GÜÇ SİSTEMLERİ KONFERANSI Kasım 2018 Ankara

Benzer belgeler
GÜÇ SİSTEM ANALİZLERİNİN ENERJİ VERİMLİLİĞE ETKİLERİ

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

ENDÜSTRİYEL BİR TESİSTE DİNAMİK KOMPANZASYON UYGULAMASI

ENERJİ DAĞITIMI. Doç. Dr. Erdal IRMAK. 0 (312) Erdal Irmak. G.Ü. Teknoloji Fak. Elektrik Elektronik Müh.

ENDÜKTİF REAKTİF AKIM NEDİR?

154 kv 154 kv. 10 kv. 0.4 kv. 0.4 kv. ENTERKONNEKTE 380 kv 380 kv YÜKSEK GERİLİM ŞEBEKESİ TRF. MERKEZİ ENDÜSTRİYEL TÜK. ORTA GERİLİM ŞEBEKESİ

Dağıtık Üretim Tesislerinin Şebeke Entegrasyonunda Yaşanabilecek Olası Problemler ve Entegrasyon Analizleri

4.4. Gerilim Kararlılığının Temel Geçici Hal Durumu

4.6. Dinamik Gerilim Kararlılığını Etkileyen Faktörler

Eğitim ve Öğretim Araştırmaları Dergisi Journal of Research in Education and Teaching Mayıs 2017 Cilt: 6 Sayı: 2 Makale No: 33 ISSN:

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

KOMPANZASYON SİSTEMLERİ

ASENKRON MOTORLARA YOL VERME METODLARI

154 kv 154 kv. 10 kv. 0.4 kv. 0.4 kv. ENTERKONNEKTE 380 kv 380 kv. YÜKSEK GERĠLĠM ġebekesġ TRF. MERKEZĠ ENDÜSTRĠYEL TÜK. ORTA GERĠLĠM ġebekesġ

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

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

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

1000 V a kadar Çıkış Voltaj. 500 V a kadar İzolasyon Sınıfı. F 140C İzolasyon Malzemesi IEC EN Çalışma Frekansı Hz.

Fatih. M. NUROĞLU 1, Ayşen BASA ARSOY 2. Kocaeli Üniversitesi Özet. Abstract.

Yüksek Gerilim İşletmeciliği

ASENKRON MOTORLARIN KISA TANITIMI. Bu bölümde kısaca motorlar ve kullanılan terimler tanıtılacaktır.

Yenilenebilir Kaynakları İçeren Güç Sistemlerinin PowerWorld Programı ile Analizi

Mikroşebekeler ve Uygulamaları

Kahramanmaras Sutcu Imam University Journal of Engineering Sciences

00322 ELECTRICAL MACHINES-II Midterm Exam

10. ÜNİTE ENERJİ İLETİM VE DAĞITIM ŞEBEKELERİ

Üç Fazlı Sistemler ALIŞTIRMALAR

GERİLİM DÜŞÜMÜ KOMPANZE YÖNTEMLERİ

ELEKTRİK PİYASASI ŞEBEKE YÖNETMELİĞİNDE DEĞİŞİKLİK YAPILMASINA İLİŞKİN YÖNETMELİK MADDE

Doç. Dr. Ersan KABALCI. AEK-207 Güneş Enerjisi İle Elektrik Üretimi

ELEKTRİK MAKİNELERİ (MEP 112 (ELP211) ) Yazar: Yrd. Doç. Dr. Mustafa Turan S1

güç Atörleri Ans çak gerilim Al kond

AA Motorlarında Yol Verme, Motor Seçimi Yrd. Doç. Dr. Aytaç Gören

ENERJİ VERİMLİLİĞİ VE SÜPERİLETKEN MALZEMELER. Rıfkı Terzioğlu, Türker Fedai Çavuş Sakarya Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü

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

GENETEK. Güç Sistemlerinde Kısa Devre Analizi Eğitimi. Güç, Enerji, Elektrik Sistemleri Özel Eğitim ve Danışmanlık San. Tic. Ltd. Şti.

TÜRKĐYE ELEKTRĐK ĐLETĐM SĐSTEMĐNDE RÜZGAR SANTRALI BAĞLANTILARI

ALTERNATİF AKIMDA GÜÇ

SEKONDER KORUMA. 1_Ölçme Trafoları (Akım Trafosu / Gerilim Trafosu) 2_Sekonder Röleler 3_Anahtarlama Elemanları (Kesiciler / Ayırıcılar) 2_RÖLELER

Eleco 2014 Elektrik Elektronik Bilgisayar ve Biyomedikal Mühendisliği Sempozyumu, Kasım 2014, Bursa

ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI GÜÇ SİSTEMLERİNDE HARMONİKLER VE FİLTRELEMELERİN İNCELENMESİ

AÇ-KAPA KONTROLLÜ FACTS CİHAZLARI İLE YÜK KOMPANZASYONU

DAĞITIM SİSTEMİNDE YER ALAN STATİK VAr KOMPANZASYONU SİSTEMLERİNİN DENGESİZ YÜK KOŞULLARINDA GERİLİM REGÜLASYONA KATKISININ İNCELENMESİ

Örneğin bir önceki soruda verilen rüzgâr santralinin kapasite faktörünü bulmak istersek

GÜÇ SİSTEMLERİNDE HARMONİKLER VE HARMONİKLERİN ENGELLENMESİ

AT larının sekonderlerine Ampermetre veya Watmetre, Sayaç vb cihazların Akım Bobinleri bağlanır. AT Sekonderi kesinlikle açık devre edilmemelidir!

TÜRKİYE ELEKTRİK İLETİM A.Ş. (TEİAŞ) Türkiye Elektrik Sisteminde Rüzgar Santralları ve Sistem Bağlantıları

MST. SERİSİ kva 1-30 kva 3:3 FAZ 1:1 FAZ STATİK VOLTAJ REGÜLATÖRÜ. Tüm Elektrikli Cihazlar için Güvenilir Statik Dizayn

KARAMANOĞLU MEHMETBEY ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

RAYLI SİSTEMLERDE ENERJİ OTOMASYONU İLE HAT KAYIPLARININ AZALTILMASI Taciddin AKÇAY 1 Y.Doç.Dr. Aysel ERSOY 2

ANKARA ÜNİVERSİTESİ GAMA MESLEK YÜKSEKOKULU ELEKTRİK VE ENERJİ BÖLÜMÜ ALTERNATİF ENERJİ KAYNAKLARI TEKNOLOJİSİ

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRİK TESİSLERİ LABORATUARI RAPOR KİTABI

an Aktif Group Company

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU

KIZILTEPE OVASINDA TARIMSAL SULAMANIN İLETİM VE DAĞITIM ŞEBEKE KALİTESİ ÜZERİNE ETKİLERİ

KISA DEVRE HESAPLAMALARI

GÜÇ SİSTEMLERİ KONFERANSI Kasım 2018 Ankara

PARALEL REZONANSIN ENDÜSTRİDE TESPİTİ

Asenkron Motor Analizi

ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTOR ÇALIŞMA PRENSİBİ

ALTERNATİF AKIMDA GÜÇ

TEK FAZLI VE ÜÇ FAZLI KONTROLSÜZ DOĞRULTUCULAR

GÜÇ SİSTEM GERİLİM KARARLILIĞINDA YÜK MODELLEMELERİNİN ÖNEMİ

İÇİNDEKİLER CİLT I ELEKTROMANYETİK GEÇİT SÜREÇLERİ

!!! DİKKAT!!! Bu kılavuzu okumadan kurulum yapmayınız...

Elektrik. Alternatif Akım Motorlarının Kumanda Teknikleri Kumanda Elemanları

KOMPANZASYON

BÖLÜM 1. ASENKRON MOTORLAR

ELEKTRİK MOTORLARI VE SÜRÜCÜLER

EK 1 ENTERKONNEKTE ŞEBEKEDE KULLANILACAK İNDİRİCİ GÜÇ TRANSFORMATÖRLERİNİN KARAKTERİSTİKLERİ

Nedim Tutkun, PhD, MIEEE Düzce Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Konuralp Düzce

TRAFO BAĞLANTILARINA DAYALI ÇOK DARBELİ STATCOM TASARIM ÇALIŞMALARI

GENEL MOTOR DURUM DEĞERLENDİRME RAPORU

Kompanzasyon ve Harmonik Filtreleme. Eyüp AKPINAR DEÜ

Şebeke: Ülke çapında yaygınlaştırılmış ulaşım ve iletişim örgüsü, ağ Elektrik şebekesi, Telekomünikasyon Şebekesi, GSM Şebekesi vs.

