Güç Sistemindeki Harmoniklerin Bilgisayar Destekli Modellenmesi

Yıl 2021, , 711 - 718, 31.12.2021

Sabir Rüstemli Sinan Tekev

https://doi.org/10.24012/dumf.1051328

Öz

Teknolojinin gelişmesi ve Dünya nüfusunun sürekli olarak artmasından dolayı, kullanılan elektrik enerji miktarı da sürekli artmaktadır. Elektrik enerjisinin talebinde meydana gelen artış ile birlikte, daha güvenilir ve daha kaliteli enerjiye ihtiyaç duyulmaya başlanmıştır. Bu kavram elektrik mühendisliği alanında “güç kalitesi” başlığı ile yerini almıştır. Günümüzde sanayide kullanılan güç elektroniği elemanları, transformatörler, ark fırınları, konverterler vb. harmonik yayan elemanlar güç kalitesinin bozulmasına sebep olmuş ve sonuç olarak da harmoniklerden kurtulma yollarına bizi sevketmiştir. Kaliteli elektrik enerjisinin sağlanabilmesi için enerjinin devamlılığı, gerilimin ve frekansın stabilliği, güç faktörünün 1’e yakınlığı, faz gerilimleri dengesi ve gerilimdeki harmonik miktarlarının belli değerlerde kalması gibi bazı kriterler göz önünde bulundurulmalıdır. Yapılan çalışmada, güç sistemindeki harmonik ve araharmoniklerin analizi yapılabilmesi için ve sistemdeki oluşan etkinin görülebilmesi amacı ile MATLAB / Simulink programında seri aktif güç filtresi, farklı nonlineer yüklere karşı modüle edilip simülasyonu yapılmıştır. Sistemdeki harmonikler ve ara harmoniklerin yok edilmesinin ve filtrelemeye karşı vermiş oldukları tepkinin görülebilmesi için FFT analiz programı ile sonuçlar gösterilmiştir. Nonlineer yükleri olan güç sistemindeki harmonik ve araharmoniğin filtrelemeden önce ve filtrelemeden sonraki oluşturduğu sonuçlar analiz edilmiş ve incelenmiştir. İnceleme sonucunda alınabilecek önlemler ile ilgili önerilerde bulunulmuştur.

Anahtar Kelimeler

Güç sistemleri, harmonikler, ara harmonikler, filtreleme

Kaynakça

• [1] Rüstemli S , Cengiz MS , Dinçer F, 2013. Elektrik Tesislerinde Harmoniklerin Aktif Filtre Kullanılarak Yok Edilmesi ve Simülasyonu. BEÜ Fen Bilimleri Dergisi 2(1): 30-38.
• [2] Rüstemli S, Okuducu E, Almali MN, Efe SB, 2015. Reducing The Effects Of Harmonics On The Electrical Power Systems With Passive Filters. Bitlis Eren Univ J Sci & Technol 5 (1): 1 – 10.
• [3] Rüstemli S, Cengiz MS, 2016. Passive Filter Solutions and Simulation Performance in Industrial Plants, Bitlis Eren Univ J Sci & Technol 6 (1): 39-43.
• [4] Rüstemli S, Cengiz MS, 2015. Active Fılter Solutions İn Energy Systems. Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sciences, 23: 1587-1607.
• [5] Şahin Ö, 2003. Elektrik Güç Sistemlerinde Harmonik Analizi. Yüksek Lisans Tezi İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• [6] Şahin YG, 2006. Harmoniklerin Yeraltı Güç Kablolarına Etkisi. Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• [7] Zenger M. Akım ve Gerilim Harmonikleri. [e-mail].
• [8] Kocatepe C, Uzunoglu M, Yumurtacı, R, Karakas A, Arıkan O, 2003. Elektrik Tesislerinde Harmonikler, Birsen Yayınevi, İstanbul.
• [9] Chapman D. “Harmonikler, Nedenleri Ve Etkileri” Copper Development Association.
• [10] Karakaş A, Kocatepe C, Baysal M, Çakır H, 2005. Harmonikli Sistemlerde Filtre Uygulamasının Karşılaştırılması, Enerji Verimliliği ve Kalitesi Sempozyumu. Kocaeli, 17-18.
• [11] Ellis RG, 1996. Harmonic analysis of industrial power systems, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol.32, 2: 417-420.
• [12] Demirören A, Zeynelgil L, 2004. Elektrik Enerji Sistemlerinin Kararlılığı, Kontrolu ve Çalışması. İstanbul, 1:204-238.
• [13] Odabaşı T, 2004. 3. Harmoniğin meydana getirdiği problemler . www.etmd.org.tr.
• [14] Sucu M, 2003. Elektrik Enerji Sistemlerinde Oluşan Harmoniklerin Filtrelenmesinin Bilgisayar Destekli Modellenmesi ve Simülasyonu. Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi Türkiye.
• [15] Akagi H, 1996. New Trends in Active Filters For Power Conditioning, Industry Applications, IEEE Transactions on, 32: 1312–1322.
• [16] El-Habrouk M, Darwish K.M, Mehta, P, 2000. Active power filters: A review, Electric Power Applications, IEE Proceedings, 147: 403– 413.
• [17] Li D, Tian J, 2008. A Novel Active Power Filter for the Voltage-Source Type Harmonic Source, Electrical Machines and Systems. ICEMS 2008. International Conference on, Wuhan, HUST, 2077 – 2080 (in China).
• [18] Singh B, Al-Haddad K, Chandra A, 1999. A Review of Active Filters for Power Quality Improvement. Industrial Electronics, IEEE Transactions on, 46: 960–971
• [19] Peng ZF, Adams JD, 2001. Harmonic Sources and Filtering Approaches. Industry Applications Magazine, IEEE, 7: 18–25
• [20] Tekev S., 2021. Güç Sistemlerindeki Harmoniklerin ve Araharmoniklerin Bilgisayar Destekli Modellenmesi ve Simülasyonu Bitlis Eren Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü