13 • 19 EYLÜL 1993 KTU - TRABZONdevre). Hat boyunca akım ve gerilim değerlerinin değişimleri için kurulan diferansiyel eşitliklerin çözümünden hattın analizi yapılabilir

13 • 19 EYLÜL 1993KTU - TRABZON

EMO KTUTÜBİTAK

ONSOZ

Giderek gelenekselleşen Elektrik Mühendisliği Ulusal Kongrelerinin beşincisindeTrabzon'da buluşuyoruz. EMO ile KTÜ Eleklrik-Elektronik Mühendislği Bölümü'nün işbirliğive TÜBiTAK'ın katkısıyla gerçekleşmekte olan Kongremizin başarılı ve verimli geçmesiumudundayız. Kongre sonuçlarından kıvanç duymak istiyoruz.

Kongre'de, bugüne kadar yapılmış çalışmalar ve yayınlanmış duyurulardan da an-laşılacağı gibi, bilinen yöntemlerin yanı sıra gelecek yıllara deneyim aktarabilecek yeniyaklaşımlar uygulanmaya çalışılmıştır. Bildiri özetlerinin değerlendirilmesine katılan uzmansayısının sistematik olarak artırılması,değerlendirme biçiminindahna da nesnelleştirilmesi,bildiri kitabında yeni yazım ve sunuş biçimlerinin oluşturulması gibi teknik gelişmelerindışında ilginç olacağı sanılan panellerle güncel sorunların irdelenmesi ve yöresel öğelerlesosyal etkinliklere renk katılması amaçlanmıştır.

Kongrenin hazırlık ve düzenleme çalışmalarında bazı aksaklıklar olmuştur. Önceliklekongre kararının olması gerekenden daha geç alınabilmiş olması, özet değerlendirmesürecinin posta trafiğinin çok yoğun olduğu bayram dönemlerine rastlaması hem YürütmeKurulu'nu hem de Kongre'ye katılmak isteyenleri zor durumda bırakmıştır.

Kongrenin düzenlenmesi sırasında edinilen deneyimler ışığında sorunları çözücü ilke-sel önerilerin ortaya konması yararlı olacaktır. Bunları kısaca sıralayabiliriz. Örneğin 6.Kongre'nin ya da kısaca EMUK'95'in nerede ve ne zaman yapılacağını şimdiden karar-laştırmak gerekmektedir. Bundan sonra Konferans olarak adlandırılması daha uygun ola-cak Kongre için sürekli ya da uzun süre görevli bir 'Ulusal Düzenleme Kurulu1 nun oluştu-rulması ve bu Kurul'un temel ilkesel karar ve yöntemleri üretmesi daha elverişli olacaktır.Kongre'nin yapılacağı konumdaki işleri ise 'Yerel Düzenleme Kurulu' üstlenmelidir. 'BilimselDeğerlendirme Kurulu'nun da ayrıntılı bir sınıflandırma ve nitelik belirlenmesi ile bir kereoluşturulması, yalnızca gelişen koşullara göre güncelleştirilmesi düşünülebilir.

EMUK, böylesi bir yapılaşma ile daha sağlıklı, zaman planlaması daha verimli birkonferansa dönüşecektir kanısındayız. Örneğin bu durumda bildiri tam metinlerinin dedeğerlendirme ve denetim sürecine girmeleri olanaklı kılınacak, şu ana kadar ancakYürütme Kurullan'nın ayrıntılı olarak bilincine varabildiği teknik sorunlar ortadan kalka-caktır. Konferansda da içerik ve düzey açısından belirli bir iyileştirme sağlanabilecektir.Bunu en yakında, EMUK'95'de gerçekleşmiş olarak görmek dileğindeyiz.

Bilindiği gibi Kongremiz Elektrik, Elektronik-Haberleşme, Kontrol ve Bilgisayar Sis-temleri alanlarında bilimsel-teknolojik özgün katkıların tartışılıp değerlendirilmesi ile araştır-ma, geliştirme, uygulama ve eğitim süreçlerindeki kişi ve kuruluşların birbirleriyle doğrudaniletişimini sağlamayı amaçlamaktadır. Ayrıca sosyal yakınlaşma ve dayanışmaya da

;Jİi

katkıda bulunmaktadır. Ancak Kongre ve onunla birlikte oluşturulan sergi/fuarın çokdeğerli bir 'Meslekiçi Eğitim ve Geliştirme' aracı olduğu bilincinin kişi ve kurumlarda dahaçok yerleşmesi için çaba gösterme gereği de ortaya çıkmaktadır.

Kongrenin gerçekleşmesini sağlayan, hazırlık ve düzenlemeleri üstlenen KTÜ, EMOve TUBİTAK'a, oluşturulmuş olan kurulların üyelerine, ayrıca burada adlarını saymakla bit-meyecek kişi ve kamu - özel - akademik nitelikli kuruluşlara, yardım ve katkıları nedeniy-le, Kongre'nin yararlı sonuçlarını paylaşacak olan topluluğumuz adına teşekkürlerimizi sun-mak isteriz.

Kongremizin başarılı ve verimli bir biçimde gerçekleşmesi, ülkemiz için bilimselm -teknolojik kazanımlar üretmesi dileğiyle Yürütme Kurulu olarak saygılarımızı iletiriz.

Doç. Dr. Güven ÖNBİLGİN

Yürütme Kurulu Başkanı

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ

YÜRÜTME KURULU

Güven ÖNBİLGİN

Yakup AYDIN (EMO)

Canan TOKER (ODTÜ)

Hasan üINCER (KTU)

Abdullah SEZGİN (KTU)

Kenan SOYKAN (EMO)

(K"tU)

Sefa AKPINAR (KTU)

Kaya DOZOKLAR (EMO)

A.Oğuz SOYSAL (IU)

İrfan SENLİK (EMO)

Y.Nuri SEVGEN (EMO)

DANİŞMA KURULU

Rasim ALÜEMİR (BARMEK)

Teoman ALPTURK (TMMOB)

Ahmet ALTINEL (TEK)

İbrahim ATALI (EMO)

Malik AVİRAL (ELİMKO)

Emir BİRGUN (EMO)

Sıtkı ÇİĞDEM (EMO)

R. Can ERKÖK (ABB)

Bülent ERTAN (ODTÜ)

Uğur ERTAN (BARMEK)

Isa GÜNGÖR (EMO)

Ersin KAYA (Kaynak)

Okyay KAYNAK (Boğaziçi

Mehmet KESİM (Anadolu U)

Mac i t MUTAF (EMO)

Erdinç ÖZKAN (PTT)

Kamil SOĞUKPINAR (TETSAN)

Sedat SİSBOT (METRON IK)

At ı f URAL (Kocael i U.)

I. Ata YİĞİT (EMO)

Fikret YÜCEL (TELETAS)

Hami t SERBEST (CU) _

Canan TOKER (ODTÜ)

Nusret YUKSELER (İTU)

Kemal ÖZMEHMET (DEU)

U)

SOSYAL ETKİNLİKLER KURULU

Y. Nuri SEVGEN (EMO)

Necla ÇORUH (PTT) Hatice SEZGİN (KTU)

Esen ÖNKİBAR (TEK) Yusuf TANDOĞAN (PTT)

Abdullah SEZGİN (KTU) Ömer K. YALCIN (TELSER)

SEKRETERLİK HİZMETLERİ

Necmi İKİNCİ (EMO) Elmas SARI (EMO)


BİLİMSEL DEĞERLENDİRME KURULU

Cevdet ACAR (İTU)

İnci AKKAYA (İTU)

A.Sefa AKPINAR (KTU)

Ayhan ALTINTAŞ (BiI.U)

Fuat ANDAY (İTU)

Fahrettin ARSLAN (IU)

Murat ASKAR (ODTÜ)

Abdullah ATALAR (BiI.U)

Sel im AY (YTU)

Ümit AYGÖLU (İTU)

Ata I ay BARKANA (Anadolu U)

Mehmet BAYRAK (Selçuk U)

At i I la BİR (İTU)

Galip CANSEVER (YTU)

Kenan DANIŞMAN (Erciyes U)

Ahmet OERVİSOGLU (İTU)

Hasan DİNCER (KTU)

M.Sezai DİNCER (Gazi U)

