e-posta: e-posta:

Transkript

1 FT BESLEMEL ASENKRON GENERAT RL R ZGAR T RB NLER NDE ARIZA TE H S * ve *** * Elektrik-, Tokat e-posta: zafer.dogan@gop.edu.tr, cem.emeksiz@gop.edu.tr ** Amasya Teknoloji Elektrik-, Amasya e-posta: merve.sen@amasya.edu.tr zet: Anahtar Kelimeler: Abstract: Because it is cost efficient, clean and safe; wind based energy production is spreads day by day. Wind Turbines are used as a primary energy transformer device for this limitless source. For wind power systems, reliability of wind turbines is an essential aspect. In recent years, using of a Double-Fed Asynchronous Generator (DFAG) on large power wind turbines is become more common. It is mostly because of the compatibility and reliability of DFAGs on inconsistent speed applications. Unstable power transfer is one of a general characteristic of the wind power. Gridconnected wind turbines are faced-with different stresses on constant operation condition, especially because of the wind. These ill conditions are cause of many mechanical and electrical faults on turbine blades, gear boxes, stator windings, rotor hubs and windings, bearings etc. While these failures invite critical damages on mechanical parts of the turbines, they also make turbines completely dysfunctional. As a result economic losses occur like production losses, equipment and device replacements and maintenance and repair costs. Early fault diagnosis of DFAGs has a essential role to avoid these losses. Reviewing of the scientific articles about 'early fault diagnosis' on DFAG using wind turbines is the scope of this study. Keywords: Doubly Fed Induction Generator, Wind Powered Energy, Electrical and Mechanical Faults 1. G R Yenilenebilir enerji 361

2 R zgar n s rekli oldu u yerlerde ve b y k g lerde senkron generat rler tercih edilirken; asenkron ve do ru ak m generat rleri ise yayg n olarak de i ken r zgar h zlar nda kullan lmaktad r [1]. Halen r zgar t rbini generat rlerinin en pop ler konf g rasyonlar ndan biri BAG'lerdir. Avrupadaki r zgar t rbinlerinin yakla k % 55'i BAG tabanl d r [5,6]. R zgar enerjisi genellikle k rsal b lgelerde zay f, dengesiz g iletim ebekeleri ile karakterize edilir. ebekeye ba l r zgar t rbinleri s rekli operasyon ko ulunda titre imler retebilir. Buna ek olarak k t hava artlar, tropik ko ullar, g ne n n olumsuz etkileri, ya lanma, t rbin kanatlar de i ken a r r zgar vb. etkilerle farkl zorlanmalara maruz kalmaktad r [7]. Bu ve benzeri olumsuz etkiler; BAG'lerde mekaniksel ve elektriksel ar zalara sebep olurlar. Bu ar zalar BAG'lerin t rbin kanatlar, di li sistemi, stator sarg lar, rotor ubuk veya sarg lar, rulmanlar vb. elemanlar nda g zlenmektedir. Neticesinde; g kay plar, sistemin e itli elemanlar nda hasarlar ve bak m onar m masraflar gibi ekonomik kay plar olu maktad r. Bahsedilen istenmeyen durumlar n olu mamas i in BAG'lerde erken ar za te hisi olduk a nem ta maktad r. R zgar enerjisi sistemlerinin bak m nda durum izleme (D ) y ntemi kullan lmaktad r. D, ar za kaynakl kesintileri en aza indirmek ve verimlili i en st d zeye karmak amac yla ar zalar n erken tespiti i in kullan lan bir y ntemdir. D sistemleri sens rler ve sinyal i leme elemanlar ndan olu maktad r. yi bir veri toplama ve uygun sinyal i leme ile ar zalar erken tespit edilerek sistemin nemli bile enlerinin zarar g rmesi nlenebilir. Baz sistem elemanlar n n ar za bilgisi, sadece ilgili eleman n zerine yerle tirilen sens rler arac l yla elde edilebilir. Sens rlerin yerle tirilmesi, g venilir ve ar zal verilerin ay klanmas i in olduk a nemlidir. R zgar enerjisi sistemlerinde D i in ak m, ak, h z, g r lt ve titre im vb. gibi bilgiler sistem i i ve d sens rler kullan larak elde edilir. Veri toplama s recinde bozucu etkilerin durumlar dikkate al nmal d r. Sinyaller zaman, frekans, zaman-frekans boyutu vb. y ntemlerle analiz edilir [8,9]. Zaman boyutunda yap lan analizlerde, sinyalin ortalama, tepe, bas kl k gibi istatistik de erlerine bak larak ve sinyallerinin, X-Y d n m analizi veya park d n m analizi yap larak [10]. Frekans boyutunda analizde zaman boyutundaki sinyallerinin fourier d n m yap larak ar za te hisi yap lmaktad r. Zaman ve frekans boyutlar nda dura an olan sinyallerin analizleri ba ar l sonu lar sa larken, de i ken r zgar h zlar gibi etkilerden kaynaklanan dura an olmayan sinyallerin