Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özetlere göre tezleri arayabilirsiniz.


İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü

2005

A new digital relaying method for induction motor protection

Asenkron motorların korunması için yeni bir dijital koruma yöntemi

Bu tez, YÖK tez merkezinde bulunmaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi'ndeki tarama bölümünde tez numarasını arayabilirsiniz. Tez numarası: 166182

Tezi Bul
Özet:

ASENKRON MOTORLARIN KORUNMASI İÇİN YENİ BİR DİJİTAL KORUMA YÖNTEMİ ÖZET Motor içinde veya dışında oluşacak kısa devreler, faz kayıpları, kaynak gerilimindeki dengesizlikler motorda dengesizliklere sebep olurlar. Motordaki bu dengesizlik durumu anlık güç ile belirlenmiştir. Herhangi bir dengesizlik yaratan durum karşında anlık gücün, temel çalışma frekansının iki katı frekansta salınımlar yaptığı gözlenmiştir. Dengesizlik sonucu oluşan negatif bileşen akımları motorda özellikle rotorun aşırı ısınmasına, enerji kayıplarına ve motorun bozulmasına sebep olurlar. Motor devrelerindeki dengesizlik durumlarının incelenmesi için EMTP simulasyon programının daha yeni bir sürümü olan PSCAD V.4 kullanılmıştır. PSCAD simulasyon programı FORTRAN programlama dilinde çalışmaktadır. Tüm iç ve dış arıza durumları için simulasyonlarda üç faz gerilim ve alam değerleri hesaplanıp kaydedilmiş ve FORTRAN üzerine kurulu algoritmamız arıza durumlarım analiz etmiştir. Arıza analizleri faz toprak, faz faz toprak, faz faz, üç faz toprak arızası, faz kopması, statorda sargının kendi üstünde kısa devre ve kaynak gerilimin dengesiz olması durumları iç ve dış arızalar olarak ayrı ayrı incelenmiştir. Bu tezde dengesiz güç bileşenine göre çalışan yeni bir digital koruma algoritması motor korumada kullanılmıştır. Bu röle motorda hem iç hem dış arızalar için test edilmiştir. Röle herhangi bir dengesizlik durumunda, anlık güçteki salınımları hesaplar. Dengesizlik durumunun belirlenmesinden sonraki aşamada, arızanın kaynağının motorun içinde mi, dışında mı olduğunu belirlemek amacıyla negatif bileşen reaktif güç bileşeni algoritmada hesaplanır. Arıza eğer motorun içinde ise negatif bileşen reaktif güç eksi işaret alır. Arıza motorun dışında oluşuyor ise negatif bileşen reaktif güç artı değer alır. Bu şekilde, digital koruma rölesi arızanın içeride ya da dışarıda olmasına göre röle açma zamanını hesaplamaktadır. Motorun stator sargılarında oluşacak bir arızada anlık açma verilmiştir. îç arızalarda açma kriteri, dengesiz güç bileşeninin 1% değerini aşması veya 1%'e eşit olması durumudur. Dış arızalar için röle, açma zamanım motor devresine yedek koruma yapmak amaçlı olarak hesaplar. Dış arızalar için dengesiz güç bileşeni 7%'yi aştığı anda algoritma açma komutu için röle açma zamanı hesap etmeye başlar. Dış arızalarda, röle negatif bileşen aşırı alam rölesi gibi çalışmaktadır. Dış arızalarda, K=I 2 1 eşitliği kullanılarak rölenin açma zamanı belirlenmiştir. ıx

Summary:

A NEW DIGITAL RELAYING METHOD FOR INDUCTION MOTOR PROTECTION SUMMARY Short circuits on the motor and out of the motor, phase losses, voltage unbalance on the source voltage side always cause unbalance on motor. Unbalance conditions on the motor were detected by using unbalanced power component Whenever an unbalance condition occurs, instantaneous power oscillation starts to oscillate at twice the base power system frequency. Unbalanced conditions affect the motor especially overheat rotor, energy losses and failures occur in motor because of the negative sequence currents. For simulations of motor unbalances, PSCAD V.4 which is a newer version of EMTP is used. PSCAD V.4 simulation program is based on FORTRAN programming language. The simulation data of three phase voltage and current values are recorded and on the next step, these saved values for each fault case are entered to digital relay algorithm which is based on FORTRAN program. From the algorithm results, fault analyses have been studied. Single phase to ground, phase to phase to ground, phase to phase, three phase to ground, single phase loss, turn to turn fault and voltage unbalance fault cases which cause unbalance have been analyzed for internal and external cases. In this thesis, a new digital protection relaying algorithm using unbalanced power component is introduced. This relay is tested on a motor for both internal and external faults. This digital relay detects the unbalance conditions by monitoring the oscillations at twice the power system frequency on instantaneous power. Then this relay detects whether the fault is inside the motor or outside of the motor by using the sign of negative sequence reactive power. If the fault is internal, negative sequence reactive power gets negative sign. When there is an external fault, negative sequence reactive power gets positive sign. For an internal fault, relay gives fast trip by calculating the trip time using the magnitude of unbalanced power component. When unbalanced power component is over 1%, relay gives fast trip for motor protection. For an external fault, relay provides backup protection. When unbalanced power reaches 7% for an external fault, protection relay starts to calculate the relay trip time. Digital relay acts as a negative sequence overcurrent relay when external faults occur. For external faults, K=I 2 1 equation is used for trip time.