Günsel DURUSOY (İTU)

Nadia ERDOĞAN (İTU)

Aydan ERKMEN (ODTÜ)

İsmet ERKMEN (ODTÜ)

H.Bülent ERTAN (ODTÜ)

Selçuk GEÇİM (Hacettepe U)

Cem GÖKNAR (İTU)

Remzi GULGUN (YTU)

Filiz GUNES (YTU)

İrfan GÜNEY (Marmara U)

Fikret GÜRGEN (Boğaziçi U)

Fuat GURLEYEN (İTU)

Cemi I GURUNLU (KTU)

Nurdan GUZELBEYOGLU (İTU)

Emre HARMANCI (İTU)

Al tuğ İFTAR (Anadolu U)

Kemal İNAN (ODTÜ)

Asım KASAPOGLU (YTU)

Adnan KAYPMAZ (İTU)

Ahmet H. KAYRAN (İTU)

Mehmet KESİM (Anadolu U)

Erol KOCAOGLAN (ODTÜ)

Muhammet KOKSAL (İnönü U)

Hayrett in KÖYMEN (Bil. U)Hakan KUNTMAN (İTU)Tamer KUTMAN (İTU)Duran LEBLEBİCİ (İTU)Kevork MARDİKYAN (İTU)A.Faik MERGEN (İTU)Avni MORGUL (Boğaziçi U)Güven ÖNBİLGİN (KTU)Bülent ÖRENCİK (İTU)Bülent ÖZGUC (BiI.U)A.Bülent ÖZGÜLER (BiI.U)YiImaz ÖZKAN (İTU)Muzaffer ÖZKAYA (İTU)Kemal ÖZMEHMET (DEU)Osman PALAMUTCUOGLU (İTU)Erdal PANAYIRCI (İTU)Hal i t PASTACI (YTU)Ahmet RUMELİ (ODTÜ)Bülent SANKUR (Boğaziçi U)M.Kemal SAR I OĞLU (İTU)Müzeyyen SAR I TAS (Gazi U)A.Hami t SERBEST (CU)Osman SEVAİOGLU (ODTÜ)A.Oğuz SOYSAL (IU)Taner SENGÖR (YTU)Emin TACER (İTU)Nesr in TARKAN (İTU)Mehmet TOLUN (ODTÜ)Osman TONYALI (KTU)Ersin TULUNAY (ODTÜ)Nejat TUNCAY (İTU)Atıf URAL (Kocaeli U)Alper URAZ (Hacettepe U)Gökhan UZGÖREN (IU)Yıldırım UCTUG (ODTÜ)Asaf VAROL (Fırat U)Sıddık B. YARMAN (IU)Mümtaz YILMAZ (KTU)Melek YÜCEL (ODTÜ)Nusret YUKSELER (İTU)Selma YUNCU (Gazi U)


, Ulu**

ENERJİ İLETİM HATLARININ PSPICE İLE ANALİZİ

Celal KOCATEPE Ferit ATT AK

Yıldık «tik Üniversitesi, Elektrik-FJcktronik Fakültesi,E k k i r i k Müh. Bölümü, 80750 Yıldız, İstanbul

ÖZETBilindiği gibi enerji iletim hatları

genellikle kısa, orta ve uzun iletim nallan olaraksınıflandırılır. Bu sınıflandırma, hatlarıneşdeğer devresindeki direnç, şelf ve kapasiteninetkisi gözönüne alınarak yapılmaktadır.Eşdeğer devreler ise orta uzunluktaki iletim

hattı için nominal x. nominal T devreleri ile,

uzun iletim hatları için eşdeğer x, eşdeğer Tdevreleri ile de gösterilebilmekledir.

Bu çalışmada, yukarıda açıklanan iletimhatlarının PSpice destekli analizi yapılmıştır.Sayısal örnek olarak, ulusal enerji uğı içindekialt gerilime sahip kısa, orta ve uzun iletimhatları seçilerek bunlara ait analiz sonuçlarıverilmiştir.

I GİRİŞGenel olarak iletim hatları Şekil I'deki

eşdeğer devre ile gösterilebilir. Şekilden degörüldüğü gibi hattın bütün parametrelerinin(direnç, endüktans, kapasite ve kaçakaeçiraen'ık) hat boyunca homojen dağıldığıkabufediiır|ll.

Şekil 1. Enerji İletim HattıEşdeğer Devresi

Buruda, haltın birim uzunluktaki a.c.direnci (r) ile hattın nötre göre birimuzunluktaki şelf eııdiiktansı ({) seribağlanmıştır Hattın nötre göre b i r i muzunluktaki kapasitesi (c) ile birim uzunluktakikaçak geçirgenliği (g) birbirine paralel şekildehat ile nötr arasına bağlı olarak gösterilmiştir.

1222

1.1. Kısa iletini MattıNormal yapıda ve boylan ortalama 80

km'ye kadar hatlar için hesaplarda hattınkapasitesi ihmal edilebilir (kaçak geçirgenliğinbüyük bir etkisi olmadığından genellikle ihmaledilir). Böyle hatlara kısa iletim ham denir.Kısa iletim hattının eşdeğer devresi Şekil 2'degörüldüğü gibi verilebilir. Şekilden deanlaşılacağı gibi kısa iletim hattının direnci sabitbir seri empedans ile gösterilmiştir. Haltınbirim uzunluktaki faz başına seri empedansız=r+jx olarak hesaplanabilir. I..=haı boyuolmak üzere hattın faz başına toplam seriempedansı Z=z.L=(r+jx).L olur.

V,

Şekil 2. Kısa İletim Hattı EşdeğerDevresi

Burada,R= Hattın (toplam) direnciniX = Hattın (toplam) endükti'"

reaktansınıV|= Hat başı geriliminiVT= Hat sonu gerilimini11 = Hat başı akımınıh = Hüt sonu akımını

göstermektedir.

1.2. Orta Uzunluktaki İletimHatları

Ortalama olarak 80 ile 240 kmarasındaki iletim hatlarının hesaplarındakapasitenin etkisi tanı olarak ihmal edilemez.Bu hatlar orta uzunluktaki iletim halkın olarakadlandırılır. Orta uzunluktaki iletim hatları içineşdeğer devre, hattın seri empedansı ve şöntadmitansı (ki bu, genellikle kaçak geçirgenlikihmal edildiğinden sadece süseptanstan oluşur)


kullanılmak suretiyle nominal rr. ve nominal Tdevreleri şeklinde verilir.

Bu devreler Şekil 3'te gösterilmiştir.Şekil 3a'da görüldüğü gibi nominal rtdevresinde ortada hattın toplam empedansı(Z=Rı-jX) olmak üzere hattın toplam şöntadınitansı (Y) hattın baş ve sonlarına iki eşitparçaya bölünerek yerleştirilmiştir.Şekil3b'dekı nominal T devresinde ise. hattın toplamseri empedansı ortadaki şönt admitarmıı sağınave soluna iki eşit parçaya bölünerekyerleştirilmiştir.

R

•/ /O

a) Nominal :r. Devresi

b) Nominal T Devresi

Şekil 3. Orta Uzunluktaki İletimHattı Eşdeğer Devreleri

1.3. Uzun İletim HatlarıUzunlukları 240 km'den fazla olan

iletim hatlarına uzun iletim hatları denir. Buhatların hesabında hat sabitelerinin gerçekteolduğu gibi iletim hattı boyunca homojen olarakyayılı olduğu kabul edilir (Şekil I'deki eşdeğerdevre). Hat boyunca akım ve gerilimdeğerlerinin değişimleri için kurulandiferansiyel eşitliklerin çözümünden hattınanalizi yapılabilir 11 ]. |2J.

Orta uzunluktaki iletim hatlarında

olduğu gibi uzun iletim hatları da m ve Tdevreleri ile gösterilebilir. Uzun iletini hattına

bu bakımdan eşdeğer olan ;r ve T devrelerine

eşdeğer x ve eşdeğer T devreleri deni r .Eşdeğer devresi Şekil 3'leki gibi olup hatta aitempedans ve admitans değerleri farklıdır.


Eşdeğer TC devresindeki empedans ve admitansdeğerleri

CoshyL-1Y/2 = .(I)

Z= Z c.SinhyL

olarak hesaplanır.

Eşdeğer T devresi için ise.