analizinde bu y ntemler yetersiz kalmaktad r. Dalgac k d n m kullan larak dura an olmayan sinyaller zaman-frekans boyutunda analiz edilmektedir [11]. Bu analizlerden farkl olarak, bulan k mant k, YSA ve genetik algoritma gibi insan gibi karar verme yetisine sahip uzman sistemler de g n m zde ar za te hisi amac yla yayg n olarak kullan lmaktad r [12,13,14]. Bu al mada BAG'l r zgar t rbin sistemlerinde meydana gelen ar zalar, bu ar zalar n tespiti i in ger ekle tirilen D ve analiz y ntemlerinin ge mi e y nelik al malara g re incelemesi ger ekle tirilmi tir. 2. FT BESLEMEL ASENKRON GENERAT R BAG lerin ift beslemeli olarak tan mlanmas, generat r n stator gerilimi do rudan ebekeden sa lan rken; rotorun uyart m geriliminin g konvert r arac l ebekeden sa lanmas ndan kaynaklanmaktad r. ekil 1. ift beslemeli asenkron generat r n ebeke ba lant s [1]. Bu durum ekil 1 de BAG lerin kullan ld bir r zgar g sistemi emas nda g r lmektedir. ekilden de g r ld gibi; stator sarg lar do rudan sabit frekansl 3 fazl ebekeye ba l iken, rotor sarg lar arda arda ba lanm iki adet konvert r taraf ndan ebekeye ba lanm t r. Bahsedilen konvert rler, rotor taraf konvert r ve ebeke taraf konvert r olarak isimlendirilir. Genellikle, rotor taraf ndaki konvert r, elektromanyetik torku d zenler ve generat r n manyetizasyonunu s rd rebilmesi i in reaktif g sa lar. ebeke taraf ndaki konvert r ise, DA ba lant s n d zenler. Konvert rler aras na ba lanan 1 adet kondansat r DC gerilim kayna g revini stlenir. ebeke taraf konvert r nden 3 fazl ebekeye ba lant her bir faza yerle tirilen end ktanslar arac l ile olur. G n m zde b y k g l r zgar t rbinlerinde, senkron generat rler yerine BAG lerin yayg n olarak tercih edilmesinin sebebi a a daki st nl klerinden kaynaklanmaktad r [1,15]. 362

3 i. Sadece rotorun kayma g c n kontrol etmeye yarayan konvert r sistemine sahip oldu u i in, toplam sistem g c n n yakla k %25 i oran nda bir inverter kullan lmaktad r. Bu da inverter maliyetini azalt r. ii. -Sistemde kullan lan filtreler toplam sistem g c n n 0.25 p.u. lik k sm na hitap etti i i in, inverter filtrelerinin maliyeti azalmaktad r. Ayn zamanda inverter harmonikleri, toplam sistem harmoniklerinin daha k k bir b l m n temsil etmektedir. iii. Bu makina harici bozucu etkilere kar dayan kl l k ve kararl l k g stermektedir. BAG i in en b y k dezavantaj ise; b nyesinde periyodik bak ma ihtiya duyan bilezik tertibat n n bulunmas d r. 3. BAG L R ZGAR T RB N S STEMLER NDE ARIZALAR Genel olarak r zgar t rbinleri karma k elektromekanik sistemlere sahiptir. Bu karma k yap onlar n kinetik ve elektrik enerjisi d n m i in kullan lan bir dizi par as ndan kaynaklanmaktad r. R zgar g c, t rbin kanatlar yard m yla mekanik enerjiye d n t r lerek, s ras yla kanat k g be i, rulmanlar, aft, di li kutusu ve kaplinler yoluyla generat r n rotoruna iletilir. Rotordaki mekanik enerji ise generat r n end vi sarg lar nda elektrik enerjisine d n t r l r [13,15,16]. ekil 2 de temel olarak bir r zgar t rbininin bile enleri g r lmektedir. Bu bile enler: (1) G bek ve Kanatlar, (2) D k H z Mili, (3) Elektronik Kontrol nitesi, (4) Di li Tak m, (5) Mekanik Frenli Y ksek H z Mili, (6) Generat r, (7)So utma nitesi, (8) Anemometre, (9)Yelkovan, (10)E im Mekanizmas, (11) Makina Yeri, (12) Kule. ekil 2. Genel olarak bir r zgar t rbinin temel bile enleri [17]. Genel olarak BAG de meydana gelen ar zalar [18]; kanat ar zalar, di li tak m ar zalar, rulman ar zalar, mekanik fren sistemi ar zalar, a kontrol sistemi ar zalar, sens r ar zalar ve generat r ar zalar olarak s n fland r lmaktad r. Kompleks yap dan olu an r zgar t rbin sisteminin kontrol sisteminde, mekanik bile enlerinde ve generat r nde olu abilecek ar zalara kar nlem al nmas zorunludur. R zgar t rbinlerinde renk solmas, a nma ve rulmanlardan gelen ses gibi baz ar zalar g rsel ve i itsel yollarla tespit edilebilir. Ancak kanat y zeylerinde g r len atlaklar ve p r zler, generat r devrelerindeki elektrik k sa devreleri ve di li kutular n n a r s nmas gibi ar zalar tespit etmek i in daha st d zeyde bir yakla m gerekmektedir. Bahsedilen st d zey yakla m, D teknikleri kullan larak yap lmaktad r. Elektriksel ve mekaniksel sistemlerde D ; ak m izleme, gerilim izleme, titre im analizi, ses izleme, ultrasonik test tekni i, ya analizi, gerilme (strain) l m, elektriksel etkiler, ok darbe y