GÜÇ SİSTEMİ HARMONİKLERİNİN UZAKTAN İZLENEBİLMESİ İÇİN LabVIEW TABANLI GÖRÜNTÜLEME SİSTEMİ GERÇEKLEŞTİRİLMESİ



Benzer belgeler
GÜÇ SİSTEMLERİNDE ENERJİ KALİTESİ BOZUKLUKLARININ EŞZAMANLI TESPİT EDİLMESİ

LabVIEW İLE İNTERNET TABANLI SANAL LABORATUAR UYGULAMASI

DESIGN AND IMPLEMENTATION OF MULTIMETER BASED ON MICROCONTROLLER

ENDÜSTRİYEL BİR TESİSTE DİNAMİK KOMPANZASYON UYGULAMASI

BİR FAZ BEŞ SEVİYELİ İNVERTER TASARIMI VE UYGULAMASI

MUSTAFA KEMAL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ENERJĠ ANALĠZÖRLERĠNĠN ÖLÇÜM STANDARTLARINA UYGUNLUĞUNUN ĠNCELENMESĠ

GÜÇ SİSTEMLERİNDE MEYDANA GELEN DALGA ŞEKLİ BOZUKLUKLARININ DALGACIK DÖNÜŞÜMÜ YARDIMIYLA TESPİTİ

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

1. YARIYIL / SEMESTER 1 2. YARIYIL / SEMESTER 2

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

WEB TABANLI OTOMASYON SİSTEMİ TASARIMI VE YAPIMI DESIGN AND APPLICATION OF A WEB BASED AUTOMATION SYSTEM

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ MÜFREDAT REVİZYONU

Murat Genç Elektrik ve Elektronik Mühendisi TÜBİTAK-UZAY

DY-45 OSİLOSKOP V2.0 KİTİ

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

1. YARIYIL / SEMESTER 1 2. YARIYIL / SEMESTER 2

DY-45 OSĐLOSKOP KĐTĐ. Kullanma Kılavuzu

(Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 3) HAVA KÜTLE AKIŞ SİSTEMLERİNDE PID İLE SICAKLIK KONTROLÜ. DENEY SORUMLUSU Arş.Gör.

ELEKTRİK GRUBU ELEKTRİK MAKİNELERİ EĞİTİM SETİ ELECTRICAL MACHINERY TRAINING SET

Alçak Gerilimde Aktif Filtre ile Akım Harmoniklerinin Etkisinin Azaltılması

Giyilebilir Teknolojiler ve Solar Enerjili Şapka Uygulaması

ISSN : milhangarip@hotmail.com Ankara-Turkey

A S T E K AKILLI ŞEBEKELER ELEKTRİK SAYAÇLARI UZAKTAN OKUMA SİSTEMİ SMART GRID SMART ENERGY SYSTEMS FOR PLANET S FUTURE

Eğitim Amaçlı Bir Elektrik Dağıtım Otomasyonunun SCADA İle Denetimi

ELEKTRİK TESİSLERİNDE HARMONİKLERİN PASİF FİLTRE KULLANILARAK AZALTILMASI VE SİMÜLASYONU. Sabir RÜSTEMLİ

Cihazın Bulunduğu Yer: Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü B-Blok, Enerji Verimliliği Laboratuvarı

Amps 0. msec. msec. 2,51 5,02 7,53 10,04 12,55 15,06 17, ,5 5, 7,5 10,01 12,51 15,01 17,

Erkut KIRMIZIOĞLU Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı

BİLGİSAYAR YÜKLERİNİN HARMONİK AKTİVİTE KESTİRİMİ VE HARMONİK ANALİZİ

İNTERNET TABANLI PI KONTROLLÜ BİR DOĞRU AKIM MOTORU DENEY SETİ

Üç Fazlı Sincap Kafesli bir Asenkron Motorun Matlab/Simulink Ortamında Dolaylı Vektör Kontrol Benzetimi

Web Tabanlı Kontrol Uygulamalarında İnternet Katmanının Sistem Performansına Etkisinin İncelenmesi

TEKNİK EĞİTİMDE İNTERNET TEKNOLOJİSİNİN KULLANIMI USING OF THE INTERNET TECHNOLOGY IN TECHNICAL EDUCATION

Kayıt Cihazlarında Gelinen Son Nokta...

Labview Tabanlı Sanal Elektrik Devreleri Laboratuvarı Uygulaması

Labview Tabanlı Sayısal İşaret İşleme Sanal Laboratuvarı Labview Based Digital Signal Processing Virtual Laboratory

WiFi RS232 Converter Sayfa 1 / 12. WiFi RS232 Converter. Teknik Döküman

ASENKRON MOTORLARDA FREKANS DEĞİŞİMİ İLE HIZ KONTROLÜ DENEYİNİN BİLGİSAYAR ÜZERİNDEN GERÇEKLEŞTİRİLMESİ

Electronic Letters on Science & Engineering 12(1) (2016) Available online at

Güç Parmaklarınızın Ucunda

Kahramanmaras Sutcu Imam University Journal of Engineering Sciences

EEM 311 KONTROL LABORATUARI

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

Sertaç BAYHAN YÜKSEK LİSANS TEZİ ELEKTRİK EĞİTİMİ GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ARALIK 2008 ANKARA