.(2)

Y=-SinhyL

•(3)

Z/2=ZC.-CoshyL - I

Siıılıyl.

eşitlikleri verilir.

Burada Ze=Vz/y Hattın karakteristikempedansKİır. v= yy.2 Hattın propagasyonsabitidir.

2. PSPİCE İLE ANALİZGenel maksatlı devre simülasyon

programlarından biri olan PSpice. labora-lu varlarda.araştı rinada, endüstride kullanılanbir paket programdır [3|.[4|. PSpice. SPICEailesinden olup devre analizi esaslarınıkıılanarak devre çözümlerinin yapılabilmesinisağlamaktadır. SPICE. Berkeley KaliforniyaÜniversitesinde Elektrik Mühendisliği veKomputer Bölümünde geliştirilmiştir.

Çalışmamızda, PSpice tekniğini iletimhatları analizi için uygularken aşağıdakikabuller göz önünde tutulmuştun

- Sistemdeki tüm gerilim ve akımlarsinüsiodaldir,

- Sistemde gerilim ve akım asimetrisibulunmamaktadır,

- Sistem, lineer elemanların bileşiminden oluşmakladır.

2.1. Kısa İletim Hattının AnaliziŞekil 4'te eşdeğer devresi görülen

Karamürsel-Yalova arasındaki 23,458 km

uzunluğunda seri empedansı Z-10.2+JI0.5 Qolan 34.5 kV'luk hattın \5\ sonunda güçfaktörü Costp2=0.90 (end.) ve gücü S :=5000kVA olan biı yük bağlı olması hali için analiz

1223

yapılmıştır. Bıı analiz çeşitli güç değerleri için,İuıt sonundaki yükün direncini (RT) veendiiktansıni (LT) değiştirerek gerçekleştiril-miştir. Buna ait PSpice programı ve analizsonuçlan aşağıda verilmiştir.

RVARIMLE R -- 1.1

R=IO.2QX=10.5Q

Coscp2-0.90 (end.S ı - 5000 kVAV-,=34.5/VT W

Şekil 4. Örnekteki Kısa İletim HattıEşdeğeri

<ifi\\

J.ÜOÖE+MI 2.097E+04 l . l ? £ t * 0 0 7.77!E+0!

FSî-3 i?'MU ÎH!R2) IP'.RZI5.ÛOOE+01 -2.317E+O1 7.771E*01 -2.3I7E+0!

RVftRIABLE R = 1.2limHf!(HHHIIHHH«tll!HKfH(l(Hlll

FREG VNÜ) VPC1) ! H ( V I I5.000E+Û1 2.098EnH 1.19&E+00 7.213E+01

FREQ İP(VI) IMIR21 ' IPIR2!5.000EHJ1 -2.142E+01 7.213E+01 -2.142E*Ot

KISA İLETİN HATTIV2 I 5 AC 19918.58 0VI 0 i AC Û DEl 5 6 1 2 1Rl 1 3 10.2R2 2 \ RVARIABLE 2 M . 2 4Ll 3 2 0.0334L2 4 0 0.321.«ÖDEl RVARIAELE RE3.STEP RE5 SVftRIABLE(R) 0.8 1.2 0.1 •.AC LIN 1 50 50.PRİHT AC VH(1) V P U ) İI İ İV11 !?(V1) 1H!R2) IP(R2).EHD

KISA İLETİL HATTIV2 i 5 AC 179İS.5B 0VI 0 i AC 0 0El 5 6 1 2 !Rl 1 3 10.2R2 2 4 2 H . 2 4Li 3 2 0.0334L2 4 0 LVARIA5LE 0.321.HOEEl LVARÎABLE IND.BTEP İND LVARIABLEİLİ O.B 1.2 0.1.AC LIM 1 SO 50.PRIKT AC V « ( l ) VPM) IM(Vİ) IP(V1) IH(R2) I?(R2).EVD

RVARIABLE P. = .9

FREQ VM(1) V P ( U IH(Vl)5.000E+01 2.134E+04 1.041E+00 1.0ı)2E+02

FREQ IP(Vl) IÎUR2I IPIR2)5.000E+01 -3.047E+Û1 1.0O2E+O2 -3.047E+0!

LVARÎABLE L = .8ItU MUfiff »((Ult<fiMHUHU(ftltl{<»<tll|

FREü VH(l) VPU) IH(Vl)5.000E+01 2.1O8EfO4 1-473E+0O 8.70iE^0i

FRE3 IPfVU5.000EtOl -2.0

IIKR2I IPİR21fl.701E*01 -2.063E+01

RVARIABLE R = .9 LVARIABLE L .9

FREG VH(1) VP(1) INIVl)5.000E+01 2.120EH)4 1.131E+00 9.154E+01

FREG IP(Vl) I(f(R2) 1PIR2I5.000E+01 -2.74İE+01 9.154EtOİ -2.741E+0İ

RVARIA5LE R = I

FRE3 VK(İ) VP(I)5.000E+01 2.10SE+04 1.176E+00 8.412E+01

FRE3 ÎPÎVt) IHIR21 IP(R2)5.000E+01 -2.52IE+01 9.4I2E*O1 -2.521E+0!

1 2 2 4

FRE3 VMtl) VP(1) IK(Vt)5.'M0£*01 2.1Û8E^4 İ.323E»-)O 3.5S1E+0!

FREfl IPIVII IHIR21 IP«R2)5.M0E+01 -2.29İE+0İ 8.541E+01 -2.296EKII

LVARÎABLE L = 1

FRE8 VKÜ) V P l l ) INIV1)5.000E+01 2.1OBEtO4 l.t7BEfOO 9.412E+01

FREO 1PIV1) 1KIR2) IP1R2)5.0O0E+01 -2.521E+01 8.412E+01 -2.521E+O1


i » ;

IVAR'.ASIE L = t . l

FP.E3 V!".(L) VP'.İ) !M(V!)5.000E*01 2.IO7E+O1 İ. û39E+J.'O 9.256E+O1

FREü ÎPÎV1Î I«(R2) IP!R2lS.OOOE'Ol -2.737E+O1 6.256E+Ûİ -2.737E+0İ

LVARÎA9LE L = 1.2

FREQ VIKl) VPU) IM(Vl)

5.000E+01 2.104E+04 9.Ö74E-0! Î.095EMJ1

FREQ Î P İ V I ) !M!i>Z) İPIF.2I

5.000E+0! -2.?4eE+'J! 3.095E+Oİ -2.94feEtOJ

Analiz sonuçlarındaki VM( 1) , VP( 1)sırasıyla hatbaşı geriliminin genliği ve açısını;IM(V1) ve IP(V1) hat başı akımının genliği veaçısını. IM(R2). IP(R2) hatsonu akımınıngenliğini ve açısını tariflenıektedir. Ayrıcaaşağıda, hat sonundaki çekilen yükün (S2)değişmesi ile hat başı geriliminin (V|) değişimiŞekil 5'de verilmiştir. Şekil 5'de de görüldüğügibi (hat sonu geriliminin sabit kalmasıhalinde) yük arttıkça, hattaki gerilim düşümüsebebiyle hat başı gerilimi de artmaktadır.

Çankırı-Çorum arasındaki 119.375 kmuzunluğundaki 154 kV'luk hattın | 5 ]karakteristik değerleri şöyledir: Direnci R=16,O

Q. endüktif reaktansı X=51,4 Q ve admitansıY=j3 13,1 (imho.Bu hattın sonundan güçfaktörü Coscp2=0,90 (end.) S2=50 MVA lıkyükün bağlı olması hali göz önüne alınmıştır.Kısa iletim hattı analizinde de olduğu gibi yükdeğişikliği, (% olarak) yük direnci (R2) veendüktansı (L2) değiştirilerek yapılmıştır.

Aşağıda yer darlığı sebebiyle sadece

nominal JT devresi analizine ait PSpiceprogramı ve 50 MVA lık yük için analizsonucu verilmiştir.

S2 (MVA)

Şekil 5. Örnekteki Kısa İletim Hatüiçin Yük (S2) Ue Hat BaşıGeriliminin (V^ Değişimi

2.2. Orta Uzunluktaki İletimHattı Analizi

Bilindiği gibi orta uzunluktaki iletimhatlarının eşdeğer devresi nominal « v enominal T olarak verilebilir. Şekil 6'da verilen


R=16.0QX=51,4QY/2=j 15635

Cosq>2-0,90 (end.)