ntemi (spm), proses parametreleri, malzemelerin fiziksel durumlar n n izlenmesi, performans izlemesi, radyografik muayene, termografi vb. gibi de i ik tekniklerle yap labilir. Bunlar i erisinde en yayg n kullan lanlar, elektriksel sistemler i in ak m izleme iken mekaniksel sistemler i in ise titre im izlemedir. R zgar t rbinlerinde D ; kanatlar, di li kutular, generat rler gibi nemli elemanlar n al ma durumlar n izlemek ve elemanlar n anl k durumlar hakk nda bilgi vermek i in kullan l r. D erken uyar, problemlerin tan mlanmas ve sistem g venilirli i a lar ndan da nemlidir Generat r Ar zalar BAG yap l r zgar t rbini sistemlerinde kullan lan asenkron generat rler kullan lmaktad r. Bu generat r esasen rotoru sarg l asenkron makinad r(rsam) [6]. R zgar g sistemlerindeki ar zalar zerine yap lan ara t rmaya g re [14] r zgar t rbinlerinin % 8.9'u generat r ar zalar ndan dolay kullan lamaz hale gelmi tir. RSAM de meydana gelen 363

4 ar zalar genel olarak mekaniksel ve elektriksel ar zalar olmak zere ikiye ayr l r. RSAM da en s k kar la lan mekaniksel ar zalar; rulman ar zalar ve eksenden ka kl k ar zalar ndan olu urken, elektriksel ar zalar; stator ve rotor sarg ar zalar ve f r a-bilezik ar zalar ndan olu ur [19]. RSAM da ar za te hisinde kullan lmak zere ak m, ak, h z, tork, g r lt ve titre im gibi sinyaller zerinden D yap lmaktad r Sarg ar zalar : Sarg ar zalar mekaniksel, elektriksel ve evresel zorlamalar sonucu ortaya kar. ekil 3'de g r ld gibi fazl asenkron makinalarda rotor veya stator sarg lar nda meydana gelecek bir bozukluk; sarg -sarg k sa devresi, sar msar m k sa devresi, bir faz ar zas, faz-faz k sa devresi, faz- toprak k sa devresi ar za durumlar n olu turur [20,21,22,23]. R T S Faz-Toprak ekil 3. fazl ASM de stator sarg k sa devreleri Literat rde BAG lerin sarg ar zalar n n tespiti i in asenkron motorlardaki benzer y ntemler kullan lmaktad r. Kullan lan y ntemlerin en yayg n olan spektral analiz y ntemidir. Bu y ntemde bir sinyalin frekans boyutundaki ar za yan bantlar na bak lmaktad r. [24] de verilen al mada, r zgar t rb n sistemlerinde kullan lan de i ken h zl BAG lerde ar za tespiti yapabilmek i in h zl fourier d n m y ntemi kullan lm t r. BAG lerde kar la lan rotor sarg ar zalar n n tespit edilmesi amac yla stator ak mlar n n spektral analizi yap lm t r. Benzer ekilde al ma [25] de FFT analizini kullanarak statordaki anl k reaktif g c n verilerine g re stator sarg lar nda meydana gelen k sa devre ar zas n n tespiti ger ekle tirilmi tir. Bu al maya g re stator sarg lar ndaki k sa devre ar zalar, statorun reaktif g spektrumunda statorun temel frekans n 2 kat olarak (2f) g venilir bir ekilde tespit edilebilir. Rotor sarg lar ndaki k sa devre ar zalar ise, rotor frekans n n 2 kat olarak ( 2sf ) spektrumda g r len spektral bile endir. Ancak bu y ntemle, makinenin senkronize h za yak n al ma ko ullar nda rotor ar zas tespit edilemeyebilir. Spektral analiz ba ka bir al mada [26] BAG n stator ak mlar ve stator ani aktif g c n n analizlerinin kar la t rmalar yla sarg ar zas tespiti i in nerilmi tir. Ayn methotla [27]'de kullan larak BAG n rotor sarg ar zas tespiti ger ekle tirilmi tir. BAG in sarg ar zalar n n tespiti i in kullan lan ba ka bir yakla m da Park Vekt r d n m y ntemidir. [28] de verilen al mada, stator ve rotoru PWM inverterler taraf ndan beslenen BAG lerde stator sarg lar nda meydana gelen k sa devre ar zas n n tespiti i in basit bir y ntem sunulmaktad r. Kullan lan y ntem, sinir a kullan larak Park Vekt r yakla m temeline dayanmaktad r. Bu makinada sarg ar zas tespiti i in kullan lan di er bir y ntem de Dalgac k D n m y ntemidir. [29] da verilen al mada stator sarg lar nda meydana gelen k sa devre ar zas alt nda BAG i in bir hibrit model (ABC / dq) nerilmi tir. Bu t r bir modelin temel avantaj, ar za durumunu sabit matrislerle sa lamas yetene idir. Bu al mada, stator sarg lar nda meydana gelen k sa devre ar zas n n tespiti i in dalgac k analizi kullan lm t r ve BAG n stator sarg lar nda meydana gelen k sa devre ar zas nda ar zas n n tespiti i in yeni bir indeks tan mlanm t r. [30] da, BSG ak mlar zerinden dalgac k d n m kullan larak stator sar m-sar m ar zas te hisi yap lm t r. [31] de, BAG yap l bir r zgar t rbininde stator ar za analizi dalgac k y ntemi ile ger ekle tirilmi tir. Model tabanl ar za te hisi y ntemleri de sarg ar zas te hisinde yayg n olarak kullan lamaktad r. [32] de verilen al mada nerilen sim lasyon modelinde stator sarg lar nda meydana gelen k sa devre ar zas yeni bir faz olarak ele al n r ve ar zal fazdan ge en ak m elde edilerek ar za te hisi yap lmaktad r. [33] de, stator sarg lar nda meydana 364