OG VE AG GENİŞBANT POWER LINE HABERLEŞME

İSTANBUL MEDENİYET ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ(TÜRKÇE) 4 YILLIK DERS PLANI

Bulanık Mantık Tabanlı Uçak Modeli Tespiti

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

Yrd. Doç. Dr. Mustafa NİL

3 Fazlı Motorların Güçlerinin PLC ile Kontrolü. Doç. Dr. Ramazan BAYINDIR

OTOMATİK KONTROL

Elektrik Enerjisi Güneşten Sağlanan Bir İş İstasyonunun Kablosuz Veri Takibinin Yapılması

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

Bir bölgede başka bir bölgeye karşılıklı olarak, veri veya haberin gönderilmesini sağlayan.sistemlerdir.

Alçak Gerilim PV Sistemler için Akıllı Şebeke Kontrolcüsü

Elektrik Güç Sistemlerinde Kalite Pasif Filtreler. Yrd. Doç. Dr. M. Mustafa ERTAY DÜZCE ÜNİVERSİTESİ

DOPPLER KAN AKIÞ ÖLÇERLERÝ ÝÇÝN MAKSÝMUM FREKANS ÝZLEYÝCÝ TASARIMI VE GERÇEKLEÞTÝRÝLMESÝ

kdeney NO:1 OSİLASKOP VE MULTİMETRE İLE ÖLÇME 1) Osiloskop ile Periyot, Frekans ve Gerlim Ölçme

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

KİTAP ADI KONU YAYINEVİ SAYFA SAYI DİLİ BASIM TARİH KİTAP TÜR ISBN KONFERANS ADI KONFERANS KONUSU ÜLKE KONFERANS TÜRÜ TARİH

OG VE AG GENİŞBANT POWER LINE HABERLEŞME

Synergi Gas. Gelişmiş Hidrolik Modelleme. Doğalgaz dağıtım şebekeleri için optimizasyon ve simülasyon yazılımı ARCUMSOFT

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ AKADEMİK ÖZGEÇMİŞ FORMU

SCADA SISTEMLERI ILE PERFORMANS YÖNETIM SISTEMI UYGULAMALARı. Elma Yönetim ve Otomasyon Sistemleri

Elektrik Enerjisi Güneşten Sağlanan Bir İş İstasyonunun Kablosuz Veri Takibinin Yapılması

PIC KULLANARAK GÜÇ KARSAYISI ÖLÇÜM DEVRESİ TASARIMI VE SİMÜLASYON

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

entbus pro web tabanlı enerji izleme yazılımı

ÖZGEÇMİŞ. Doktora Tezi: Nonlinear Dynamical State Feedback Design for Tracking and Chaotification. Görev Ünvanı Görev Yeri Yıl

Orta Ölçekli Bir İşletmenin Enerji İzleme Sisteminin Tasarlanması Design of an Energy Monitoring System for a Medium-Scale Plant

Görev Unvanı Alan Üniversite Yıl Prof. Dr. Elek.-Eln Müh. Çukurova Üniversitesi Eylül 2014

Otomasyon Sistemleri Eğitiminde Animasyon Tabanlı Uygulamaların Yeri ve Önemi. Murat AYAZ*, Koray ERHAN**, Engin ÖZDEMİR**

NETWORK MANAGMENT SYSTEM (NMS) KULLANMA KLAVUZU

PWM Doğrultucular. AA/DA güç dönüşümü - mikroelektronik devrelerin güç kaynaklarında, - elektrikli ev aletlerinde,

AÇ-KAPA KONTROLLÜ FACTS CİHAZLARI İLE YÜK KOMPANZASYONU

DENEY 3 HAVALI KONUM KONTROL SİSTEMİ DENEY FÖYÜ

GENİŞ SPEKTRUMLU HARMONİK FİLTRE PERFORMANSI DEĞERLENDİRMESİ

KLEA 220P ENERJİ ANALİZÖRÜ

ELEKTRĠK-ELEKTRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ EĞĠTĠMĠNDE UZAKTAN ERĠġĠMLĠ SANAL LABORATUVARLAR VE SANAL ENSTRÜMANLAR

DFC-0124 REAKTİF KONTROL VE UZAKTAN İZLEME SİSTEMİ

ŞEBEKE BAĞLANTILI FOTOVOLTAİK ELEKTRİK ÜRETİM SİSTEMLERİNİN GÜÇ KALİTESİNE ETKİLERİ VE PERFORMANS ANALİZİ

Yrd. Doç. Dr. Süleyman ADAK Mardin Artuklu Üniversitesi. İstasyon Yerleşkesi / Mardin Tel Faks.:

KLEA Enerji Analizörü

Zincirin ardındaki güç... The power behind the cold chain

GÜÇ KALİTESİ CİHAZI VE VERİ DEPOLAMA CİHAZI TEKNİK ŞARTNAMESİ

Aracı Kurumlar İçin EX-API İzleme ve Raporlama Uygulaması APIMON for IT MATRİKS Bilgi Dağıtım Hizmetleri

Arc Flash Risk Analizi Cyme 8.1

PLC ve SCADA kullanılarak bir endüstriyel sistemin otomasyonu

Remote access? Tabi ki!

Akım Kontrollü Gerilim Kaynaklı Evirici İle Sürülen RL Yükü Üzerindeki Akım Harmoniklerinin İncelenmesi

ADSL USB Router Geniş Bantlı Internet Erişimi ADSL Modem NAT Router USB Ağ Portu Hızlı Kurulum Rehberi

TurboSCADA. Otomasyon ve Kontrol SCADA Yazılımı. Okosis Otomasyon ve Kontrol Sistemleri Sanayi ve Ticaret Limited Şirketi

Ortam İzleyici Kullanım Kılavuzu

TEK FAZLI DOĞRULTUCULAR

ANTRA KAVŞAK KONTROL CİHAZI. 1 of 14

SİNYAL TEMELLERİ İÇİN BİR YAZILIMSAL EĞİTİM ARACI TASARIMI A SOFTWARE EDUCATIONAL MATERIAL ON SIGNAL FUNDAMENTALS

MENÜ AYARLAMA 1. MENÜ AYARLAMA. [X] [X] Standard. [X] [X] Yeni Fonksiyon

Reaktif Güç Kompanzasyonu Uygulamalarının Eğitim Amaçlı Benzetimi Simulation of the Reactive Power Compensation Applications for Educational Purpose

Transkript:

ISSN:1306-3111 e-journal of New World Sciences Academy 2009, Volume: 4, Number: 1, Article Number: 2A0006 TECHNOLOGICAL APPLIED SCIENCES Received: July 2008 Accepted: January 2009 Series : 2A ISSN : 1308-7223 2009 www.newwsa.com Şevki Demirbaş Sertaç Bayhan University of Gazi demirbas@gazi.edu.tr Ankara-Turkiye GÜÇ SİSTEMİ HARMONİKLERİNİN UZAKTAN İZLENEBİLMESİ İÇİN LabVIEW TABANLI GÖRÜNTÜLEME SİSTEMİ GERÇEKLEŞTİRİLMESİ ÖZET Bu çalışmada akım ve gerilimdeki harmoniklerin uzaktan izlenebilmesi için bir ölçüm sistemi gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen sistemde, akım ve gerilim değerleri tasarlanan bir ölçme kartı yardımıyla bir dağıtım panosundan okunmuş ve okunan bu değerler bir veri toplama kartı aracılığıyla bilgisayara aktarılmıştır. LabVIEW programında hazırlanan yazılım yardımıyla bilgisayara aktarılan bu verilerin analizi gerçekleştirilmiştir. Akım ve gerilim eğrilerinin harmonik analizi gerçekleştirilirken FFT algoritması kullanılmıştır. Hazırlanan yazılıma eklenen uzaktan erişim aracı yardımıyla gerçekleştirilen ölçüm sistemi uzaktan erişime açılmıştır. Bu sayede kullanıcı sadece yerel ağ üzerinden değil aynı zamanda internet bağlantısı olan her hangi bir bilgisayar üzerinden sisteme bağlanabilmektedir. Böylece anlık olarak akım ve gerilim harmoniklerini uzaktan izleyebilmektedir. Deneysel sonuçlar, gerçekleştirilen uzaktan görüntüleme sisteminin akım ve gerilim harmoniklerinin analizinde kullanışlı bir sistem olduğunu göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Güç sistemleri, Harmonik, LabVIEW, Akım, Gerilim IMPLEMENTATION OF A MONITORING SYSTEM FOR REMOTE MONITORING OF POWER SYSTEM HARMONICS BASED ON LabVIEW ABSTRACT In this study a measurement system has been implemented for remote monitoring of current and voltage harmonics. In the developed system current and voltage values are measured from a distribution panel by using developed board. Then measured values are transferred to the computer via a data acquisition board. The data transferred to the computer is analysed with the help of the software written in LabVIEW. FFT algorithm has been used for analysing current and voltage harmonics. A remote access tool has been added to the software for remote monitoring of system operation. Hence users can connect to the system not only computers on the local area network but also any computers having internet connection. Therefore current and voltage harmonics can be monitored remotely as real-time. Experimental results show that developed remote monitoring system is useful tool for analysing of current and voltage harmonics. Keywords: Power systems, Harmonic, LabVIEW, Voltaga, Current

1. GİRİŞ (INTRODUCTION) Son yıllarda enerji kalitesi kavramı hem elektrik enerjisi üreticileri hem de tüketicileri açısından önemli bir konu başlığı haline gelmiştir. Enerji kalitesi problemlerinden biri olan harmonikler şebeke dalga şeklinin sinüsoidalden uzaklaşması olarak tanımlanmaktadır. Dalga şeklinin sinüsoidalden uzaklaşması, doğrusal olmayan yüklerin elektrik iletim sisteminden, doğrusal olmayan akım çekmelerinden kaynaklanmaktadır. Modern ve hassas yüklerin üretim süreçlerinde kullanılmasıyla, harmonikler daha ciddi bir problem ve bu alanda çalışmaların yoğunlaştığı önemli bir konu başlığı haline gelmiştir [1]. Harmoniklerin elektrik iletim sistemlerinde bulunması, cihazların yanlış çalışmasına veya hiç çalışmamasına, trafo ve motorların aşırı ısınmasına, iletişim hatlarında parazitlere, ölçümlerin yanlış yapılmasına, elektrik aygıtlarının ömürlerinin azalmasına, alıcıların ve sistemlerin güç kayıplarının artmasına sebep olmaktadır [2]. Harmoniklerin sistemler üzerindeki olumsuz etkisini azaltmak veya yok etmek için öncelikle doğru ve sürekli olarak ölçülmesi gerekmektedir. Yapılan ölçüm ve analizlerin ilgili standartlara [3 ve 4] uygun ve güvenilir olması, kullanılan cihazın ve analiz yönteminin kaliteli ve doğru olmasının yanında, zaman içinde nadiren oluşan istenmeyen durumlardan dolayı meydana gelen sorunların kaynaklarını tespit edebilmek için süreklide olmak zorundadır. Harmoniklerin ölçüm ve analizi için spektrum analizörleri, güç sistem analizörleri, dijital osiloskoplar ve bilgisayar tabanlı ölçüm sistemleri kullanılmaktadır [5, 6, 7 ve 8]. Harmonikler ölçülürken, güç sisteminin büyüklüğü dikkate alınarak gerekli ölçüm cihazları seçilmektedir. Harmonik ölçüm ve analizi elektrikli bir cihaz, endüstriyel bir işletme, enerji üretim merkezi veya tüm iletim ve dağıtım sistemi için yapılabilmektedir [9, 10, 11 ve 12]. Harmoniklerin ölçüm ve analizi için geliştirilen sistemler local kullanılabileceği gibi uzaktan erişimli ölçüm sistemleri de geliştirilmiştir. Geliştirilen bütün ölçüm sistemleri bilgisayar tabanlı olmakla beraber uzaktan erişim SCADA, WEB, GPRS, LAN veya WAN teknolojileri kullanılarak gerçekleştirilmiştir [13, 14, 15, 16, 17 ve 18]. Günümüz bilişim teknolojisinde yaşanan hızlı gelişmeler sonucu, internet üzerinden bankacılık işlemleri, e-devlet uygulamaları, uzaktan eğitim uygulamaları [19, 20 ve 21], otomasyon sistemlerinin uzaktan kontrolü [22 ve 23], uzaktan ölçüm uygulamaları [24 ve 25] gibi farklı uygulamaların gerçekleştirilebilmesi mümkün olmaktadır. Bu uygulamaların gerçekleştirilmesi yardımıyla toplumsal yaşamda kolaylık, hızlılık, işgücünden tasarruf, verilerin alınması ve değerlendirilmesinde esnek ve pratik çözümler sunulmaktadır. 2. ÇALIŞMANIN ÖNEMİ (RESEARCH SIGNIFICANCE) Gerçekleştirilen bu çalışmada gerilim ve akım harmonik bileşenlerinin uzaktan izlenebilmesi için bir ölçüm sistemi geliştirilmiştir. Bunun için değişik yükleri besleyen bir dağıtım panosundan ölçümler alınarak, akım ve gerilim eğrilerinin analizleri gerçekleştirilmiştir. Gerekli akım ve gerilim ölçümlerini yapabilmek için bir ölçme kartı tasarlanmıştır. Ölçme kartı yardımıyla uygun seviyeye düşürülen akım ve gerilim sinyalleri veri toplama kartı yardımıyla eş zamanlı olarak sunucu bilgisayara aktarılmıştır. Sunucu bilgisayarda LabVIEW programı ile hazırlanan yazılım yardımıyla veri toplama kartından alınan veriler analiz edilerek, ölçüm yapılan sistemin eş zamanlı olarak üç faz akım ve gerilim eğrileri izlenebilmekte, bu eğriler Fourier dönüşümü yardımıyla analiz edilebilmekte ve harmonik analiz sonuçları bar grafik şeklinde bilgisayar ekranından görülebilmektedir. Sunucu bilgisayar üzerinde 56