S2- 50 MVA

R nnnnn Jg * V2

4=Y/2

Şekil 6. Örnek Olarak Verilen OrtaUzunluktaki İletim Hattı

ORTAV2 1VI 0

El 5Rl 1R2 2L l 3

L2 4Cl 1

C2 2

Eşdeğer Devresidevresi)

UZUNLUKTA İ L . HAT «HCH. P!).5 AC 8 8 9 1 ! . '4 AC 0 0

6 ! 2 13 la

4 RVARIABLE2 0.163 .

0 0.64

0 0.4V8U •0 0.499U

.MODEL RVARIABLE

94 0

426.88

RES.STEP SES RVARIABLE(R) 0 . 9 1 . 2 0 . 1.AC LIH 1 50 50

.PRINT AC VHUJ '.HIDTH OÜT=İ32.ENO

RVAR1A8LE R =* « • t W » • ft •. K < £ V.Xf t

5

5

ITTTIlIIIIIT

FREQ.000E+01 9

FREQ.000E+01 -1

I/Pü) IIUV1) IP(V1) ]

tllrtTtttttlIttttttUı

VHin vp(i).535E+04 4.İİ2E+O0

IPfVlI IMIR2).693E+01 1.S34E+02

( N o m i n a l J ı

IHIS2) IP(R2)

KİI1IC111MIf«tCTtTTItTTtltrİTT

İH'.Vl!

I.7İ9E+02

1P(R2)-7.522F+0I

1225

Şekil 7'de nominal x devresi için lıatsonundan çeki len uüç (S-> ile hat başıgeriliminin ( V () değişimi verilmiştir.

93.544U48SOS2545O588O

S2 (MVA)

Şekil 7. Örnekteki Nominal reDevresi için Elde EdilenDeğişim

2.3. Uzun İletim Hattı AnaliziŞekil S'de eşdeğeri verilen L=291.859

km uzunluğundaki tek devreli uç fazlı 380kV'Iuk Ankara II-Kayabaşı hattı [5\ »öz önünealınmıştır. Hatlın karakteristik değerleri :

direnci r=0.0233 Q/kın. endüktif reaktarısıx=0,2658 Q/km. admitansi y-j4.19ıımho/km'diı. Hat sonunda S^^ZOO MVA veCoscp2~0.9() (end.)'dir. Daha önce anlatıldığışekilde analiz yapılmış olup eşdeğer T devresiiçin analiz programı ve sadece S2=2OO MVA(Cosfp2=0,90 end.) yük için sonuçlarverilmiştir.

UZUN IL.H<U.(EE-DESE3 DVM 7 flC 219373.1 0

7 ! 0 3 AC û ')E! 7 3 I 2 1S! I 3 3. M?.!! 4 5 3.44C 4 0 3.82ULl l 5 2 0.124

*Z 2 i SVftSIAPLE 44?. BLl 3 4 0.124L'J 6 0 0.975-MODEL RVARIABLE RES• STE? RE5 RVWIABLE!R) 0.S 1.AC LIX ! 50 50. P R İ N Î A C V d ( | ) V P ( ! ) ÎM'.Vî 1

.EMD

2 0.1

SVftRIABLE R = .8

FSEQ VH(1) VPI1)2.2S5E'O5 5.9iiE'OO

I i l IVlI

FRECJ5.ÛO0E+O1

IPÎR2)3.&3iE*02 -3.Û5!E«0!

RVASÎAELE S - .9lUlUlHillIİHlIHdllHlflIMHIKfHIIH

FSE9 VHÜ) VP(1) !H(V!)5.000E+0İ 2.239E+05 5.71EE*00 3.04BE

ı02

FSEQ !P!V11 Î IHf i '1 1P!R2)2.268E+Ö1 3 . î 2 3 E ı 0 Z -2.764E*0l

SVftRîHrLE R z 1

FP.EO V!1Ü) VP(l) IH (VI)

5.000E*OI 2.21ÎE+05 5.45IE+00 2.989E»02

FfiEO IP(VI) !I1(R2) IP(R2)5 . 0 0 0 E K ) I 2.800E+0! 3.054E»02 - 2 .

Coscj>)"0.90 (eıui.)

Y=jl202Mnıho

Şekil 8. Örnekte Verilen Uzun İletimHattına ait Eşdeğer Devre(Eşdeğer T devresi)

1 2 2 6

RVARIABLE R = l . lIIHllinilIHIlHlUlliMlIHIIIlliKHIlll

FP.E3 VK(I) V P ( I ) !H(VI)5.000E»01 2.20ZE*05 5.I38E«OO Z.940E+02

FREB I P f V l ) I«(R2I IP(R2)5.0O0EtOl 3.241E'0l 2.821E+02 -2.32OE»O1

RVftRIAPLE R = 1 . 2

IttltlIIflHlimHIHHlimiHIHlIIMUli

FRE9 V«! l ) V P ( l ) IHIV1)5.000EMM 2-1SSE+O5 4.934EHÖ 2.900E+O2

FP.E9 !?'.VU iîKRZ) 1P(P,2)5.öööt»0! Z.ine^OZ 3.I43E»0! -7-HIFtfli


a I

KAYNAKLAR

Şekil 9'da eşdeğer I' devresi için halsonundan çekilen güç ( S T ) ile hal başıgeriliminin (V|) değişimi verilmiştir.

I

22e

225

224

223

222

221

220

219

218

/

/S

s

n

/

/

/

/

/

170 180 100 200 210 220 230 24O

S2 (MVA)

Şekil 9. Örnekteki Eşdeğer TDevresi için Elde EdilenGrafik

S O N U ÇBilindiği gibi elektrik devrelerinin

analizi, güllümüzde ya özel programyazılımlarıyla ya da paket programlaryardımıyla yapılmaktadır. Bu çalışmada iletimhatlarının PSPICE destekli analizi yapılmıştır.Yapılan analizin hesaplama sonuçlarıaşağıdadır:

- Hat sonundaki yük (buradaendüktiftir) arttıkça hat başı gerilimi deartmaktadır (hat sonu gerilimin sabit kalmasıhali için).

- Hat sonundaki yükün artmasıyla hatbaşı akım değerleri de artmaktadır.

-Orta ve uzun iletim hatlarına ait hatbaşı ve hat sonu akım değerleri (haltınsüseptansı sebebiyle) birbirinden farklıolmaktadır.

Bu neticeler, bilinen teorik sonuçlar iletamamen uygunluk göstermekledir.

Güç akış algoritmalarının yazılımzorluklan, yazılım süresinin uzunluğu, bellekkapasitesi sınırlamaları v.b. sorunları gözönünealındığında enerji iletim hatibimin PSpicetekniği ile analizi, daha kısa süreli ve pratik birçözüm olarak gözükmektedir.

111 ÇAKIR. M.. Enerji İletimi. 1989.

| 2 | BERGEN. A.R.. Power Systems Analysis.Pı enlice Hail. 1986.

| 3 | RASHİD. M.H.. SPICE forCircuits andElectronics Usin« PSpice. fren tice Hail,1990.

|4 | BANZUAF. W.. Computer Aided CircuitAnalysis Usins» PSpice. Preııtice Hail,1992'.

| 5 | TEK. Türkiye Ulusal Elektrik AğındakiHavai Hatların. Trafoların ve GeneratörlerinElektriki Karakteristikleri, I99I.

YAZARLAR

KOCATEPE, Celal,1962 yılında Kastamonu'dadoğdıî. 1985 yılında İTÜElektrik-ElektronikFakiiltcsi'ndcn mezun oldu..1 yıl kontrol ve kumandatabloları imalatında çalıştı.1992'de Yıldız Ün. Fen

Bilimleri Ens.'tiden Elektrik Yüksek Müh.unvanını aldı. I993'(e Yıldız Teknik Univ. FenBilimleri Ens. Elekt. Müh. programındadoktora çalışmalarına başladı. 1991'den beriYıldız Fek. Üniv.Elekt.-Elektronik Fak. Elekt.Müh. Böl. Elekt. Tesisleri Ana B.DalındaAraş. Gör. olarak görev yapmaktadır.KOCATEPE, çalışmalarını ağırlıklı olarakdoğru akını ile enerji iletimi ve güç sistemhannonikleri koııulannda sürdürmektedir.

iş ATT AR, Ferit, 1959"•- yılında İstanbul'da doğdu.