5 gelen k sa devre ar zas n n tespiti i in bir dinamik durum uzay modeli nerilmi tir. [34] de, stator sarg lar nda meydana gelen k sa devre ar zas n n tespiti i in nerilen y ntem referans ekseni d n m teorisi kullan larak BAG nin dinamik modeli olu turulmu tur BAG sarg ar zas tespiti i in yukar da bahsedilen al malara ek olarak yap lan ba ka al malarda mevcuttur. [35] de verilen al mada stator sarg lar nda meydana gelen k sa devre ar zas n incelemek i in literat rde yer alan mevcut y ntemlerden farkl olarak rotor devresinde ind klenen harmonikler incelenmi tir. [36] da, harici ak m sens rl invert rden gelen mevcut l len sinyallere g re stator sarg ar zalar n tespit etmek i in bir y ntem nerilmi tir. Bunlardan farkl olarak YSA, Bulan k mant k vb. y ntemlerde t pk asenkron motorlarda kullan ld gibi burada da kullan labilir Eksenden ka kl k ar zalar R zgar enerji sistemlerinde generat rlerin eksenden ka kl k ar zalar t pk asenkron motorlarda oldu u gibi statik eksenden ka kl k, dinamik eksenden ka kl k ve dinamik/statik eksenden ka kl k olarak farkl t rde meydana gelebilir. ASM nin t m ar zalar n n yakla k % 12 sini bu t r ar zalar olu turur. Motorda meydana gelen mekaniksel ar zalar n yakla k % 80 i eksen ka kl na yol a ar [37]. R zgar t rbinlerinde eksenden ka kl k ar zas di li sistemi, kanat hareketleri vb. mekaniksel zorlamalar ve evresel zorlamalardan kaynaklanabilir [38]. Bu ar za [39] al mas nda BAG n k g c n n dalgac k analizi kullan larak tespit edilmi tir Generat r rulman ar zalar : Rulmanlar r zgar t rbin sistemlerinin en nemli bile enlerindendir. Rulman ar zalar t m makine ar zalar n n %40 ndan daha fazla bir yer tutar [40]. Bu profil r zgar t rbinleri i in %45 den daha b y k bir orandad r [39]. Rulman ar zalar i bilezik, d bilezik, kafes ve bilye ar zalar ndan olu ur [23]. Rulman ar zalar n n tespitinde motor ak m analizi, titre im analizi vb. gibi literat rde bir ok teknik a klanm t r [41,42]. GBAG rulman ar zalar tespitinde titre im analizi ve generat r ak m analizi ok kullan lan y ntemlerin ba nda gelmektedir. al ma [43] de BAG ak mlar n n sinyal analizi kullan larak, [44] de ise makinan n ak m sinyallerinin uyarlamal istatistiksel zamanfrekans analizi kullan larak rulman ar zas te hisleri yap lm t r. Generat r rulman titre im sinyalleri analizinin yap ld [45] de bir BAG de ar za te hisi yap lm t r Di er generat r ar zalar BAG lerin nemli dezavantajlar ndan birisi, ebeke bozulmalar na zellikle gerilim kmelerine kar ok hassas olmas d r. E er rotor taraf ndaki konverterde ak m kontrol s n rl ise, bu durum ani y ksek gerilimlerin olu mas na yol a ar ve konverter zarar g rebilir. Bu kritik durumlar n generat re zarar vermemesi i in literat rde e itli al malar mevcuttur [18]. [46] da verilen al mada, BAG l r zgar t rb n sistemlerinde olu an dengesiz farzlar n etkisini g zlemlemek amac yla olu turulan modelden, dengesizlik durumunu FFT kullan larak tespit edilmi tir. [47] de verilen al mada, b y k g l, de i ken h zl BAG r zgar t rbinlerinde meydana gelen sal n mlar n etkisini g zlemek amac yla PSCAD / EMTDC de sim lasyon modeli olu turulmu ve bu tip generat rlerde olu an sal n m n; r zgar t rb lans yo unlu u, ebekenin k sa devre kapasitesi ve ebeke empedans a s ile ili kisi incelenmi tir. [48] de verilen al mada, k sa s reli asimetrik ebeke ar zas alt nda, BAG n analitik modeli ve FEM modeli ile asimetrik magnetik doyum ara t r lm t r. [49] da verilen al mada, 3 faz gerilim kmesi ar zas alt nda, BAG in dinamik davran n n teorik analizi incelenmi tir. [50] de verilen al mada ani bir k sa devre durumunda BAG lerin performans MATLAB/SIMULINK taraf ndan geli tirilen sim lat r kullan larak incelenmi tir. [51] de, asimetrik gerilim kmesi alt nda BAG n al mas analiz etmektedir. [52] de, ebekede gerilim kmesi oldu unda BAG nin detayl bir analitik z mlenmesini sunmaktad r. [53] de, ebeke gerilim kmesi alt nda al t r lan r zgar t rbininin davran n n anlayabilmek i in ge ici ak n n etkisi analiz edilmi tir. [54] de, 3 faz ebeke gerilim kmesi alt nda r zgar t rbinlerinde kullan lan BAG lerin davran n sunmaktad r.