hazırlanan yazılımın görsel zenginliğinin fazla olması ölçüm yapılan sisteme ait parametrelerin izlenmesini kolaylaştırmıştır. Yazılıma eklenen uzaktan erişim özelliği sayesinde kullanıcı ister sunucu bilgisayar üzerinden, isterse de yerel ağ veya internet bağlantısı olan herhangi bir bilgisayardan sunucu bilgisayara bağlanarak ölçüm yapılan güç sisteminin akım ve gerilim dalga şekilleri ile bu parametrelere ait harmonik düzeyini eşzamanlı olarak izleyebilmektedir. Gerçekleştirilen uzaktan görüntüleme sistemi yardımıyla sistem sürekli olarak izlenebildiğinden harmoniklerin sistem üzerindeki etkileri anında görülebilmekte ve bu sayede harmoniklerin ortaya çıkarabileceği arızaların başlangıç aşamasında giderilmesi sağlanabilmektedir. 3. HARMONİK ÖLÇÜM DÜZENEĞİNİN GERÇEKLEŞTİRİLMESİ (IMPLEMENTATION OF HARMONIC MEASUREMENT SETUP) Gerçekleştirilen uzaktan görüntüleme sisteminin blok diyagramı Şekil 1 de görülmektedir. Sistem; ölçme kartı, veri toplama kartı ve sunucu bilgisayar üzerinde LabVIEW programı yardımıyla hazırlanan kullanıcı arayüz yazılımından oluşmaktadır. Şekil 1. Gerçekleştirilen sisteminin blok diyagramı (Figure 1. Block diagram of the system implemented) 3.1. Ölçme Kartı ve Veri Toplama Kartı (Measurement Board and Data Acquisition Board) Faz gerilimlerini ve akımlarını veri toplama kartının analog giriş kanallarına uygun seviyeye sinüsoidal olarak dönüştürmek amacıyla bir ölçme kartı tasarlanmıştır. Ölçüm yapılan sisteme ait akım ve gerilim bilgileri tasarlanan bu ölçme kartı yardımıyla okunmaktadır. Akım bilgileri, her faza yerleştirilen 1000/1 dönüştürme oranına sahip akım trafoları yardımıyla, gerilim bilgileri ise akım trafolarının bağlı olduğu fazlara bağlanan 250/13,5 Volt gerilim transformatörleri yardımıyla okunmaktadır. Tasarlanan ölçme kartının görünümü ve ölçme kartının bir faz için gerilim-akım okuma devresi Şekil 2 de görülmektedir. Tasarlanan bu kart yardımıyla güç sistemlerinde yaşanabilecek ani salınımlara karşı giriş değerleri bu devre üzerinde sınırlanmaktadır. Bu devre sistemin kararlılığını sağladığı gibi kısa süreli ani değişimlere hızlı tepki vermesini engellemek amacına yönelik olarak ta kullanılmıştır. Ölçme kartı yardımıyla ölçülen akım ve gerilim sinyalleri veri toplama kartı için uygun seviyeye dönüştürüldükten sonra veri toplama kartının analog kanallarına uygulanmıştır. Veri toplama kartı ölçme kartından aldığı akım ve gerilim bilgilerini eşzamanlı olarak sunucu bilgisayara aktarmaktadır. Veri toplama kartı olarak National 57

Instruments firmasına ait 6071E model veri toplama kartı kullanılmıştır [26]. Veriler gerçek zamanlı olarak 5120 örnek/saniye/kanal örnekleme hızıyla okunmaktadır. Şekil 2. Tasarlanan ölçme kartının görünümü ve bir faz için gerilimakım okuma devresi (Figure 2. Photograph of the measurement board designed and one phase voltage and current sensing circuit) 3.2. Yazılım (Software) Veri toplama kartı aracılığıyla bilgisayara aktarılan veriler eşzamanlı olarak LabVIEW programında hazırlanan yazılım yardımıyla analiz edilmekte ve kullanıcıya sunulmaktadır. Şekil 3 te gerçekleştirilen yazılımın akış diyagramı verilmiştir. Program başlatıldığında ilk olarak veri toplama kartının ön ayarları gerçekleştirilmektedir, daha sonra sunucu bilgisayar üzerinde hazırlanan yazılıma uzaktan erişim isteği olup olmadığı kontrol edilmektedir, eğer uzaktan erişim isteği var ise hazırlanan kullanıcı arayüz programının kontrolü uzak kullanıcıya, eğer uzaktan erişim isteği yok ise programın kontrolü yerel kullanıcıya verilmektedir. Ayrıca kontrol uzak kullanıcıda iken yerel kullanıcı istediği zaman kontrolü kendi üzerine alabilmektedir. Bu kontrol gerçekleştikten sonra veri toplama kartı aracılığıyla veriler okunarak, akım ve gerilim dalga şekilleri ekrana çizdirilmektedir. Daha sonra akım ve gerilim dalga şekillerinde bulunan harmonikleri ve doğru akım bileşenini tespit etmek için FFT algoritması kullanılarak sonuçlar ekrana çizdirilmektedir. Şekil 4 te sunucu bilgisayar üzerinde LabVIEW programlama dili ile geliştirilen kullanıcı arayüz yazılımı görülmektedir. 58

Şekil 3. Yazılımın akış diyagramı (Figure 3. Flow chart of the software) Program çalıştırıldığında hiçbir ayara gerek duyulmadan arayüz programı veri toplama kartından aldığı gerilim ve akım bilgilerini analiz ederek kullanıcıya sunmaktadır. Arayüz programı temel olarak üç temel bilgilendirme grubundan oluşmaktadır. Bunlardan ilki gerilim ve akım dalga şekillerinin gösterildiği grafik pencereler grubudur. Gerilim ve akım dalga şekillerinin izlenmesine ait bu kısım Şekil 5 te verilmiştir. Burada gerilim ve akım dalga şekillerinin tek tek veya hep birlikte izlenebilmesini sağlamak amacıyla ekranların sol taraflarına butonlar yerleştirilmiştir. İstenilen fazın akım veya gerilim dalga şekli bu butonlar yardımıyla tek başına izlenebildiği gibi hep beraberde izlenebilmektedir. Ayrıca hem gerilim, hem de akıma ait toplam harmonik bozulum değeri yüzde olarak grafiklerin alt tarafına eklenen bilgi kutucukları yardımıyla kullanıcıya gösterilmektedir. Buna ek olarak grafikler üzerinde yakınlaştırma, uzaklaştırma ve kesme işlemlerinin yapılabilmesi için her iki grafik penceresinin sol alt kısmına grafik araç çubukları eklenmiştir. 59