1984 yılında Yıldız Üııiv.i Elekt. Müh. Bölümündenmezun oldu. Aynı yıltskenduruıı Demir ÇelikFab.'da kontrol müh. olarak

[çalıştı. 1987 yılında YıldızEns.'den Elekt. Yük. Müh.

unvanını aldı. 1986 yılından beri Yıldız Tekıı.Univ. Elekt.-Elektronik Fak. Elektrik Müh.Böl. Elektr. Mak. Ana B.Dalında Araş. Gör.olarak çalışmakta olup 1987'de doktoraçalışmalarına başladı. Çalışma alanları Elekt.-Elektronik ölçmeleri, sayısal sistemler, güçsistem hannonikleridir.

Fen Bil.

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ 1227

DUSUK KAPASITELI GÜÇ SISTEMLERININ YÜKLENEBIL!RLILIKPROBLEMİNİN ÇÖZÜMÜNDE STATİK VAR KOMPANZATÖRUN ROLÜ

A s l a n İNAN C e l a l KOCATEPE B e k i r MUMYAKMAZ

Y-T.U. Elektrik-Elektronik FakültesiElektrik Müh.Böl-

8O75O Besiktas/lSrANBUL

ÖZET

Radyal iletim hatlarının alıcıucundaki gerilim stabilitesi, buuca bağlanacak yükün karakter vemiktarı üzerine bir sınır koyar.Statik var kompanzatör,yük ucun-daki gerilimi destekler ve bunedenle hatların yüklenebilir-likleri artar.Bu çalışmada, rad-yal iletim hatlarının geçiciyüklenebi1 ir 1 ik sınırlarını art-tırmada yük ucundaki kontroledilebilir var kompanzatör SVC<statik VAR kompanzatörVnin et-kinliği gösterilmiştir.

1. Giriş

Statik var kompanzatör, çeşitlitekili k ve ekonomik avantajlarsağlayan bir eleman olarak bili-nir. Statik şönt kompanzatör1 er,hızlı cevap,yüksek güvenirlilik,düşük çalışma maliyeti ve islet-me esneklikleri ile karakterizeedilirler. Fonksiyonel olarakiki sınıfa ayrılabilir: Birinci-si; spesifik yük bozukluklarınıkompanze etmek, ikincisi; iletimhattı uc gerilimini regüle etmektir. Birinci sınıftaki genel a-maçlar, dinamik yük dengelemesive güç faktörü düzeltimi; ikincisınıftaki amaçlar ise uç gerilimdengelemesi ve regülasyonudur.

Yeni kontrol algoritmalarının o-1 usturulması yi a güç sistemi ça-lışmalarında geniş uygulama sa-haları doğmuştur. Bunlar; dina-mik asın gerilim

1 erin kontrolü,

sistem stabilitei ni n iyilesti-

1228

rilmesi ve iletim hatlarının güçtasıma kapasitelerinin arttırılma-sı olarak özetlenebilir /I/.

Bu yazıda yük ucunda kontrol edi-lebilen kompanzatörUn < Tristör-anahtarlamalı reaktor-sabi t kon-dansatör ) yüklenebilme sınırınaetkisi gösterilmiştir.

2- Analiz Modeli

Anal izde düşünülen güç sistemi,sek i 1-1'de gösterilmiştir.

YUK

v r

Seki 1-1. Güç sistem modeli

Kontrol edilebilen var kompanza-törün şematik diyagramı şekil-S'de, gerilim-reaktif güç bağıntısıise sekil-3'de gösterilmiştir.

Seki 1-2. Var kompanzatörünşematik gösterimi


Sekil--3. KompanzatörUn süreklihalde gerilim-reaktifgüç bağıntısı

Tristörlerin tetikleme açısı oc'ya bağlı süseptans bağıntısı.

V r

J rolör

•> eri l im

ÖlçömS

P-J m.* fDmin

mı

( ) \)JB

Sekil-4. Statik var kompanzatö-run blok diyagramı

Statik var kompanzatörün perfor-mansını görebilmek için bir fazlıdevre seçilmiştir <Sekil-5>.

d ı r . R e a k t i f gücün « i l e d e ğ i ş i m i

. V2

seklindedir. Burada,

B :Sabi t kondansatörün süsep-tans değeri,

B. <of>:Tristör kontrollü reaktö-rün a i le değişen süsep-tansı,

YUK

Seki 1-5. Yük ve kompanzatördenoluşan bir fazlı devre

V : Uç g e r i 1 i mi d i r .

Uç gerilimi, nominal geriliminÜzerinde ise (V>Vnom) kompanza-tör endUktif karakterde olacakve şebekeden endUktif reaktifgüç alacaktır [Q(oc>>OJ. Vnom> Vise kompanzatör kapasitif karak-terde olacak ve sisteme kapasi-tif reaktif gUç verecektir.

3. Uygulama

Örnek sistemin eşdeğer devresi

şekil-6'da gösterilmiştir.

X Vr

Seki 1-4'd© yukarıda formüle edi-len bağıntıları gerçekleştire-cek bir kontrol modeli verilmiş-t i r . Bu kontrol modelinde sU-septans,lineer ve sUrekli ola-rak kontrol edilebilir. Buradagüç sistemi, kompanzatör kontrolmodelinin geri besleme hattınıoluşturur. Bu geri besleme hattı,bağlı bulunan sUseptanstaki de-ğişiklikler© karşılık olarak hat-hatsonu gerilimini verir.ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ

V S+JB

Sekil-6 Sistemin eşdeğer devresi

Hat verileri:

13O kVX=O,4O8 fi/kmB=2,89 ı̂mho/kmHattın d i renci ,bas i t leAirme ama-cıyla ihmal edi lmişt i r / I / .

1229

R = Yükün akt i f güç b i leşeninigösteren eşdeğer d i r e n ç t i r .B = Bileşke süsepLans (Yükün en-dükt.if k ısmının. i let inı h a t t ı sü-seplansının ve kompaıızatör sti -s e p t a n s u u n toplamı) dır .

Bir taşıma h a t t ı n ı n yüklenebilir-1 iğ inin ölçüsü SI L CŞur ge Impedan-c e Loadi ng) i l e ve r i 1 i r .

SİL =

Yüksüz durumdaideal durumdur.

V =V =r s

p u

Yüklülimi:

durumda i s e , hatsonu g e r i -

karakter i s t ik empedansıdır.

B>0 kapas i tor lerEKO endüktörler olmak üzere,

:,45

- <2,4S-B>'

seklinde veri lebi l ir .

Örnek uygulamada el© alınan hatiçin, SIL=1OO MW olarak hesaplan-mış olup bu değerin üzerindekiyüklemeler ekonomik olmamaktadır.

<3> Yükteki değişmeler© paralel ola-rak hatsonu gerilimi değişece-ğinden hattın yük 1©nebi l i r i iği d©değişecektir. Yüklerin çoğu omik-endüktif karakterde olduğundanhatsonu gerilimi düşecektir. Budurumda hattın yüklenebil i r i iğiazal1r.

V- ile B arasındaki ilişki şe-

kil-7'de poster i 1miştir .

V(pu)

0/0

0 0 - — — T —00 1.0

Sekil-7. V -B deâişim qr "

Hatsonu gerilimini birim değere<1 pu) yükseltmek için gereklisliseptans değerleri <3) denkle-minin çözümünden,

B=0,21337 ve B=4,68662

olarak bulunur. Ekonomik acıdanküçük süseptans <B=O,ai337> de-ğeri seç i l i r .

1230

Bu probleme çözüm olarak düşünü-len statik VAR kompanzatörUn yer-leştirilmesinde asıl amaç: Siste-min bileşke süseptans değerini,hatsonu gerilimini istenen değer-de tutacak süseptans değerine(Örnek sistemimizde B = 0,21337>ayarlamaktır. Böylece hattın ylik —lenebi 1 i r 1 i ği nin daima maksimumseviyede kalması sağlanacaktır.

Yükün kapasitif karakterde olmasıhali için de aynı işlem geçerliolacaktır.