[55] de, r zgar t rbinlerinde kullan lan BAG lerin 3 farkl asimetrik ar za alt nda al mas PSCAD yaz l m kullanarak modellenmi ve 3 farkl ar za tipi i in davran lar kar la t r lm t r. [56] da, r zgar t rbinlerinde kullan lan BAG lerde ebekede gerilimi kmesi ya da art oldu u durumda rotor ak m n do ru bir ekilde ifade elde etmek i in bir y ntem nerilmi tir. [57] de, elektrik ebekelerinde s kl kla g r lebilen tek faz toprak k sa devre ar zas durumunda 2.5 MW luk DFIG nin sim lasyonu ve deneysel al mas yap lm t r. [58] de, 4 farkl ebeke ar zas alt nda al an BAG n her bir ar za t r i in simulasyon ve analiz sonu lar elde edilerek kar la t r lmal olarak sunulmu tur. [59] da, r zgar t rbinlerinde kullan lan BAG lerin ar zal ve ar zas z al ma ko ullar alt nda elektriksel davran n ele almaktad r. elektriksel bile enlerinin detayl analizini sunulmu tur. [60] da, BAG l r zgar t rbinlerinde k sa devre ak m n n etkisi incelenmi tir. [61] de, stator alan odakl vekt r kontrol emas ile 365

6 kontrol edilen r zgar t rbinlerinde kullan lan DFIG lerde, rotor ve stator elektriksel asimetriklerin tespiti i in bir ar za tespit y ntemi nerilmektedir 3.2.Di li Tak m Ar zalar Di li tak m n n temel fonksiyonu kanatlar yoluyla kazan lan mekanik enerjiyi, istenen y ksek giri h z nda generat re ula t r r. T m r zgar t rbini sistemleri i in uygun di li tak m t rbin veriminin y kseltilmesinde ok nemlidir. A r y kler, toz vb k t ko ullar alt nda uzun s reli al ma di li sistemi zerinde a nmalara yol a ar [18]. Bu ar zan n tespiti i in farkl bir ok y ntem kullan lmaktad r. Zaman-frekans analiz y ntemleri bunlar n ba nda gelmektedir. Bu analizde o unlukla titre im sinyallerinin analizleri yap l r. Di k r lmalar, a nmalar vb. bozukluklar titre im sinyalleri zerinden zaman-frekans analizi y ntemleriyle te his edilebilir [62]. statistiksel te his algoritmalar [63], uzman sistem tabanl yakla mlar [64] di li ar zalar n n tespitinde kullan lan di er baz y ntemlerdir. 3.3.Mekanik Fren Sistemi Ar zalar Mekanik fren sistemi, elektromanyetik frenleme ile aft h z d r ld kten sonra kullan l r. Aksi halde mekaniksel fren bile enlerinde sorunlar ortaya kabilir. H z belirli bir kritik de erin zerine kt zaman zellikle t rbin kanatlar ve mekaniksel sistemler zerinde ciddi hasarlar meydana getirebilir. Bu sistem D y ntemleriyle s rekli izlenmelidir [65]. 3.4.Kanat Ar zalar Kanatlar bir t rbin sisteminin en nemli mekaniksel par as d r. R zgar enerjisinin mekanik enerjiye d n t ren kanatlar mekaniksel ve evresel etkilerle s rekli zorlanmaktad r [7]. Kanatta olu an bir k r lma toplam t rbin maliyetinin %15-20 si kadar maliyete sebep olabilir [18]. Kanat k r lmas ar zalar n n tespitinde titre im ve akustik yay l m tabanl D yayg n olarak kullan lmaktad r. Bu sinyaller Dalgac k D n m, Wigner-Ville da l m gibi y ntemlerle analiz edilerek bu ar zan n te hisi ger ekle tirilmektedir [66]. 3.5.A Kontrol Sistemi A kontrol sistemi, kanatlar n pozisyonunu ayarlar. R zgar n kanatlar zerinde uygun bir etkiyle pozisyonlanmas hem a r y klenmeleri azalt r hem de t rbin verimini art r r. Bu sistemin al mas nda meteorolojik verilerin alg lanmas i in alg lay c lar ve kanat a s n n tahrikini sa layan servomotor sistemi kullan lmaktad r. Bu sistemde olu abilecek bir ar za t m t rbin sistemini olumsuz etkiler. R zgar t rbini A kontrol sistemi ar za tespitinde bulan k mant k uygulamalar kullan lan y ntemlerdendir [67]. 3.6.Sens r Ar zalar Bir r zgar t rb n sisteminin i letilmesi pozisyon, a, ak m, gerilim vb bir ok kontrol uygulamas n da beraberinde getirir. zellikle faz sarg lar ebekeye do rudan ba l BAG gibi r zgar t rb n sistemlerinde bu kontroller sistemin al t r lmas nda ok nemlidir. R zgar enerjisi sistemlerinde ortaya kan ar zalar n bir o unun meydana gelmesinde sens r ar zalanmalar ayr ca sebeptir [68]. 4. SONU G n m zde giderek artan r zgar enerjisi g sistemlerinin g venilir bir ekilde i letilebilmesi i in uygun durum izleme ve ar za te his sistemlerine ihtiya duyulmaktad r. Erken ar za te hisi, r zgar t rbini ve ba l oldu u t m sistem i in hem minimum donan m hasar hem de d k maliyet sonu lar ortaya karacakt r. Elektrik ebekelerini besleyen bu generat rlerin ar zalar n n erken te his edilip k sa zamanda i letmeyte tekrar al nmalar enerji s reklili i a s ndan da zorunlu bir durumdur. Bu al mada, son zamanlarda yayg n olarak kullan lmaya ba lanan BAG tabanl r zgar t rbinlerinde meydana gelen ar zalar ve bu ar zalar n tespiti i in ger ekle tirilen durum izleme ve analiz y ntemleri, yap lan al malar yoluyla a klanm t r. 366