Şekil 4. Sunucu bilgisayar yazılımı (Figure 4. Software in server computer) Şekil 5. Gerilim ve akım dalga şekilleri (Figure 5. Voltage and current waveforms) Arayüz programında ikinci bilgilendirme grubunu gerilim ve akım harmonik bileşen değerlerini gösteren grafik pencereler grubu oluşturmaktadır. Bu grafikler yardımıyla faz gerilimlerinin ve 60

akımlarının harmonik bileşenleri ayrı ayrı çubuk grafiği olarak ekrana çizdirilmektedir. Bu değerlerin izlenmesine ait kısım Şekil 6 da verilmiştir. Şekilden görüleceği üzere her fazın gerilim ve akım harmonik bileşenleri analiz edilerek ayrı ayrı pencerelerde kullanıcıya gösterilmektedir. Her grafik penceresinin altına yerleştirilen harmonik bileşeni seçme butonu yardımıyla istenilen tek dereceli harmonik bileşeninin etkin büyüklük değeri de bilgi kutucukları yardımıyla kullanıcıya gösterilmektedir. Bu sayede grafiksel olarak gösterilen harmonik bileşenlerin etkin büyüklük değerleri de kolaylıkla okunabilmektedir. Şekil 6. Gerilim ve akım harmonikleri ekranı (Figure 6. Screen of voltage and current harmonics) Üçüncü bilgilendirme grubunda ise şebekeden okunan gerilim ve akım dalga şekillerine ait harmonik bileşenlerin tablo halinde kullanıcıya gösterilmesi yer almaktadır. Program çalıştırıldığında gerilimlere ve akımlara ait harmonik bileşenlerin anlık değerleri bu tabloya yazdırılmakta ve sonradan kullanılabileceği düşünülerek sabit diskte saklanmaktadır. Şekil 7 de bu değerlerin izlenmesine ait ekran görülmektedir. Her sütün bir fazı temsil etmektedir ve satırlar yan tarafta bulunan butonlar yardımıyla değiştirilebilmektedir. Şekil 7. Gerilim ve akım harmoniklerinin tablo olarak gösterilmesi (Figure 7. Tables show that voltage and current harmonics) 61

4. UZAKTAN GÖRÜNTÜLEMENİN GERÇEKLEŞTİRİLMESİ (IMPLEMENTATION OF REMOTE MONITORING) Sunucu bilgisayar üzerinde hazırlanan harmonik ölçüm ve analiz programına eklenen özellik sayesinde program uzaktan kullanıma uygun hale getirilmiştir. Gerek yerel ağ gerekse internet üzerinden sisteme bağlanabilmek için istemci bilgisayar üzerinde internet tarayıcı programının bulunması gerekmektedir. Ayrıca sunucu bilgisayar üzerindeki yazılımın uzaktan çalıştırabilmesi için istemci bilgisayar için gerekli olan ActiveX uygulaması bir defaya mahsus istemci bilgisayara yüklenmelidir. Eğer istemci bilgisayarın internet bağlantısı var ise bu uygulama otomatik olarak sisteme ilk bağlanmak istenildiğinde istemci bilgisayara yüklenmektedir. Sunucu bilgisayar üzerinde hazırlanan yazılım hem yerel hem de uzak kullanıma uygun olarak hazırlanmıştır. Yazılım normal olarak sunucu bilgisayar üzerinde çalıştırıldığında tüm kontroller bu bilgisayar üzerinden yapılmaktadır. Her hangi bir istemci bilgisayardan sisteme bağlanmak isteyen kullanıcı, istemci bilgisayar üzerindeki internet tarayıcı programını çalıştırıp adres çubuğuna sunucu bilgisayar üzerinde hazırlanan yazılımın adresini yazdığında bağlantı hızına bağlı olarak Şekil 8 de görülen ekran istemci bilgisayarda görüntülenecektir. Bu anda tüm kontroller istemci bilgisayara devredilmektedir. Bu sayede uzaktan sisteme bağlanan kullanıcı sunucu bilgisayar üzerindeki programı kullanarak akım ve gerilim dalga şekillerine ait harmonik analizlerini anlık olarak gerçekleştirebilmektedir. Görüleceği üzere istemci bilgisayar üzerinden sisteme bağlanıldığında kullanıcı, sunucu bilgisayar üzerinde hazırlanan yazılıma bire bir ulaşabilmekte ve tüm analizleri gerçekleştirebilmektedir. Şekil 8. Uzaktan erişim ekranı (Figure 8. Screen distance access) 62

