Tek fazlı elektrik şebekelerindeki güç parametrelerinin izlenmesi, analizi ve kontrolü

Abstract

Elektrik enerjisine olan talebin her geçen gün artması nedeniyle elektrik enerjisinin verimli ve daha kaliteli kullanılması kaçınılmaz hale gelmiştir. Üretim, iletim ve dağıtım hatlarının işletmelerinde oluşan arıza ve gerilim kayıpları nedeniyle üretim, iletim ve dağıtım şebekelerinin modernize edilmesi, daha akıllı hale getirilmesi ve sistemlerin daha hızlı davranması gerekmektedir. Ülkelerin teknolojik gelişmeleri göz önüne alınarak hazırlanan elektrik enerjisi talep tahminleri ve uzun dönem üretim planlarının yapılması oldukça önemlidir. Yapılan planların maksimum verim minimum maliyet ile karşılanması için enerji üretiminin, iletiminin ve dağıtımının teknoloji temelli uygulamalara gidilmesi gerekmektedir. Bu teknolojik uygulamalardan biri, kullanılan enerjinin gerçek zamanlı olarak analiz edilip oluşabilecek problemlere karşı otomatik sistemler tasarlamaktır. Otomatik sistem olan enerji izleme sistemleri sayesinde iyi bir enerji yönetim planlaması yapılarak işletmelerin daha verimli çalışması ve daha kaliteli enerji tüketmesi sağlanacaktır. Bu tez çalışmasında, tek fazlı elektrik şebekelerinden beslenen değişik yüklerin güç parametrelerinin gerçek zamanlı olarak LabVIEW programı üzerinden izlenmesi, analizi ve kontrolü sağlanmıştır. Sisteme bağlanan yük, şebekeden beslendiği anda akım, gerilim, frekans, güç faktörü, görünür/aktif/reaktif güç değerleri ile akım ve gerilim dalgalarında oluşan harmonik ve bu harmoniklerin toplam bozulma oranı izlenip gerçek zamanlı olarak bilgisayarda raporlanması sağlanarak analizi yapılmıştır. Gerilim yükselmesi/düşmesi ve akım yükselmesi durumlarında hassas elektronik cihazların zarar görmemesi için koruma devresi otomatik ya da manuel olarak kontrol edilebilmektedir. Herhangi bir arıza olması durumunda bilgisayar üzerinden ya da uygulama projesine eklenen görsel ve işitsel ikazlarla kullanıcı bilgilendirilmesi sağlanmıştır.

As the demand for electrical energy increases day by day, it becomes inevitable to use it more efficiently and with higher quality. The production-transmission-distribution lines need to be modernized, smarter and the systems to behave faster due to breakdowns and voltage losses in their enterprises. In order to meet the plans with maximum efficiency and minimum cost, it is necessary to apply technology based applications of energy generation, transmission and distribution. One of these technological applications is to analyze the energy used in real time and to design automatic systems against the problems that may occur. Thanks to the energy monitoring systems, which are automatic systems, a good energy management plan will be made to ensure that the enterprises operate more efficiently and consume more quality energy.In this thesis, the power parameters of different loads fed from single phase electricity networks are monitored and controlled in real time through LabVIEW program. Current, voltage, frequency, power factor, apparent / active / reactive power values, current and voltage harmonics and total distortion rate of these harmonics (THD) are monitored and reported in real time. The protection circuit can be controlled automatically or manually to prevent damage to sensitive electronic devices in case of voltage rise / drop and current rise. In case of any malfunction, it is provided to inform the user via computer or with visual and audible warnings added to the application project.