Elektrik sistemi ortak bağlantı noktalarında harmonik akım katkılarının ölçüme dayalı olarak belirlenmesi

Abstract

Bir elektrik sisteminin herhangi bir ortak bağlantı noktasındaki harmonikler genellikle birden fazla harmonik kaynak tarafından oluşturulur. Harmoniğin ana kaynağının belirlenmesi ve ortak bağlantı noktasındaki harmoniğe şebekenin ve tüketicinin ne kadar katkı yaptığının bilinmesi, bu harmonik kaynaklara yönelik uygun harmonik azaltma yöntemlerinin ve yönetmeliklerdeki cezai koşulların uygulanması açısından da çok önemlidir. Bu tez çalışmasında, bir ortak bağlantı noktasındaki yüklerin ve şebekenin harmonik akım katkı miktarlarının belirlenmesi için, akımın ve gerilimin saha ölçümlerinden, sistemdeki şebeke ve yük empedanslarının hesaplanarak harmonik akım kaynaklarının analitik olarak bulunması temeline dayalı iki yöntem önerilmiştir. Önerilen ilk yöntemde, akım ve gerilim harmonik ölçümlerine dayanarak kurulan sistemin harmonik Norton eşdeğer devre modeli üzerinden yüklerin ve şebekenin harmonik akım katkıları bulunur. Bu yöntem, sistemin devre şemasına veya devre elemanlarına bağlı olmadan uygulanabilmektedir. Sadece pasif harmonik süzgeç veya süzgeçlerine sahip tesislerde uygulanabilen diğer yöntemde ise sistemin harmonik Norton eşdeğer devre modeli, gerilim harmonik bileşenlerine ihtiyaç duyulmadan akım harmonik ölçümleri ile birlikte pasif harmonik süzgeç parametreleri kullanılarak elde edilir. Bu tez çalışmasında, önerilen yöntemler bilgisayar benzetimleri ve Güç Kalitesi Milli Projesi tarafından geliştirilen Güç Kalitesi Çözümleyicileri (PQ+) kullanılarak alınan saha verileri üzerinde uygulanarak doğrulanmıştır. Elde edilen sonuçlar önerilen her iki yöntemin de bir ortak bağlantı noktasında harmonik akım katkı miktarlarının bulunmasında iyi bir tahmin aracı olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

The harmonics at any points of common coupling (PCC) of an electrical system, are usually produced by more than one loads. To identify the main harmonic source and to know the harmonic contribution of the utility and the customer at PCC are very important for the application of appropriate harmonic mitigation method devoted to these harmonic sources, and also for penalty conditions to be imposed by the regulations. In this thesis, two methods are proposed to determine the harmonic current contributions of loads and utility at PCC, based on identifying harmonic current sources in the system analytically, by calculating utility and load impedances from the field measurements of current and voltage. In the first proposed method, the harmonic current contributions of loads and utility are determined through the harmonic Norton equivalent circuit model of the system constructed on the basis of the measurements of current and voltage harmonics. This method can be applied independently from the circuit scheme and circuit components of the system. In the other method applicable only for the plants having passive harmonic filter(s), the harmonic Norton equivalent circuit model of the system is obtained by using the harmonic current measurements and also the passive harmonic filter parameters, without any harmonic voltage measurements. In this thesis, the proposed methods are verified by applying on computer simulations and the field data obtained by the Power Quality Analyzers (PQ+) developed within the scope of the National Power Quality Project of Turkey. The obtained results show that both methods can be used as good prediction tools to determine harmonic current contributions at PCC.