Tek Fazlı Tam Dalga Doğrultucularda Farklı Yük Durumlarındaki Harmoniklerin İncelenmesi

ĠLETĠM HATTINA ĠLĠġKĠN KARAKTERĠSTĠK DEĞERLERĠN ELDE EDĠLMESĠ

T.C. İZMİR KÂTİP ÇELEBİ ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJELERİ KOORDİNASYON BİRİMİ

ALÇAK GERİLİM REAKTİF GÜÇ KOMPANZASYON SİSTEMLERİNİN DENEYSEL KARŞILAŞTIRMASI

TÜRKİYE ELEKTRİK İLETİM SİSTEMİ RÜZGÂR SANTRALİ BAĞLANTILARI

Konu: GÜÇ HESAPLARI:

Kompanzasyon ve Enerji Verimliliğinde Yenilikçi Çözümler TANITIM KATALOĞU

Alçak ve Orta Gerilim Tesislerinde Reaktif Güç Kompanzasyonu

Endüstriyel Tesislerde Verimlilik ve Güneş Enerjisi Kullanımı. Prof. Dr. Mehmet Salih MAMİŞ Öğr. Gör. Mehmet Sait CENGİZ

İklimlendirme Soğutma Elektriği ve Kumanda Devreleri BÖLÜM KONDANSATÖRLER

Elektrik Dağıtım Şebekesi: İletim hattından gelen ve şalt merkezlerinde gerilim seviyesi düşürülen elektriği, ev ve işyerlerine getiren şebekedir.

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

TS EN ISO 9001:

Kompanzasyon ve Harmonik Filtreleme. Eyüp AKPINAR DEÜ

Yumuşak Yol Vericiler - TEORİ

ELEKTRİK MOTOR SÜRÜCÜLERİ: PWM AC KIYICILAR

AKILLI ŞEBEKELER Smart Grids. Mehmet TÜMAY Taner TOPAL

GENETEK Güç, Enerji, Elektrik Sistemleri Özel Eğitim ve Danışmanlık San. Tic. Ltd. Şti.

EVK Enerji Verimliliği, Kalitesi Sempozyumu ve Sergisi Haziran 2015, Sakarya

DENGESİZ GÜÇ AKIŞI ANALİZLERİ İÇİN SABİT HIZLI ASENKRON GENERATÖRLÜ RÜZGAR TÜRBİNİ MODELİ BÖLÜM 1: GENERATÖR MODELİ

10- KISA DEVRE ARIZA AKIMLARININ HESAPLANMASI TERĐMLER VE TANIMLAMALAR (IEC 60909)-2

ADIYAMAN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ELEKTRĠK-ELEKTRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ DEVRE ANALĠZĠ LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

Şekil-1. Doğru ve Alternatif Akım dalga şekilleri

GENİŞ SPEKTRUMLU HARMONİK FİLTRE PERFORMANSI DEĞERLENDİRMESİ

TEİAŞ TÜRKİYE ELEKTRİK İLETİM A.Ş. GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

Transkript:

Şebeke Bağlantılı Orta Gerilim Asenkron Motorunun Güç Sistemleri Kararlılık Analizinin İncelenmesi Investigation of Induction Motors Medium Voltage Grid Connected Power System Stability Analysis Samet KOYUNCU 1, Gökhan BAHADIR 2, Ziya DEMİRKOL 1 1 Kastamonu Üniversitesi, Tosya Meslek Yüksekokulu Elektrik ve Enerji Bölümü skoyuncu@kastamonu.edu.tr, zdemirkol@kastamonu.edu.tr 2 Kastamonu Üniversitesi, Tosya Meslek Yüksekokulu Elektrik ve Enerji Bölümü gbahadir@kastamonu.edu.tr Özet Enerji iletim sistemleri enterkonnekte yapıya sahip olduğundan iletim hatlarını ayrı ayrı düşünmek mümkün değildir. Komşu güç üretim sistemleri arasında birçok enterkonnekte bağlantının gerçekleşmesiyle güç sistemleri daha geniş coğrafik alanlara yayılmışlardır. Bu büyük yapıdaki güç üretim sistemlerine ait planlama, işletme ve kontrol işlemlerinde bilgisayara dayalı çözüm tekniklerine gereksinim duyulur. Pratik, teorik ve eğitim amaçlı kullanımlarda güç sistemlerinin sayısal analizinde bilgisayar destekli programlara ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Bilgisayar kullanımının yeni yaygınlaştığı dönemlerden itibaren bu amaçla birçok çalışma yapılmıştır. Bilgisayar teknolojisindeki hızlı ilerleme sayesinde ve grafik ortamının daha etkin kullanımı ile tasarlanan programların görsel özellikleri de gelişmiştir. Güç sistemlerini birçok yönden inceleyebilen ve ihtiyaçlara göre cevap verebilen paket programlar geliştirilmiş olup kişisel bilgisayarlarda kullanıma hazır hale getirilmiştir. Örneğin: Matlab/Simulink, Neplan, Pscad, Etap ve Digsilent gibi programlarla güç sistemlerinin değişik işletme ve çalışma şekillerine göre analizleri yapılabilmektedir. Adı geçen programların hemen hemen hepsinde sonuçlar ya görsel olarak sunulmakta ya da ara işlemler gösterilmeden sadece istenen sayısal sonuçlar kullanıcıya aktarılmaktadır. Elde edilen bu sonuçlar karmaşık yapıdaki güç sistemlerinin analizinin yapılmasında operatörlere, işletme mühendislerine ve çalışan teknik elemanlara sistem hakkında ön bilgiler vermektedir. Kullanılan paket programlar güç sistemleri üzerinde gerçekleştirilecek işlemlerin bilinçli ve kontrollü bir şekilde yapılmasına imkân tanır. Bu çalışmada şebekeye bağlı Orta Gerilim (O.G.) asenkron motorun kalkış anındaki kararlılık analizi Etap programıyla incelenmiştir. Mühendislik sistem analizlerinden bahsedilerek dinamik ve statik analizlerine göre kalkış anındaki gerilimzaman, güç-zaman, moment-zaman gibi grafikler oluşturulmuştur. Yapılan analizlerin klasik hesap yöntemleriyle gerçekleştirilmesi imkânsızdır. Bu da güç sistemlerinin analizinde bilgisayar destekli çözüm metotlarının geliştirilmesini zorunlu hale getirmiştir.. Anahtar kelimeler: Motor Kalkış Analizi, Etap, Sistem Kararlılığı Abstract Because energy transmission systems have an interconnected structure, it is not possible to think transmission lines separately. Power systems spread over a wider geographic area with the realization of interconnected binding between the adjacent power generating systems. Computerized solution techniques are needed in planning, operating, and controlling process of this huge power generating systems. The need for computerized programs in numerical analysis of power systems increase day by day in practical, theoretical and training usage. There are much research for this purpose since the new wider use of computers. Also the visual features of the designed programs develop thanks to the rapid progresses in computer technology. Package software that can view power systems from many aspects and meet the needs are developed and made ready for personal use. For example, the analysis of power systems according to their different operating and working types can be made by such programs like Matlab/Simulink, Neplan, Pscad, Etap, and Digsilent. Nearly all of these programs, results are either shown visually or just numeric results are delivered to users without showing the process. These results provide preliminary information about the system in analyzing the complex power systems to operators, operating engineers, and working crafts. In this research, stability analysis of medium voltage, on grid, induction motor at the takeoff time is viewed with Etap program. Some charts are created such as voltage-time, powertime, moment-time according to dynamic and statical analysis mentioned the engineering system analysis. İt is impossible to make these analyses with classic calculation methods. And that makes developing computer based solution methods necessary in analyzing power systems Keywords: Motor Starting Analysis, Etap, System Stability 105

1. Giriş Güç sistemlerinin gerek işletmeye alınmadan önce, gerekse mevcut yapılarındaki genişleme durumlarında uygun dizayn edilip edilmediğinin kontrolü, kontrol sonucu olası uygunsuzlukların tespiti ve bu anlamda sunulan çözümleri kapsayan mühendislik analizleri, sistemin sürekli, kararlı ve güvenilir çalışması için ciddi öneme sahiptir. Ayrıca bu analizler ile sistem verimliliği de ciddi şekilde arttırılabilmektedir. Şebekede oluşan arızalardan sonraki toparlanma sürecinde şebekenin dinamik tepkisi oldukça önemlidir. Frekans ve gerilim elektrik sisteminin en önemli parametreleridir ve bu dinamik süreçte bu değişkenlerin kararlı kalması gerekmektedir. Frekans ve gerilim kararlı kalmadığında sistem çökecektir. Bu nedenle sistemde oluşabilecek kararlılık problemlerinin doğru analiz edilmesi, düzeltici ve önleyici yapıların belirlenmesi gerekmektedir. Gerek iletim/dağıtım şebekelerinde, gerek endüstriyel tesislerde yaşanacak arıza durumları sonrası gerilim ve frekans toparlanabilmeli, generatörler senkronizmalarını kaybetmemelidir [1]. Kısa devre arızaları günümüzde en çok karşımıza çıkan arıza türüdür. Bu arıza insan sağlığı ve kullanılan malzemeler için çok büyük sorun teşkil etmektedir. Ayrıca sistemin sürekliliğini etkileyen en önemli arıza türüdür. Bilgisayar programları sayesinde kısa devre analizi yaparak, arıza oluşmadan önce ne kadar akım çekeceği, çektiği akıma göre hangi ekipmanlar seçilmeli vb. sorularına cevap bulabiliriz. Ayrıca yük akış analizi sayesinde sistemin istenilen tüm noktalarında gerilim düşümü değerleri, sistem baralarının yüklenme yüzdeleri bulunabilir. Bununla birlikte sistem parametreleri değiştirilerek yeni oluşacak durumun, gerilim düşümü değerlerini ve yüklenme yüzdelerini görebiliriz. Sistemi bilgisayar ortamında kurup, optimum değerlere nasıl ulaşılması gerektiği araştırılmalıdır. Bu da beraberinde, gerçekte kurulacak sistemi önceden bilip doğru bir şekilde müdahale etmemizi sağlayacaktır. Endüstride motor yükü, motorun doğru çalışması, sistemin sürekliliği ve motorun verimi için çok önemli bir öğedir. Motor, ilk kalkış anında çok fazla akım çeker dolayısıyla büyük oranda gerilim düşümlerine sebep olur. Bu gerilim düşümü aynı baradan bağlanan diğer motorlara olumsuz yönde etki edecektir. Ayrıca transformatör ve kablo için zorlayıcı etkisi olacaktır. Orta gerilim motor kalkış analizini gerçekleştirmek için bir model belirlendi ve bu model Etap programına işlenerek sistem analiz edildi. ETAP programı, yük akışı, kısa devre, geçici kararlılık, röle koordinasyonu, kablo akım şiddeti, optimal güç akışı ve daha fazlası dahil olmak üzere tam entegre Elektrik Mühendisliği yazılım çözümlerini içerir. Küçük ve büyük güç sistemlerinde kullanılabilir. Load Flow yazılımı doğru ve güvenilir sonuçları ile güç akışı analizi ve gerilim düşümü hesaplamaları yapar [2]. 2. Örnek Şebeke Modelinin Tasarımı ve Analizinin Gerçekleştirilmesi Şekil 1 de analizi gerçekleştirilen sistem gösterilmektedir. Şekil 1. Analizi gerçekleştirilecek örnek bir tasarım Analizleri yapılacak sistem; 34,5 kv, 1000 MVA kısa devre gücünde bir şebekeye, 120mm2 XLPE değişken uzunluklu kablo ile değişken güçlü ve değişken %Uk lı transformatöre bağlıdır. Motor 6 kv nominal gerilimde 3700 Hp (2759,09 kw) gücünde bir asenkron motordur.. Motor bağlı olduğu bara üzerinden 1150 kvar lık bir kondansatör ile sürekli kompanze edilmektedir. Diğer 2 kapasite grubu motor dinamik analizinde kullanılacaktır. Bu gruplar değişken olarak devreye alınarak etkisi gözlemlenecektir. İlk aşamada kablo uzunluğu 2 km, transformatör gücü 5 MVA ve %Uk = 7 olarak belirlenmiştir. Bu durumda yük akış analizi sonuçları şöyledir. Şekil 2. Güç analizi yapılacak sistemin sürekli haldeki kararlılığı İncelenecek sistemin yük akış analizinde kapasite grupları devreye alınmamıştır. Alınan sonuçlara göre yük akışında hiçbir problem yoktur ve çalışır durumdadır. Şebeke bağlantı noktası olan Bus 1 de gerilim %100 iken, yüklerin bağlı olduğu barada gerilim %97,82 olarak ölçülmüştür. Bu duruma motorun çektiği akım yolunda bulunan kablonun ve transformatörün empedansıdır. Yüksek verimde gücün aktarılması, kaynak/enerji sisteminin empedansı ile yük empedansı arasındaki ilişkiye bağlıdır [3]. 2.1. Motor Kalkış Analizi Yapılacak Sistemin Kararlılığı İncelenecek sistem için gerilim düşümünü (G.D.) değiştirecek koşullar, transformatör gücü, transformatör %Uk sı, kablo 106