7 KAYNAKLAR 3. ANADOLU ENERJ SEMPOZYUMU [1] Uyar M., Gen o lu M.T., Y ld r m S., De i ken H zl R zgar T rbinleri in Generat r Sistemleri, III.Yenilenebilir Enerji Kaynaklar Sempozyumu (Yeksem 2005), Mersin, s [2] E., Kakilli A., T rkiye de Kurulu R zgar T rbinlerinde Kullan lan Generat rlerin Kar la t r lmas, 11.Enerji Kongresi, zmir, [3] Dursun E., Binark A.K., R zgar T rbinlerinde Kullan lan Generat rler, VII. Ulusal Temiz Enerji Sempozyumu (UTES 2008), stanbul, s , [4] zgener., T rkiye de ve D nya da R zgar Enerji Kullan m, DEU M hendislik Fak ltesi Fen ve M hendislik Dergisi, stanbul, s , [5] Hulle F.V., Fichaux N., Sinner A.F., Morthorst P.E., Munksgaard J., Wind Energy and The Electricity Grid, The European Wind Energy Association, [6] Abadi M.B., Cruz S.M.A., Gon alves A.P., Gon alves P.F.C., Mendes A.M.S., Ribeiro A., Silva F., Detection of Stator and Rotor Faults in a DFIG Based on the Stator Reactive Power Analysis, IEEE Trans. Industrial Electronics. s , [7] Purarjomandlangrudi A., Nourbakhsh G., Acoustic Emission Condition Monitoring: An Application for Wind Turbine Fault Detection, International Journal of Research in Engineering and Technology (IJRET), Vol.2, s , [8] G nal, S., Ece D.G., Gerek.N., Zaman B lgesinde Ak m Analiziyle nd ksiyon Motorun Hata Tespiti, Signal Processing and Communications Applications Conference, Antalya, s , [9] Li W., Mechefke C., Detection of Induction Motor Faults: Acomparision of Stator Current, Vibration and Acoustic Methods, Journal of Vibration and Control, Vol. 12(2), s , [10] Kim S-K., Seok J-K.,. Online Broken Rotor Bar Detection of Inverter-Fed Induction Motors Operating under Arbitrary Load Conditions, Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), Atlanta, s , [11] Cabal E., Osornio-Rios R.A., Romero-Troncoso R.J., Razo-Hernandez J.R., Lopez-Garcia R., FPGA-Based Online Induction Motor Multiple-Fault Detection with Fused FFT and Wavelet Analysis, 2009 International Conference on Reconfigurable Computing and FPGAs, Cancun, Quintana Roo, Mexico s , [12] Vas P., Parameter Estimation, Condition Monitoring, and Diagnosis of Electrical Machines, Oxford Science Publ, Newyork, [13] Daneshi-Far Z., Capolino G.A., Henao H., Review of Failures and Condition Monitoring in Wind Turbine Generators, XIX International Conference on Electrical Machines (ICEM), s. 1-6, [14] Ribrant J., Bertling L.M., Survey of Failures in Wind Power Systems with Focus on Swedish Wind Power Plants during 1997&2005, IEEE Trans. Energy Conversion, Vol. 22(1), s , [15] Apayd n M., st n A.K., Kurban M., Filik.B., R zg r Enerjisinde Kullan lan Asenkron Jenerat rler, V.Yenilenebilir Enerji Kaynaklar Sempozyumu, Diyarbak r, s. 1-5, [16] Shah D., Nandi S., Neti P., Stator-Interturn-Fault Detection of Doubly Fed Induction Generators Using Rotor-Current and Search-Coil-Voltage Signature Analysis, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 45(5), s , [17] nsalver C., R zgar Enerji Sistemlerinin ncelenmesi Ve Bir Uygulama Devresinin Ger ekle tirilmesi, Y.Lisans Tezi, YT. Fen Bilimleri Enstit s,

8 [18] Liu W.Y., Tang B.P., Han J.G., Lu X.N., Hu N.N., He Z.Z., The structure healthy condition monitoring and fault diagnosis methods in windturbines:a review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 44, s , [19] Nandi, S., Toliyat H.A., Li X., Condition Monitoring and Fault Diagnosis of Electrical Machines-A Review, IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 20 (4), s , [20] Bonnet H., Cause and Analysis of Stator and Rotor Failures in Three-phase Squirrel-cage Induction Motors, IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 28 (4), s , [21] Afrat S., Yadava G., Bhim S., A Review of Stator Fault Monitoring Techniques of Induction Motors, IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 20 (1), s , [22] Rodriguez P.J., Arkkio A., Detection of Stator Winding Fault in Induction Motor Using Fuzzy Logic, Applied Soft Computing, Vol. 8 (2), [23] Do an, Z., Ayr kla t rma Y ntemleri ve Yapay Sinir A Kullanarak