Genlik modülasyonu kullanarak güç sinyallerinde harmonik çözümleme


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Öğrenci: AYBÜKE ESRA KİBAR

Danışman: ÖZGÜL SALOR DURNA

Özet:

Güç sistemlerinde ideal akım ve gerilim sinyalleri temel frekansta tek bir sinüs dalgası şeklindedir. Doğrusal olmayan yükler ya da doğrusal olmayan kaynaklardan birisi ya da her ikisi sebebiyle bu ideal dalga şekline, temel frekansın katlarındaki harmonikler ve diğer frekanslardaki araharmonik bileşenler eklenir. Harmonik ve araharmonikler güç sistemlerinde gerilim düşmeleri, kayıpların artması, sistemde bulunan cihazların ısınmaları ve yalıtımlarının bozulması gibi teknik ve ekonomik problemlere neden olurlar. Temel frekansla birlikte harmonik ve araharmoniklerin doğru tespit edilebilmesi, kompanzasyon sistemlerinin geliştirilmesi ve kaliteli güç sağlanması açısından önemlidir. Bu tezde akım ya da gerilim sinyalinin harmoniklerinin ve araharmoniklerinin doğru ve hızlı bir şekilde tespiti için, yeni bir yöntem geliştirilmişir. Önerilen yöntemdeki temel düşünce, sinyali, içinde barındırdığı olası frekans bileşenleriyle ayrı ayrı modüle ederek, aranılan frekansa ait, biri sıfır Hz'de olan ve diğeri de yüksek frekansta olan iki bileşen elde etmektir. Uygulanan modülasyon literatürde QAM olarak bilinen dördün genlik modülasyonudur. Bu bileşenlerden sıfır Hz civarına taşınmış olan, alçak geçiren sayısal bir süzgeç ile alınarak, genlik ve faz bilgileri hesaplanmaktadır. Önerilen yöntem, istenilen zaman aralığında, istenilen frekanstaki bileşenlerin genlik ve faz bilgileri, literatürde temel spektral ayrıştırma yöntemi olan Fourier analizi ile kıyaslandığında, daha kısa bir zaman penceresinde ve daha yüksek doğrulukta tespit etme imkanı sağlamaktadır. Önerilen yöntemin doğruluğu sentetik olarak üretilen güç sinyalleri üzerinde denenmiş ve harmonik ve araharmoniklerin frekans ve faz bilgilerini yüksek doğrulukla bulduğu gösterilmiştir. Bu tezde geliştirilen yöntem, Türkiye Elektrik İletim Sistemi'nin elektrik ark ocaklarını besleyen bir transformatör merkezinden alınan saha verilerine uygulandığında, Fourier analizine göre, özellikle temel frekansın nominal değerinden saptığı durumlarda, daha doğru faz ve genlik değerlerinin elde edildiği gösterilmiştir.