uzunluğundan dolayı ortaya çıkan empedanstır. Sistemde bulunan kondansatör gruplarının devrede ve devreden çıkarıldığı durumlardaki sonuçlar irdelenmiştir. Enerji sistemindeki indüktif ve kapasitif yüklerin dengelenmesi ile reaktif gücün tekrar kaynağa iade edilmesi için gereken ve yapılan sistemler ya da şebekenin ve yükün ihtiyacı olan reaktif gücün belli teknikler kullanılarak karşılanması işlemi Reaktif Güç Kompanzasyonu olarak adlandırılır [4]. Aşağıda kısa devre hesaplamalarında kullanılan %Uk ya ait empedans formülü verilmiştir. (1) = % x 100 x Şekil 5. Kablo uzunluğu değişken, sürekli kapasite grubu devredeyken %G.D. Kablo uzunluğu değişken, sürekli kapasite grubu devredeyken bir önceki grafikteki gibi paralel sonuçlar vermiştir ancak sürekli kapasite grubunun etkisiyle kompanze olan sistemde gerilim düşümünde beklendiği gibi azalma olmuştur. Bus2 ve Bus3 arasındaki gerilim düşümü farkı transformatörün empedansından kaynaklanmaktadır. 2.2. Sistemin Motor Kalkış Analizi Şekil 3.Transformatör gücü değişken, sürekli kapasite grubu devrede değilken %G.D. Şekil 3 incelendiğinde, transformatör gücünün empedansına olan etkisinden dolayı güç arttıkça empedans azalmış (ters orantı) ve bu etkiyle gerilim %99 un üzerine çıkmıştır. AC motorlar kendi yapısından dolayı devreye alınmaları sırasında nominal çalışma akımlarının 4-8 katı kadar akım çekerler. Bu durum zayıf şebekelerde ortak bağlantı noktasında gerilim düşümlerine ve baraya bağlı diğer yüklerde kesintilere yol açabilmektedir. Ayrıca yol alma sırasındaki bu aşırı akımlar motorlarda mekanik zorlanmalara ve sargılarda zararlara yol açabilmektedir [5] Şekil4. Kablo uzunluğu değişken, sürekli kapasite grubu devrede değilken %G.D. Kablo uzunluğu değişken, sürekli kapasite grubu devrede değilken gerilim düşümü (Şekil 4) incelendiğinde Bus2 ve Bus3 üzerinde paralel etki göstermiştir. Bunun sebebi kablonun Bus2 ve Bus3 ten önce şebekeye seri empedans oluşturmasıdır. Mesafenin artması empedansı da artırmış dolayısıyla gerilim düşümü artmıştır. Şekil 6. Motorun kalkış anında, kapasite grupları devrede değilken direk yol alma akımı Motor kalkış analizi yapılacak motoru daha iyi irdeleyebilmek için motorun geçici haldeki rejimini bize verecek şekilde sistemimizdeki transformatörümüzü 5 MVA yerine 50 MVA olarak değiştirdik ve aşağıdaki sonuçları elde ettik. Şekil 6 da görüldüğü gibi motor şebekeye doğrudan bağlı iken yol alma akımı 1737,3 A olarak elde edilmiştir. Bu akım 107