5. UYGULAMA (APPLICATION) Harmoniklerin uzaktan izlenebilmesi için gerçekleştirilen sistem, Başkent Üniversitesi Denetim Laboratuarında bulunan bir dağıtım panosuna bağlanmıştır. Şekil 9 da uzaktan erişim sisteminin fotoğrafı görülmektedir. Şekil 9. Uzaktan erişim sisteminin fotoğrafı (Figure 9. Photograph of distance access system) Deney sırasında çeşitli karakteristikteki yükler değişik zaman aralıklarında devreye alınıp çıkartılmış ve uzaktan sisteme erişim sağlanarak ölçüm sistemi üzerindeki etkileri incelenmiştir. İlk olarak 3 kw gücündeki 3 fazlı omik yük dağıtım panosuna bağlanmıştır. Şekil 10 da uzaktan harmonik görüntüleme sistemine bağlanan istemci bilgisayarın bu yük altındaki ekran görüntüsü görülmektedir. Şekil 10. Omik yük altında istemci bilgisayar ekranı (Figure 10. Client computer screen with the Resistive load) 63

Omik karakterli yükler doğrusal özelliğe sahip olduklarından, şebekeden harmonikli akım çekmemektedirler. Ancak harmonik analiz sonuçları incelendiğinde 150, 250 Hz lerde çok küçük değerli akım harmonikleri görülmektedir. Bunun nedeni gerilim sinyallerindeki harmoniklerin birer yansıması olmasıdır. Eğer gerilim tam sinüsoidal olup harmonik içermezse idi omik karakterli yük akımındaki harmonikler de sıfır olacaktı. İkinci olarak, değişken hızlı asenkron motor sürücüsü kullanılarak 0,75 kw gücündeki üç fazlı bir asenkron motora yol verilmiştir. Şekil 11 de uzaktan harmonik görüntüleme sistemine bağlanan istemci bilgisayarın bu yük altındaki ekran görüntüsü görülmektedir. Harmonik analiz sonuçları incelendiğinde değişken hızlı motor sürücüsü kullanıldığı için akım harmonik değerlerinde bir artış olduğu rahatlıkla görülmektedir. Gerçekleştirilen uygulama çalışmalarında harmonik ölçüm sistemine bağlanan istemci bilgisayar, ağ ve sunucu bilgisayar yoğunluğuna ve bağlantı hızına bağlı olarak ölçüm yapılan yüklere ait parametreleri eşzamanlı olarak izleyebilmiştir. Şekil 11. Asenkron motor sürücüsü altında istemci bilgisayar ekranı (Figure 11. Client computer screen with the induction motor drive) 6. SONUÇ VE DEĞERLENDİRME (RESULT AND CONCLUSION) Bu çalışmada, bir güç sistemine ait gerilim ve akım harmonik düzeylerinin uzaktan izlenebilmesi için donanım ve yazılım tasarlanarak uygulaması gerçekleştirilmiştir. Gerilim ve akım bilgilerini veri toplama kartının girişine uygun düzeye düşürmek için bir ölçme kartı tasarlanmış ve bu ölçme kartı yardımıyla okunan akım ve gerilim değerleri 5120 örnek/saniye/kanal hızında ölçülerek bilgisayar ortamına aktarılmıştır. Bilgisayara aktarılan bu veriler kullanılarak bilgisayar ortamında LabVIEW programlama diliyle hazırlanan yazılım yardımıyla üç faz akım ve gerilim dalga şekilleri çizdirilmiştir. Ayrıca FFT algoritması yardımıyla akım ve gerilim dalga şekillerinin harmonik analizleri yapılmış ve bilgisayar ekranında görüntülenmiştir. Literatürdeki çalışmalardan farklı olarak gerçekleştirilen bu sistemde işlevsellik ve görsellik ön planda 64

