyi kontrolünü sağlar. Ensures more uniform light distribution and higher efficiency.

Detaylı

ELEKTRİK ELEKTRONİK SANAYİ VE TİCARET LİMİTED ŞİRKETİ

ELEKTRİK ELEKTRONİK SANAYİ VE TİCARET LİMİTED ŞİRKETİ ELEKTRİK ELEKTRONİK SANAYİ VE TİCARET LİMİTED ŞİRKETİ HAKKIMIZDA 2012 ELECREATE 2010 Misyonumuz: Yeni teknolojiler ile yüksek katma değerli, kullanıcı memnuniyetini ön planda tutan ürün ve hizmetler sunarak

Detaylı

RES ELEKTRIK PROJELENDIRME SÜREÇLERI O Z A N B A S K A N O Z A N. B A S K A N @ K E S I R. C O M. T R + 9 0 ( 5 3 9 ) 7 8 5 9 7 1 4

RES ELEKTRIK PROJELENDIRME SÜREÇLERI O Z A N B A S K A N O Z A N. B A S K A N @ K E S I R. C O M. T R + 9 0 ( 5 3 9 ) 7 8 5 9 7 1 4 RES ELEKTRIK PROJELENDIRME SÜREÇLERI O Z A N B A S K A N O Z A N. B A S K A N @ K E S I R. C O M. T R + 9 0 ( 5 3 9 ) 7 8 5 9 7 1 4 ÖZET Önbilgi Projelendirmeye Bakış Elektriksel Tasarım Ön-Hazırlık Enterkonnekte

Detaylı

AC Circuits Review Assoc.Prof.Dr.Bahtiyar DURSUN Department of Energy Systems Engineering

AC Circuits Review Assoc.Prof.Dr.Bahtiyar DURSUN Department of Energy Systems Engineering ESM 14701 POWER QUALITY IN ENERGY SYSTEMS AND HARMONICS AC Circuits Review Assoc.Prof.Dr.Bahtiyar DURSUN Department of Energy Systems Engineering FAZÖR (PHASOR) Elektrik terminolojisinde kullanılan iki

Detaylı

LCR METRE KALİBRASYONU

LCR METRE KALİBRASYONU 599 LCR METRE KALİBRASYONU Yakup GÜLMEZ Gülay GÜLMEZ Mehmet ÇINAR ÖZET LCR metreler, genel olarak indüktans (L), kapasitans (C), direnç (R) gibi parametreleri çeşitli frekanslardaki alternatif akımda ölçen

Detaylı

KLEA 220P ENERJİ ANALİZÖRÜ

KLEA 220P ENERJİ ANALİZÖRÜ KLEA 220P ENERJİ ANALİZÖRÜ Temel Bilgiler KLEA 220P Enerji Analizörünün basit terimlerle tanımlanması Klea 220P, elektrik şebekelerinde 3 fazlı ölçüm yapabilen ve röle çıkışı sayesinde kontrol imkanı sunabilen

Detaylı

LED AYDINLATMA SİSTEMLERİ LED LIGHTING SYSTEMS

LED AYDINLATMA SİSTEMLERİ LED LIGHTING SYSTEMS LED AYDINLATMA SİSTEMLERİ LED LIGHTING SYSTEMS >0.9 Hg Pb LED LIGHTING SOLUTIONS ÖZEL ÇÖZÜMLER SPECIALS PLANK SİSTEMLER PLANK SYSTEMS 02 BAFFLE LED 03 04 05 PLANK LINE 1 PLANK LINE 4 PLANK LINE 2 TILE

Detaylı

2- İşverenler işyerlerinde meydana gelen bir iş kazasını en geç kaç iş günü içerisinde ilgili bölge müdürlüğüne bildirmek zorundadır?

2- İşverenler işyerlerinde meydana gelen bir iş kazasını en geç kaç iş günü içerisinde ilgili bölge müdürlüğüne bildirmek zorundadır? 1- Doğa ve çevreye fazla zarar vermeden devamlı ve kaliteli bir hizmet veya mal üretimi sırasında iş kazalarının meydana gelmemesi ve meslek hastalıklarının oluşmaması için alınan tedbirlerin ve yapılan

Detaylı

KIBRIS TÜRK ELEKTRİK MÜTEAHHİTLERİ BİRLİĞİ Teknik İngilizce Terimler

KIBRIS TÜRK ELEKTRİK MÜTEAHHİTLERİ BİRLİĞİ Teknik İngilizce Terimler Multimeter Avometre/Multimetre: Ampermetre, voltmetre ve ohmmetrenin bir gövde içinde birleştirilmesiyle üretilmiş ölçü aletine avometre denir. Oscilloscope Salınımölçer/Osiloskop: Elektrik işaretlerindeki

Detaylı

TEK BÖLGELİ GÜÇ SİSTEMLERİNDE BULANIK MANTIK İLE YÜK FREKANS KONTRÜLÜ

TEK BÖLGELİ GÜÇ SİSTEMLERİNDE BULANIK MANTIK İLE YÜK FREKANS KONTRÜLÜ TEKNOLOJİ, Yıl 5, (2002), Sayı 3-4, 73-77 TEKNOLOJİ TEK BÖLGELİ GÜÇ SİSTEMLERİNDE BULANIK MANTIK İLE YÜK FREKANS KONTRÜLÜ Ertuğrul ÇAM İlhan KOCAARSLAN Kırıkkale Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik

Detaylı