4. Sonuç

Ana yük barasımn, üretim yerin-den uzak mesafede bulunması duru-munda yük ucunda yeterli bir ge-rilim desteği olmadıkça bu uçtagerilim kararsızlığı sorunu ola-caktır. Yükün reaktif güc talebi-ni uygun miktarda reaktif gücüreterek < veya absorblayarak >karşılayacak bir eleman kullanıl-dığında gerilim yetersizliği so-runu çözülecektir.Bu gerilim des-teğini sağlamada kullanılan sta-tik VAR kompanzaLörlerle hatlarındaha verimli işletilmesi mümkünolmak tadır.


Kaynaklar

/I . ' Abdel -Aty Edr i s . "ConLrol 1 ab -1 e var compensator: A PotantialSolution to Loadability Problemof Low Capacity Power Systems"IEEE Trans. on Power Systems ,Vol.2, August 1987.

/2/ tNAN A. , "Statik VAR Kompan-zatörlerinin Enerji İletim veDağıtım Sistemlerine Uygulanma-s ı " Y.T.U. , Y. Lisans Tezi, 1992.

Yazarlar

ÎNAN, Aslan. 1968 yı-lında Amasya'da doğdu.199O yılında YıldızUniv. Elekt.Müh. Bölü-münden mezun oldu.1992yılında Yıldız Univ.Fen Bil.Ens. 'den El k.Yük. Müh. unvanını al-yılından beri Yıldız

Teknik Univ. El ek tr i k-Elek troni kFak. Elektrik Müh. Böl. ElektrikTesisleri Ana Bilim Dalında Ars.Gör.olarak çalışmakta olup, 1993de doktora çalışmalarına başla-dı. Çalışma alanlar ı ; SVC uygu-lamaları . mikrokontrolör uygu-lamaları ve güç sistem kontro-1u'dur.

MUMYAKMAZ, BEKİR. 1967y ı l ı n d a Afyon'da doğdu.1988 y ı l ı n d a Y ı l d ı zUniv. Elekt.Muh. Bölü-münden mezun o l d u . 1 9 9 0

[yılında Yıldız Univ.Fen Bil.Ens. 'den El k .Yük.Müh. unvanını aldı.

Yıldız Tek. Univ. Elekt-El ektroni kFak. Elekt. Müh. Böl . El ek t. TesisleriAna Bi 1 im. Dal ı nda Ar s .Gör. olarakçalışmakta olup, 1993'de doktoraçalışmalarına başladı. Çalışmaalanları; Yüksek Gerilim Hatları-dır.

KOCATEPE, Celal. 1962yılında Kastamonu 'dadoğdu.1985 yılında İTU

!El ek tr i k-El ek troni kFakültesi 'nden mezunoldu. 3 yi1 kontrol vekumanda tabloları ima-latında çalışt ı .1992'

de Yıldız Uni v. Fen Bil.Ens. 'ndenElk.YUk.Müh. Unvanını aldı. 1993'te Yıldız Teknik Univ. Fen Bil.Ens. Elekt.Muh. programında dok-tora çalışmalarına başladı.1991'den beri Yıldız Tek. Univ. Elekt-El ektroni k Fak. Elekt.Muh. Böl.Elek t. Tesisi eri Ana bilim Dalın-da Ars. Gör. olarak görev yapmak-tadır. Çalışmalarını ağ ır l ık l ıolarak doğru akım i l e enerjiiletimi ve güç sistem harmonik-ler i konularında sürdürmektedir.


DAĞITIM ŞEBEKELERİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM YÖNTEMLERİ

Belgin (EMRE) TÜRKAYİTÜ Elektrik. ELektronik Fakültesi

Elektrik Mühendisliği BölümüGümüşsuyu/İSTANBUL

ÖZET

Yapılan çalışmanın amacı, alçak gerilimdağıtım şebekelerinin bilgisayar desteklitasarımının yapılabilmesi için matematikselmodelin oluşturulması ve geliştirilen modelinbilgisayar ile çözülmesidir. Çalışmada şebeketasarım probleminin çözüm hızının arttırılmasıhedefi yanında şebekedeki enerji kesintilerinin,kayıpların ve gerilim düşümlerinin de azaltılmasıamaçlanmıştır. Tasanmda kullanılan modelinözellikleri: transformatör merkezlerinin yerleştirLlebileceği yerlerin seçilmesi, transformatörgiicünün seçilmesi, hat güzergahlarınınseçilmesi, güvenirliğin sağlanması ve bukoşullar altında en düşük maliyetli şebeketasarımının belirlenmesidir.

GİRİŞ

aşa_Genel olarak bir sistemin tasarlanmasığıdaki aşamalardan geçmektedir:i) Düşünsel - İşlevsel tasarım,ii)Rziksel model tasarımı,iii)Matematiksel model tasarımı ( statik veyadinamik),K/Tasarımdan elde edilen sonuçların irde_lenmesi.

Tasarıma yönelik araştırmaların hedefi " En iyi(Optimal)" tasanmı bulmaktır. Doğal olarak "eniyi " yi belirleyecek husus, bu amacıgerçekleştirmek için kullanılacak olankriterlerdir ( Objektif fonksiyon, amaçfonksiyonu). Buradanda anlaşılacağı gibişebeke tasarım probleminde en önemli hususobjektif fonksiyonu oluşturmaktır.

Elektrik enerjisine duyulan gereksinim, güngeçtikçe üstel biçimde artmakta , bu artışıkarşılamak üzere büyük güçlü üreteçler tesisedilmesi ve üretilen enerjiyi iletecek vedağıtacak olan şebekelerin optimum bir şekildetasarlanması gerekmektedir.

Bugün birçok ülkede dağıtım şebeklerinintasanmı amacıyla bilgisayar kullanılmaktadır.

1232

Doğal olarak bilgisayarlarda hesap yapmakdiğer yöntemlerden çok daha zordur. Bunakarşılık bilgisayar yardımıyla daha ayrıntılı biranaliz yapmak mümkündür. Böylece mühendishesapları yapmak yerine sadece sonuçlarıincelemek için zaman harcamaktadır. Dağıtımşebeklerinin bilgisayar destekli tasarımındaoldukça fazla değişken ve sınır içerenoptimizasyon problemi ile karşılaşılmaktadır.

OPTİMUM DAĞITIM ŞEBEKESİTASARIMINI BELİRLEYEN YÖNTEMLER

i) Heuristik yöntem:Bu yaklaşımda bilgisayar programının heraşamada ürettiği şebekelerden planlamacıyagöre en iyi olanı seçilir. Bu yöntemin en önemliüstünlüğü, planlamacının arzu ettiği an tasarımamüdahale etmesidir. Bu yöntemin diğerlerindenen önemli farkı deneyimlerin ve formalmatematiğin kombinasyonu olmasıdır. Bütünbunların yanısıra maliyet denklemlerinin eldeedilmesi sırasında yapılan kabullerin tasarımıyapan kişiye bağlı olması sebebiyle aynışebeke için farklı maliyet ifadeleri bulunmasıdurumuyla karşılaşılmaktadır /1 /.

inMatematiksel Programlama Yöntemi:Amaç fonksiyonun ve sınır koşullarının belirten

- denklemler kümesi bilindiğine göre herhangi birprogramlama problemi matematik bir dille ifadeedilebilir. Matematiksel programlamanınkonusu bu problemin çözümünü bulmak veözellikle verilenler olarak kullanılan gerçekdeğerin cinsine göre amaç fonksiyonunuoptimum (minimum veya maksimum) yapançözümü bulmaktır. Verilen amaç fonksiyonu veproblemin tarif edilen şartları değişik formlardaolabilir. Problemdeki sınır şartlarına görematematiksel programları lineer ve lineerolmayan programlama problemleri olarak ikiyeayrılır.

Lineer programlama problemi lineer sınırdenklemleri ile kısıtlanmış değişkenlerinfonksiyonu olan bir amaç fonksiyonun minimumya da maksimum yapılması problemidir /2/.


Klasik bir lineer programlama problemindeamaç fonksiyonu.