Asenkron Motorlarda Ar za Te hisi, Doktora Tezi, Marmara niversitesi Fen Bilimleri Enstit s, stanbul, [24] Attoui I., Omeiri A., Contribution to the Fault Diagnosis of a Doubly Fed Induction Generator for a Closedloop Controlled Wind Turbine System Associated with a Two-level Energy Storage System, Electric Power Components and Systems, Vol. 42, s , [25] Abadi M.B., Cruz S.M.A., Gon alves A.P., Mendes A.M.S., Ribeiro A., Silva F., Inter-turn fault detection in doubly-fed induction generators for wind turbine applications using the stator reactive power analysis, s.1-6, [26] Djurovic S., Williamson S., Condition Monitoring Artefacts for Detecting Winding Faults in Wind Turbine DFIGs, EWEC 2009, France, [27] Crabtree C.J., Djurovic S., Tavner P.J., Smith A.C., Condition Monitoring of a Wind Turbine DFIG by Current or Power Analysis, PEMD, Brighton, UK, [28] Our c A., The Detection of Inter Turn Stator Fault in a Doubly Fed Induction Machine By A Neural Network, Industry Applications Conference, Vol. 2, s , [29] Yousefi M., Khedri M., Najafi H.R., Nejad M.A.S, Hybrid modelling of doubly fed induction generators with inter-turn stator fault and its detection method using wavelet analysis, Vol.7, s , [30] Douglas H., Pillay P., Barendse P., The Detection of nter-turn Stator Faults in Doubly-fed Induction Generators, IEEE Trans. Ind. Appl., s , [31] Gritli Y., Stefani A., Filippetti F., Chatti A., Stator Fault Analysis Based on Wavelet Technique for Wind Turbines Equipped with DFIG. In Proceeding of IEEE International Conference on Clean Electrical Power, Italy, s , [32] Lu Q.F., Cao Z.T., Ritchie E., Model of Stator Inter-turn Short Circuit Fault in Doubly-fed Induction Generators for Wind Turbine, Power Electronics Specialists Conference, Vol. 2, s , [33] Lu, Q., Breikin T., Wang H., Modelling and Fault Diagnosis of Stator Inter-Turn Short Circuit in Doubly Fed Induction Generators, Preprints of the 18th IFAC World Congress, s , [34] Wang L., Zhao Y., Jial W., Han B., Liul Y., Tanaka T., Chengl Y., Chenl Y. Fault Diagnosis based on Current Signature Analysis for Stator Winding of Doubly Fed Induction Generator in Wind Turbine, Conference Proceedings of ISEIM, s , [35] Shah D., Nandi S., Neti P., Stator-Inter Turn-Fault Detection of Doubly Fed Induction Generators Using Rotor-Current and Search-Coil-Voltage Signature Analysis, Vol. 45, s ,

9 [36] Stojcic G., Pa anbegovic K., Wolbank T.M., Detecting Faults in Doubly Fed Induction Generator by Rotor Side Transient Current Measurement, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 50, s , [37] Faiz J., Ojaghi M., Different Indexes for Eccentricity Faults Diagnosis in Three- phase Squirrel-cage Induction Motors: A Review, Mechatronics, Vol. 19, s. 2 13, [38] Tavner P. J., Xiang J., Spinato F., Reliability Analysis for Wind turbines, Wind Energy, Vol. 10, s. 1-18, [39] Watson S.J., Xiang B.J., Wenxian Y., Tavner P.J., Condition Monitoring of the Power Output of Wind Turbine Generators using Wavelets, IEEE Trans. Energy Conversion, Vol. 25, s , [40] IAS Motor Reliability Working Group., Report of Large Motor Reliability Survey of Industrial and Commercial Installations: Part I and Part II, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 21 (4), s , [41] McInerny S.A., Dai Y., Bearing Vibration Signal Processing for Bearing Fault Detection, IEEE Transactions on Education, Vol. 46, s , [42] Zhou W., Habetler T.G., Harley R.G., Stator Current-Based Bearing Fault Detection Techniques: A General Review, IEEE International Symposium on Diagnostics for Electric Machines,Power Electronics and Drives, [43] Amirat Y., Choquuse V., Benbouzid M.E.H., Charpentier J.F., Bearing Fault Detection in DFIG-Based Wind Turbines Using the First Intrinsic Mode Function, XIX International Conference on Electrical Machines (ICEM), s. 1-6, [44] Korkua S.K., Nakhon S.T., Design of Rotor-side Controller Using Adaptive Time-Frequency Method for DFIG Bearing Fault Detection, 7th Asia Modelling Symposium (AMS), s , [45] Skrimpas G.A., Sweeney C.W., Jensen B.B., Mijatovic N., Analysis of Generator Bearing Vibration Data for Diagnosing Rotor Circuit Malfunction in DFIGs, International Conference on Electrical Machines (ICEM), s , [46] Yazidi A., Henao H., Capolino G.A., Simulation of a Doubly-Fed Induction Machine for Wind