tutulmuştur. Arayüz tasarımı LabVIEW programlama dili kullanılarak özgün bir şekilde yapılmış ve uzaktan erişim için yine LabVIEW programlama dilinin uzaktan erişim yazılımı kullanılmıştır. Gerçekleştirilen uzaktan görüntüleme sistemi yardımıyla gerilim ve akıma ait harmonik düzeyleri gerek sunucu bilgisayar üzerinden gerekse istemci bilgisayar üzerinden izlenebilmiştir. Sisteme bağlanan istemci bilgisayar ağ ve sunucu bilgisayar yoğunluğuna ve hızına bağlı olarak ölçüm yapılan yüke ait parametreleri eşzamanlı olarak izleyebilmiştir. Sadece sunucu bilgisayar üzerinde hazırlanan yazılımda gerekli düzenlemeler yapılarak akım ve gerilime ait birçok parametrenin izlenebilmesi gerçekleştirilen bu sistem yardımıyla mümkün olabilmektedir. Sonuç olarak gerçekleştirilen uzaktan görüntüleme sistemi yardımıyla sistem sürekli olarak izlenebildiğinden harmoniklerin sistem üzerindeki etkileri anında görülebilmekte ve herhangi bir olumsuz durumda uygun çözüm teknikleri geliştirilerek sistem güvenliği ve sürekliliği sağlanabilmektedir. Ayrıca geliştirilen harmonik ölçüm sisteminin teknik eğitim veren kurumlarda eğitim amaçlı olarak ta kullanılması mümkün görülmektedir. TEŞEKKÜR (ACKNOWLEDGMENT) Yazarlar, bu çalışmaya proje kapsamında 07/2007-37 nolu proje ile destek veren Gazi Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi ne teşekkür ederler. KAYNAKLAR (REFERENCES) 1. Boyrazoğlu, B., Ünsar, Ö. ve Polat, B., (2007). Elektrik İletim Sisteminde Akım ve Gerilimdeki Harmonik Bileşenlerin Gerçek Zamanlı Ölçülmesi. II.Enerji Verimliliği ve Kalitesi Sempozyumu, Kocaeli, 234-238. 2. Subjak, J. ve Mcquilkin, J., (1990). Harmonics-Causes, Effects, Measurements and Analysis: An Update. IEEE Transactions on Industry Applications, 26 (6), 1034-1042. 3. Testing and Measurement Techniques-General Guide on Harmonics and interharmonics measurements and instrumentation, for power supply systems and equipment connected thereto, IEC Standard 61000-4-7, 2002. 4. IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power System. IEEE Standard 519-1995, 1995. 5. McGranaghan, M., (2001). Trends in Power Quality Monitoring. IEEE Power Engineering Review, 21 (10), 3-9. 6. Khan, A., (2001). Monitoring Power the Future. Power Engineering Journal, 15 (2), 81-85. 7. Melhorn, C. and McGranaghan, M., (1995). Interpretation and Analysis of Power Quality Measurements. IEEE Transactions on Industry Applications, 31 (6), 1363-1370. 8. Meliopoulos, S. and Zhang, F., (1992). Hardware and Software Requirements for a Transmission System Harmonic Measurement System. International Conference on Harmonics in Power Systems, 330-338. 9. Moreno-Equilaz, J., Paracaula, J., (2000). A PC-based Tool for Evaluation of Harmonics and Power in Three-Phase Power Electronic Converters. Workshop on Computers in Power Electronics, 55-58. 10. Ellis, R., (1996). Harmonic Analysis of Industrial Power Systems. IEEE Transactions on Industry Applications, 32 (2), 417-421. 11. Asheibi, A., Stirling, D., and Soetanto, D., (2006). Analyzing Harmonic Monitoring Data using Data Mining. Proc. Fifth Australasian Data Mining Conference, 63-68. 65

12. Girgis, A., Clapp, M., Makran, E., Qtu, J., Dalton, J., and Coteo, R., (1990). Measurement and Characterization of Harmonic and High Frequency Distortion for a Large Industrial Load. IEEE Transactions on Power Delivery, 5 (1), 427-434. 13. Batista J., Afonso, J., and Martins, J., (2003). Low-Cost Power Quality Monitor Based on a PC. IEEE International Symposium on Industrial Electronics, 512-518. 14. Chen, S., (2004). Open Design of Networked Power Quality Monitoring Systems. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 53 (2), 597-601. 15. Lee, R., Lai, L., and Tse, N., (2002). A Web-Based Multi-Channel Power Quality Monitoring System for a Large Network. Power System Management and Control Conference, 112-118. 16. Fardanesh, B., Zelingher, S., Meliopoulos, S., Cokkinides, G. (1998). Harmonic Monitoring System via Synchronized Measurements. 8 th International Conference on Harmonics and Quality of Power, 482-488. 17. Chan, S., Teng, J., and Su, Y., (2004). Internet-Based Virtual Power Quality Recorders. IEEE Region 10 Conference TENCON 2004, 287-290. 18. Leou, R., Chang, Y., and Teng, J., (2001). A Web-Based Power Quality Monitoring System. IEEE Power Engineering Society Summer Meeting,1504-1508. 19. Irmak, E., (2006) Doğru Akım Motorunun Temel Giriş Sinyallerine Tepkisinin İnternet Üzerinden Benzetimi. Politeknik Dergisi, 9(2), ss:71-77. 20. Demirbaş, Ş., (2007). İnternet Tabanlı PI Kontrollü Bir Doğru Akım Motoru Deney Seti. Gazi Ünv. Müh. Mim. Fak. Der. 22(2), 401-410. 21. Chen, S.H., Chen, R., Ramakrishnan V., Hu, S., and Zhuang, Y., (1999). Development of Remote Laboratuary Experimentation through Internet. IEEE Hong Kong Symposium on Robotics, 1-5. 22. Lin, H., (2004). A Precise Multi_location Riveting System using Remote Monitoring and Control. Conference on Robotics, Automation and Mechatronics. 578-583. 23. Yeung, K. and Huang, J., (2001) Development of the Internet Based Control Experiment. IEEE Conference on Decision and Control, 2809-2815. 24. Pecen, R., Salim, M., and Zora, A., (2004). A LabVIEW Based Instrumentation System for a Wind-Solar Hybrid Power Station. Journal of Industrial Technology, 20 (3), 1-8. 25. Asumadu, J., Tanner, R., Fitzmaurice J., Kelly, M., and Ogunleye, H. (2005). A Web-Based Electrical and Electronics Remote Wiring and Measurement Laboratuary Instrument. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 54 (1), 38-44 26. 6071E DAQ Card Datasheet, National Instruments, ni.com, 2008. 66