N0)

olarak ifade edilir. Sınır denklemleri ise

A i l + Ai 2 İ N

0(2)

şeklindedir. Bu denklemlerde z optimizeedilecek olan fonksiyonu göstermektedir.Şebeke tasarım probleminde ise z minimizeedilecek olan toplam maliyetttir. Cj katsayısıXj değişkeni tile ilgili maliyettir. Matematikselolarak açıklayacak olursak AJ; , Bj belirlisabitllerXj ise karar değişkenidir.

Genel lineer programlama probleminin değişikçözümleri vardır. Çeşitli çözümlerin tipine görebunlara değişik isimler verilir. Dağıtım şebekesitasarımı ayrık yapıda bir problem olduğu için,belirli bir bölgenin ayrıntılı bir tasarımını basitlineer programlamanın sürekli değişkenleri ileyapmak mümkün değildir. Bu yüzden şebekeanalizinde tamsayılı veya karma değişkenliprogramlama yöntemleri kullanılmaktadır.Tamsayılı programlama probleminde optimizeedilecek değişkenlerin tümü. karma değişkenliprogramlama probleminde ise değişkenlerinbazıları tamdeğerli olarak sınırlandırılmıştır.

Karma değişkenli programlama tekniği iledağıtım şebekelerinin tasarımı ilk olarak Gönenve Foote tarafindan geliştirilmiştir. Ancak Gönenve Foote llineer olmayan maliyet eğrileriniparça parça lineerleştirdikleri için geliştirdiklerimodelde değişken sayısı artmıştır/3/, (Al. /5/.

DAĞITIM ŞEBEKELERİNİN MALİYETANALİZİ

Genel olarak bir enerji dağıtım şebekesininmaliyet analizi, tesis masrafları (sabit masraflar)ve üretim masrafları (değişken masraflar) olmaküzere iki kısımda ele alınmaktadır. Burada sözkonusu edilen dağıtım şebekesinin maliyethesaplarıi) Şebekedeki hatların veii) Dağıtım transformatör merkezlerininmaliyetlerinin toplamı olarak ele alınmıştır.

Dağıtım Şebekesinde Hatlara İlişkin MaliyetHesabıBelirli bir tipteki hattın birim uzunluk başınatoplam yıllık maliyeti,

(TL/m) (3)

dir. BuradaTYM : Hattın yıllık toplam maliyeti (TL/m)Mj : Hattın yıllık tesis maliyeti (Tl/m)YEM : Hattın yıllık enerji kayıp maliyeti (TL/m)YGM : Hattın yıllık güç kayıp maliyeti (TL/m)olarak tanımlanmaktadır.

Hatların yıllık tesis masrafı, bu hatlar için yapılanyatırımın belirli bir yüzdesi olarak ifadeedilmektedir.

M, = YM. i (A)

(A) denklemindeki büyüklükler,

YM : Hattın yatırım masrafı (TL/m)i : Sabit maliyet oranı (%)

olup, i sabit maliyet oranı yıllık net faiz yüzdesiile amortisman oranının toplamına eşittir.

Hatlardaki joule kayıpları sebebiyle oluşanenerji kayıp maliyeti.

iii) Dinamik Programlama Yöntemi:Dinamik programlama problemi daha çokşebeke büyüme problemine uygulanır. Buyöntemin uygulanması sonucunda herbir yıl içinçeşitli şebeke tasarımları geliştirilir. Dinamikprogramlama tekniği ile öağıtım şebekesinintasarımına ilişkin çok ez çalışma vardır. Bununen önemli sebeplerinden biri. bu tür yaklaşımdadeğişken sayısının çok fazla ve tasarımişleminin karmaşık olmasıdır.


YEM = 3I2 f\ fE (YYF) Fk 8760 109 ÇTL/m) (5)(5) denklemindeki büyüklükler

I : Hat akımı (A)F\: Hattın birim direnci (O/m)fE : Enerji fiatı (TL/kWh)(YYF): Yük yerleşim faktörüFk : Kayıp faktörü

1233

olarak tanımlanmaktadır. Yük yerleşim faktörüşebeke yükü tekil yük ise 1. eşit yayılı yük ise1/3 değerini almaktadır. Kayıp faktörü iseortalama güç kaybının maksimum yükteki güçkaybına oranıdır ve şehirler için

Fk = 0.3 (YF) + 07 (YF)2

bağıntısı yardımıyla hesaplanır.(6)

Dağıtım şebekesinde oluşan joule kayıplarınıkarşılamak için sistem kapasitesini bu kayıplarkadar arttırmak gerekmekte ve bu artımıngetirdiği masrafada yıllık güç kayıp maliyetidenilmektedir. Güç kayıp maliyeti.

(TL/m) (7)(as y ) 10*

dir. (7) denklemindeki büyüklükleraQ : Üretim sisteminin birim maliyetiiG : Üretimin sabit maliyet oranı (%)

İ

(TI_/kW)%)

(TL/kW)a T : İletim sisteminin birim maliyetii T : iletimin sabit maliyet oranı (%)as :Bölge indirici merkezin birim maliyeti

(TL/kW)is:Bölqe indirici merkezin sabit maliyet oranı

şeklinde tanımlanmaktadır/6/.

Alçak gerilim yeraltı kablosunun yıllık toplammaliyetinin güce göre değişimi Şekil 1'deverilmiştir.

s:

6000001

400000-

200000

o«Mr —

OC JCM

oCM

S (kVA)

Şekil 1. Alçak gerilim yeraltı kablosunun birimuzunluk için toplam maliyetinin farklı kesitdeğerleri için güce göre değişimiDağıtım Transformatör Merkezinin MaliyetiDağıtım transformatör merkezinin maliyeti dehatların maliyetinde yapıldığı gibihesaplanmaktadır. Bu hesap.TYM,r = M t t r + M k t r (8)biçiminde olup, burada

1234

TYM(r : Dağıtım transformatör merkezinin yıllıktoplam maliyeti (Tl)Mflr : Dağıtım transformatör merkezinin yıllık

tesis masrafı (Tl)M t̂,. : Dağıtım transformatör merkezinin yıllıkkayıp masrafı (TL)olarak tanımlanmıştır.

Tesis masrafı transformatör merkezinin tesisi vekuruluşu için yapılan masrafların toplamınınbelirli bir yüzdesi olarak tanımlanmaktadır.

Kayıp maliyeti hesaplanırken ise trans_forrnatörün bir özelliği olarak demir ve bakırkayıplarının getirdiği masrafları hesaba dahiletmek uygun olur. Demir kayıbının getirdiğitoplam masraf.

bakır kayıplarının gerektirdiği toplam masraf ise

y pM (s/sj* (TL) (1 O)olarak tanımlanır. Sonuç olarak

Mto = W K F . + MKCuf

bağıntısı elde edilir.

(11)

Dağıtım transformatör merkezinin maliyetininyüke göre değişimi Şekil 2'de verilmiştir.

•ğ- 3E+08

P 2E*08P1E+08

ra un Ln inin o o m ooLn r— T— c\ı

S (kVA)

Şekil 2. Çeşitli güçleıdeki dağıtım transformatörmerkezlerinde toplam maliyetin yüke göredeğişimi

ALÇAK GERİLİM DAĞITIM ŞEBEKESİNJNBİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIMI İÇİNGELİŞTİRİLEN MATEMATİKSEL MODEL

Dağıtım şebekelerinin bilgisayar yardımıylatasarımında en önemli problem, şebekeninözelliklerini yansıtan matematiksel modelin iyikurulmasıdır. Şebekenin doğal yapısınıntanımlanmasına daha uygun olduğu içinçalışmada alçak gerilim dağıtım şebekesinin


tasarımının geıçekleştiıilmesinde karmadeğişkenli programlama yöntemi kullanılmıştır.

Dağıtım transformatör merkezlerinin ve hatlarınmaliyeti çekilen güce göre lineer olmayan birşekilde değişmektedir (Bkz. ŞekiH. Şekil2).Doğrusal olmayan maliyet eğrileri, maliyetiminimum yapan zarf eğrisine çizilen teğetyardımıyla lineerleştitilmektedir.

TYM (TI./M)

(TYM t (Tl))

c<a)

S(VA)

Şekil 3. S gücü iletildiği zaman minimum maliyetigösteren zarf eğrisi

Lineerleştirilmiş maliyet fonksiyonlarına sabitmaliyet modelinin uygulanması ile problemkarma değişkenli programlama problemi halinedönüşür.