motorun nominal akımının yaklaşık 6 katıdır. Ve yine aynı şekilde görüldüğü üzere motorun yol alma anındaki güç faktörü 0,195 tir. Bu iki sonuç bize bu motorun yol alma anında çok büyük bir reaktif güç talebi olduğunu gösterir. Bu sebeple bu reaktif güç talebini şebekeye yansıtmamak için kondansatör grupları motorun reaktif güç talebine göre kademeli olarak devreye girecek şekilde motor barasına (Bus3) bağlanmıştır. Şekil 10. Sistemin aktif güç-zaman grafiği Şekil 7. Motorun kalkış anında, kapasite grupları devrede değilken zamana bağlı direk yol alma akımı Motorun ilk kalkış anında çektiği yüksek akım, şekil 7 de görüldüğü gibi yüke bağlı olarak değişen süre zarfında azalarak kararlı hale gelmiştir. 2.2.1. Dinamik Motor Kalkış Analizi Analizin bu kısmı, motorun geçici hal durumundaki gerilim, akım, tork, aktif ve reaktif güç değişimlerini incelememizi sağlar. Bu çalışmanın amacı; en kötü ve en riskli değerlerin tespit edilmesi ile elektriksel sistemin doğru boyutlandırılması ve işletilmesidir. Alınacak motor tercih edilmeden önce, mevcut kullanılacağı tesiste kalkış işlemini gerçekleştireceğinden emin olunmalıdır. Geleneksel olarak, aktif güç ile reaktif gücün fazorel toplamından elde edilen görünür güç ifadesi (S2 =P2 +Q2 ) sistem veriminin veya güç faktörü (gf=p/s) nün hesabı, sistem veriminin iyileştirilmesi ve sistem elemanlarının boyutlandırılmasında araç olarak kullanılmıştır [7]. Reaktif güç grafiğinde, kalkış sırasında motorun güç faktörü yaklaşık 0,2 olduğundan 19000 kvar a yakın bir reaktif güç çekme isteği bulunur. Bu isteği şebekeyi etkilemeden kapasite gruplarıyla karşılanmıştır. Aktif güç, kalkış sırasında nominal aktif gücünün biraz üzerinde bir güç çekmiş ve çok kısa bir zaman içerisinde kararlı hale gelerek nominal güçte çalışmıştır. Teorik olarak yorumlarsak; Bara gerilimi kapasite gruplarından dolayı %10 aralığı içerisinde artış göstermiştir. Bu yüzden 6,3 olan bara gerilimi %10 artarak 6,93 kv (6,3+0,63) olarak düşünülebilir. = 3.. = 3. 6,93.1737 20759 (2) Güç faktörü yol alma anında 0,195 tir. =. 4048 (3) =. 19825 (4) Teorik hesaplarla çıkan grafikler uyum göstermiştir. Şekil 8. Dinamik analizde oluşan bara (Bus3) gerilimi Kapasite gruplarının kademeli olarak devreye alınmasıyla bara gerilimi, geçici hâl sırasında aşırı bir gerilim düşümüne uğramamış ve kararlılığını korumuştur. Elektrik piyasasında dağıtım sisteminde sunulan elektrik enerjisinin tedarik sürekliliği, ticari ve teknik kalitesi hakkında Yönetmeliği ne göre gerilim değişimi için verilen bir değer vardır. Bu değer gerçek geriliminin %10u kadardır [6]. Şekil 11.Dinamik analizde oluşan akım-zaman grafiği Şekil 9. Sistemin reaktif güç-zaman grafiği Motorun ilk kalkış anında çektiği yüksek akım, şekil 13 de görüldüğü gibi yüke bağlı olarak değişen süre zarfında azalarak kararlı hale gelmiştir. Yaklaşık 18. sn de görülen kırılmanın nedeni bara geriliminin değerinin ve reaktif güç isteğinin o bölgede azalmış olmasından dolayıdır. Yani akımdaki kırılma bara geriliminin azalıp çekilen akımın da azalmasından kaynaklanmaktadır. 108