Turbine Generator Fault Analysis, Diagnostics for Electric Machines, Power Electronics and Drives, SDEMPED th IEEE International Symposium on, s.1-6, [47] Sun T., Chen Z., Blaabjerg F., Flicker Study on Variable Speed Wind Turbines With Doubly Fed Induction Generators, Energy Conversion, Vol. 20, s , [48] Seman S., Niiranen J., Arkkio A., Ride-Through Analysis of Doubly Fed Induction Wind-Power Generator Under Unsymmetrical Network Disturbance, IEEE Transactions On Power Systems, Vol. 21, s , [49] Lopez J., Sanchis P., Roboam X., Marroyo L., Dynamic Behavior of the Doubly Fed Induction Generator During Three-Phase Voltage Dip, IEEE Transact ons On Energy Convers on, Vol. 22, s , [50] Gomis-Bellmunt O., Junyent-Ferr e A., Sumper A., Bergas-Jan e J., Ride-Through Control Of A Doubly Fed Induction Generator Under Unbalanced Voltage Sags, IEEE Transactions On Energy Convers on, Vol. 23, s , [51] L opez J., Gub a E., Sanchis P., Roboam X., Marroyo L., Wind Turbines Based on Doubly Fed Induction Generator Under Asymmetrical Voltage Dips, IEEE Transact ons On Energy Convers on, Vol. 23, S , [52] Pannell G., Atkinson D.J., Zahawi B., Analytical Study of Grid-Fault Response of Wind Turbine Doubly Fed Induction Generator, IEEE Transact ons On Energy Convers on, Vol. 25, s ,

10 [53] M kinen A.S., Lauttamus P., Raipala O., Repo S., Tuusa H., Fault ride through study of doubly fed induction generator wind turbine in real-time simulation environment, Power Electronics and Applications (EPE 2011), s.1-10, [54] Chongjarearn Y., Doubly-Fed Induction Generator Wind Turbine Model for Fault Ride-Through Investigation, Electrical Engineering/Electronics, Computer, Telecommunications and Information Technology (ECTI-CON), s. 1-4, [55] Li X., Sun K., Wang B., Li G., Research on asymmetry fault character st cs of doubly fed induct on generator Wind Turbine, Sustainable Power Generation and Supply (SUPERGEN 2012), s. 1-6, [56] Ling Y., Cai X., Rotor current dynamics of doubly fed induction generators during grid voltage dip and rise, Electrical Power and Energy Systems, s.17 24, [57] Yasa Y., Sozer Y., Mese E., Unbalanced Fault Analysis of Doubly Fed Induction Generator Drive System For Wind Turbine Applications, Applied Power Electronics Conference (APEC 2013) s , [58] Li X., Wang B., Li G., Research on Fault Characteristics and Relay Protection Strategy of Doubly Fed Induction Generator Wind Turbine, PowerTech (POWERTECH), s. 1-6, [59] Yasa Y., Sozer Y., Mese E., Analysis of Doubly Fed Induction Generator W nd Turbine System During One Phase-To-Ground Fault, Power Electronics and Applications (EPE), s. 1-8, [60] Morren J., Haan S.W.H, Short -Circuit Current of Wind Turbines With Doubly Fed Induction Generator, IEEE Transactions On Energy Convers on, Vol. 22, s , [61] Zaggout M.N., Tavner, P.J., Ran L., Song W.W., Qiu, Y., Wind Turbine Doubly Fed Induction Generator Fault Detection Based on Control Loop Signals, The European Wind Energy Association (EWEA), [62] Feng Z., Liang M.,,Zhang Y., Hou S., Fault Diagnosis for Wind Turbine Planetary Gearboxes via Demodulation Analysis Based on Ensemble Empirical Mode Decomposition and Energy Separation, Renewable Energy, Vol. 47, s , [63] Villa L.F, Renones A., Peran J.R., Miguel L.J., Statistical Fault Diagnosis Based on Vibration Analysis for Gear test-bench under non-stationary conditions of Speed and Load, Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 29, s , [64] Zhi-ling Y., Bin W., Xing-hui D., Hao L., Expert System of Fault Diagnosis for Gear Box in Wind Turbine, Systems Engineering Procedia, Vol. 4, s , [65] Entezami M., Hillmansen S.,Weston P., Papaelias M.Ph., Fault Detection and Diagnosis within a Wind Turbine Mechanical Braking System Using Condition Monitoring. Renewable Energy Vol. 47, s , [66] Kusia A., Verma A., A Data-driven Approach for Monitoring Blade Pitch Faults in Wind Turbines, Sustainable Energy, IEEE Transactions on, Vol. 2 (1), s , [67] Hao L.,Xing-hui D., Zhi-ling Y., Kai Z., The Application of Intelligent Fuzzy Inference to the Fault Diagnosis in Pitch-controlled System, Energy Procedia, Vol. 16, s , [68] Rothenhagen K., Fuchs F.W., Doubly Fed Induction Generator Model-Based Sensor Fault Detection and Control Loop Reconfiguration, IEEE Transact ons On Industr al Electron cs, Vol. 56, s ,