Ölçü akım transformatörlerinin doğruluğunun sinüzoidal olmayan şartlar altında deneysel incelenmesi

Abstract

Gelişen teknoloji ile birlikte enerji sisteminde kullanılan lineer olmayan yüklerin sayısı ve oranı gün geçtikçe artmaktadır. Bu artışa paralel olarak dağıtım sistemlerindeki harmoniklerin oranında da artış görülmektedir. Enerji sisteminin korunmasında, akım genliği ve fazının ölçümünde kullanılan akım transformatörlerinin sinüzoidal şartlarda görevlerini doğru olarak yerine getirdikleri, bununla birlikte sinüzoidal olmayan şartlarda hatalı çalıştıkları bilinmektedir.Bu tezde, enerji sisteminin önemli bir parçası olan ölçü akım transformatörlerinin doğruluğuna, enerji sisteminde harmonik bozulmalara sebep olan yüklerin bireysel olarak etkisi geliştirilen bir deney sistemi yardımıyla deneysel olarak incelenmiş, ölçü akım transformatörünün matematiksel modeli oluşturulmuş ayrıca sinüzoidal ve sinüzoidal olmayan şartlardaki performansı ElectroMagnetic Transient Programın (EMTP) Alternatif Transient Program (ATP) versiyonunda yapılan simülasyon çalışmaları ile incelenmiştir.Çalışmanın sonucunda, ölçü akım transformatörünün bağlı olduğu sistemde lineer olmayan yüklerin bulunması ölçüm doğruluğunu önemli ölçüde etkilediği görülmüştür. Özellikle temel frekansın altındaki harmoniklerde ve akım dalga formundaki doğru akım bileşen oranına göre akım transformatörü hata sınıfının dışına çıkabilmektedir.The proportion and number of nonlinear loads used in power systems have been increasing with the developments in the power electronics technology. In addition to this increase, the rate of harmonics in distribution systems has been increasing. It is known that nonlinear loads are a major harmonic source for the distribution systems and operating range of the current transformers vary significantly in the harmonically polluted systems.In this study, the accuracy of current transformers which is an important part of the power system is investigated via a devoloped test system. The effects of individual loads that cause harmonic distortions in the system parametrically analysed and a mathematical model has been created for current transformers. Also current transformers are simulated under sinusoidal and nonsinusoidal conditions using ATP (Alternative Transient Program) version of EMTP (ElectroMagnetic Transients Program) to evoluate their performance.The main conclusion of the thesis is that, the accuracy of current transformers are significiantly affected by nonlineer loads that may exist in power systems. Also current transformers may be forced to work out of their class range due to the lack of DC component in current wave forms and/or subharmonics.