Harmonik bozulma şartlarında transformatör yüklenme kapasitesinin maksimizasyonu için pasif filtre tasarımı

Authors : Emine H. DEMİRCİOĞLU, Alp KARADENİZ, Murat Erhan BALCI

Pages : 48-65

Doi:10.25092/baunfbed.673883

View : 17 | Download : 6

Publication Date : 2020-01-10

Article Type : Research Paper

Abstract :Günümüzde, endüstriyel tesislerin bulunduğu dağıtım sistemlerinde harmonik bozulmaya sahip akım çeken güç elektroniği temelli yükler yaygın olarak kullanılmaktadır. Dolayısıyla, bu sistemlerde hat akımları ve bara gerilimleri yüksek değerlerde harmonik bozulmaya sahiptir. Harmoniklerin, güç sistem elemanlarında kayıp artışı, güç faktöründe düşüş, dönen elektrik makinalarında moment dalgalanmaları ile ölçüm ve koruma elemanlarının hatalı çalışması gibi olumsuz etkilere sebep olduğu literatürde bilinmektedir. Bu olumsuz etkileri azaltmak amacıyla harmonik bozulmayı iyileştiren pasif ve aktif filtreler tüketiciler ve enerji servis sağlayıcılar tarafından yaygın olarak uygulanmaktadır. Pasif filtrelerin tasarımında geleneksel olarak, her bir harmonik ve toplam harmonik bozulma seviyelerini ve güç faktörünü uluslararası standartlarda tavsiye edilen aralıklarda tutmanın yanı sıra akım ve/veya gerilim toplam harmonik bozulma indislerinin minimizasyonu, güç faktörünün maksimizasyonu, filtre maliyeti ve kayıplarının minimizasyonu amaçlanmıştır. Diğer taraftan, literatürdeki yeni çalışmalar, pasif filtreleri, geleneksel harmonik bozulma ve güç faktörü kısıtlarını dikkate alarak, transformatörlerin harmonik bozulma şartlarında yüklenme kapasitesini maksimize etmek amacıyla tasarlamıştır. Bu çalışmada, öncelikle, harmonik bozulmaya sahip tipik bir endüstriyel güç sistemi için transformatör yüklenme kapasitesinin maksimizasyonunu amaçlayan optimal C tipi pasif filtre tasarım probleminin çözümünde, büyük patlama büyük çöküntü, karınca aslanı optimizasyon ve yusufçuk optimizasyon algoritmaları sonuç ve hız bakımından karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Daha sonra, tasarlanan optimal pasif filtrenin performansı, kaynağa ait toplam gerilim harmonik bozulmanın, hat empedansı genliğinin ve hat empedansı X/R oranının değişkenlik gösterdiği durumlar için analiz edilmiştir.
Keywords : Harmonikler, pasif filtreler, transformatör yüklenme kapasitesi, optimal tasarım