3. Sonuçlar Şekil 12. Dinamik analizde oluşan moment-zaman grafiği Moment-zaman grafiği (Şekil 12) ile aktif güç-zaman grafiklerinin (Şekil 10 ) benzer olduğu görülmektedir. Bu durumun sebebi teorik olarak açıklanırsa; =... (I ) = 3.. = (5) (6) (7) Olduğundan moment ile aktif güç arasındaki benzerlik ifade edilmiş olur. Elektrik piyasaları üretim, iletim ve dağıtım kademelerinden oluşan bir yapıdadır [8]. Bu kademelerin tümüne güç sistemi adı verilmektedir. Sistemin her aşamasının çok iyi bir şekilde analiz edilmesi, teknik açıdan olduğu kadar, üreticiler, maliyet ve tüketiciler açısından da hayati önem arz etmektedir. Enerjinin kalitesi, güvenilirliği, devamlılığı, tasarım ve işletme esnasında yapılan analizlerin doğruluğuna bağlıdır. Çevresel ve ekonomik faktörlerden dolayı yeni iletim sistemlerinin inşa edilmesindeki kısıtlamalar, mevcut güç sisteminin daha yüklü ve ağır koşullar altında çalışmasına neden olmaktadır [9]. Elektrik enerjisi ihtiyacında gözlenen artışa paralel olarak, güç sistemlerinin yapıları giderek daha karmaşık hale gelmektedir. Ülkemizi ele alacak olursak, tüm üretim, iletim ve dağıtım sistemleri enterkonnekte bir yapı ile birbirleriyle irtibatlıdır. Böylesine karmaşık bir sistemin, tüketicilerine güvenilir ve kaliteli bir enerji sağlayabilmesi, gerek tasarım aşamasında, gerekse işletme periyodunda karşılaşılan problemlerin, hızlı, doğru ve hassas bir şekilde çözülmesi ile mümkün olabilir. Bu analizin klasik hesap yöntemleriyle gerçekleştirilmesi imkânsızdır. Bu da güç sistemlerinin analizinde bilgisayar destekli çözüm metotlarının geliştirilmesini zorunlu hale getirmiştir. Kalkış anındaki motorun dinamik analizi incelenmiştir. Bu analiz verilerine göre orta gerilim asenkron motorun kararlılık süresince çektiği akım, güç, moment gibi parametreler grafiğe dökülmüştür. Aynı zamanda şebeke için kompanzasyonun önemi de bir kez daha irdelendi. 4. Kaynaklar [1] TÜRKER, T. Güç Sistem analizlerinin Enerji Verimliliğe Etkileri. 6. Enerji Verimliliği, Kalitesi Sempozyumu. Kocaeli: EMO. (2015). [2] http://etap.com/documents/download%20pdf/etapgrid- 2016-HQ.pdf adresinden alındı Şekil 13. Motordaki yükün istenilen moment-zaman grafiği [3] YILDIZ, A. B. Maksimum Güç Transferi için L Tipi Empedans. 4. Enerji Verimliliği ve Kalitesi Sempozyumu (s. 97). Kocaeli: EMO (2011). [4] GELEN, A., & YALÇINÖZ, T.. Tristör Anahtarlamalı Kapasitör (TSC) ve Tristör Anahtarlamalı Reaktör-Tabanlı Statik VAr Kompanzatör'ün PI ile Kontrolü. Gazi Üniversitesi Müh. Mim. Fak. Der., 237-244 (2009). [5] TEKE, A., & TÜMAY, M. Endüksiyon Motorlara Yol Verme Yöntemi. Elektrik Mühendisliği 437.sayı, 69-77. (2009). Şekil 14. Motordaki yükün elde edilen moment-zaman grafiği Motor barasına bağlanan kapasite grupları motor momentini (Şekil 12) bozmamış ve motora bağlı yükün doğal karakteristiğine etkisi olmamıştır. [6] ResmiGazete: http://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2006/09/2006 0912-4.htm adresinden alındı (2016, Ağustos). [7] LINCOLN, P. Polyphase Power Factor, Trans. AIEE. 39, 1477-1520. (1920). [8] ÇETİNTAŞ, H., & BİCİL, İ. M. Elektrik Piyasalarında Yeniden Yapılanma ve Türkiye 109

Elektrik Piyasasında Yapısal Dönüşüm. Optimum Ekonomi ve Yönetim Bilimleri Dergisi, Cilt 2, Sayı 2, 1-15. (2015). [9] BAYSAL, M., UZUNOĞLU, M., & KOCATEPE, C. Güç Sistem Gerilim Kararlılığında Yük Modellemelerinin Önemi. 12. Elektrik Elektronik- Bilgisayar Mühendisliği Ulusal Kongresi (s. 321-325). EMO. (2007). 110