Sabit maliyet modeli maliyetin sabit ve artanolarak iki kısma ayrılmasıdır. S birim gücüiletilirken toplam maliyet (Z). sabit maliyetmodelinde

Z(S) =' a(c)+ b(d).S S>0

0(12)

şeklinde ifade edilmektedir. Yalnızca 0 ve 1değerlerini alan 6 değişkeninin ilave edilmesiile maliyet fonksiyonları karma değişkenliprogramlama problemine dönüşmektedir.

Geliştirilen modelde, alçak gerilim dağıtımşebekesinin kayıplarda dahil olan toplammaliyeti gösteren amaç fonksiyonu (Z) şebekekoşullarını belirleyen sınır denklemlerine göreminimize edilmiştir.Matematiksel ModelModelde alçak gerilim dağıtım şebekesininkayıplarda dahil oları toplam maliyeti gösterenamaç fonksiyonu (Z) . şebeke koşullarını


belirleyen sınır koşullarına göre minimizeedilmiştir.Amaç fonksiyonu:

NS NS m NT m NT in

minZ-- £a,dj + X IbyHj ' I ScULÜbÜ +1 IdÜLUP.j 0 3>i=l hl .M i=l j- l̂ i=l j-1

Sınır denklemleri:i) Her düğüm noktasında tüketicinin istediği yükkarşılanmalıdır.

NT

ii) Hattan geçen güç hattın taşıyabileceğimaksimum gücü aşmamalıdır( Isınma sınırı).

Ptj <; P"ıaxHjj Vy (i ==1,2,3 NT) (15)(j = 1,2,3,....m)

iii) Seçilmemiş bir transformatörden çıkan hatolmamalı, seçilmiş bir transformatörden NFtenfazla hat çıkmamalıdır.

in(16)

tene transformatör

Vj ı

iv) Bölgeye en fazla Nmerkezi tesis edilmelidir.

NSVfijiN (17)

v) Tasarlanan alçak gerilim şebekesi dallıdır.

NT mW - N S (18)

(19)

vi) Hatlardaki güç akışı tek yönlüdür.

I'ij +Pjj 51 (i = 1,2, ,m)(j = l,2, m)

vii) Gerilim düşümü belirli sınırlar içerisindekalmalıdır.

I(L.cos<o - A U m a x x A ) £ AU, n a x xB ^Q)

viii) Matematiksel programlama sınırı

Vy (i = 1,2,3,....,m)(21)

1235

ix)öj »O veya 1 JÖJJ =0 veya 1

MODELİN UYGULANMASI

(22)

Şebeke tasarımı ele alınan bölge için dağıtımtransformatör merkezlerinin yerleşebileceğiyerler ve bunların geçebileceği yollar Şekil A'de gösterilmiştir.

«a

29*-»

28 ^—»

27 < - •

26*-»

yy

4'<—»I•43İ 42] 41J 40Î |

~25İ **T 2ÎT~1

t I

İS*

«->• 11

>• 1 2

» 9

» 1' S

Şekil 4jÖrnek olarak alınan yerleşim bölgesi

Modelin verilen örnek şebekeye uygulanmasısonucu bulunan optimal tasarım Şekil 5' deverilmiştir. Şekil 5' de optimum hat güzergahlarıve optimizesyon sonucu bulunan transformatöryerleri verilmiştir. Şekilden de görüldüğü gibiönerilen dört adet transformatör yerindensadece 1 ve 2 numaralı yerleşim yerlerindesırasryla 1600 ve 1250 kVA'lık transformatörlerintesis edilmesinin yeterli olduğu da yapılantasarım sonucu belirlenmiştir.

Şekil 5.0ptimum şebeke tasarımı

SONUÇLAR

Şekil A' de verilen yerleşim bölgesi için şebeketasarımı karma değişkenli programlamaproblemi olarak formüle edilmiş matematikselmodelin bilgisayar ile çözülmesi sonucundaŞekil5 deki optimimum şebeke tasarımı eldeedilmiştir. Optimizasyon sonucunda objektiffonksiyonun değeri 528147190 TL olarakbulunmuştur.

Geliştirilen matematiksel model yardımıylamümkün olan şebeke tasarımlarından eniyisinin seçilme imkanı vardır. En iyi tasarımdankastedilen toplam şebeke maliyetinin minimumolduğu ve enerji kesintilerinin, kayıpların vegerilim düşümünün kabul edilebilir değerlerdekaldığı bir şebekenin gerçekleştirilebilmesidir.

Dağıtım şebekelerinin tasarımıgeliştirilen modelin özelliklerii) Transformatör yerlerinin seçilmesiii)Transformatör gücünün seçilmesiiii) Hat yollarının seçilmesi

amacıyla

1236 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ

iv) Tasarlanan şebekede ısınma ve gerilimdüşümü sınırlarının kabul edilebilir değerdeolmasıv) Hatlardaki yük akışının belirlenmesivi) Tasarlanan şebekede kayıpların kabuledilebilir değerde olamasıvii)Tasarlanan şebekede toplam maliyetinminimum olmasıdır.

Geliştirilen model de hat parçlarından geçengüç değerleri optimize edildiği için hatkesitleride optimize edilmektedir.

Sonuçlar incelendiğinde bulunan sonuçlarıngerçektede uygulanabilir olması modelindoğruluğunu vurgulamaktadır.

KAYNAKLAR/1/CARSON. M.J, CORNFİELD, G., ComputerAided Design of Low Voltage DisttibutionNetvvorks, Computer Aided Design. IEE Conf.Publ. 86. pp.121_124.1972

\2\ FOULDS,LR..Optirnization Techniques anİntroduction. Springer Verlaq, New York Inc.1981.

/3/FOOTE. B.L.. GÖNEN ,T., Application ofMixed Integer Programming to Reduce SubOptimization in Distribution System Planning ,Modelling and Simulation Conference. pp,1133_1139.April1979.

/4/ GÖNEN ,T,FOOTE,B.,L, DistributionSystem Planning Model Using Mixed IntegerProgramming . Proc. IEE, Vol. 128 . Pt.C. No 2,pp. 70_79, March 1981

/5/ GÖNEN ,T, YU.D:C. A Distribution SystemPlanning Model , IEEE Control of PovverSystems Conference (COPS), pp. 70_79, March1980

/6/ GÖNEN.T.. Electric Povver TtansmissionSystem Engineering. John VVİley andSons.1988.

/7/ GÖNEN .T., Electric Povver DistributionSystem Engineering , Mc Graw Hill BookCompany, 1986SEMBOLLERaj : Transformatör merkezinin sabit maliyetbileşeni


öj : Transformatör merkezinin seçilipseçilmediğini gösteren karar değişkenibü : Transformatör merkezinin değişken maliyetbileşeniq j : Hatların sabit maliyet bileşeniLü : Hat parçalarının uzunluğu/oy : Hat parçasının seçimi ile ilgili karardeğişkenidjj: Hatların değişken maliyet bileşeniP|j: Tüketicinin yükü

ÖZGEÇMİŞ3ELGİN( EMRE) TÜRKAY

11960 yılında İstonbulda doğdu.1977 yılında Atatürk KızLisesinden mezun olduktansonra aynı yıl İTÜ Elektrik_Elektronik Fakültesi Elektrik

Mühendisliği Bölümüne Fekül_tesine girdi. 1982_1984 yılları

arasında ITU Fen Bilimleri Enstitüsünde yükseklisans öğrenimini tamamladı. 1985 yılındabaşladığı doktora çolişması halen sürmektedir.I984 yılından beri İTÜ Elektrik ElektronikFakültesi Elektrik Tesisleri Anebilim dalındaAraştırma görevlisi olarak çalışmaktadır.

1237

TÜKETİCİLERİN ELEKTRİK ENERJİSİ KULLANMA ALIŞKANLIKLARI VETÜKETİCİ FAKTÖRLERİ

Nevzat Ozay Nezih GiiveuElektrik ve Elektronik Müh.Böl.Orta Doğu Teknik Üniversitesi

Ankara

Ayhan I üreli Tayyar EgeliTUBİI AK Ankara "ElektronikAraştırına ve Geliştirme Enstitüsü

Ankara

ÖZET: Türkiye Elektrik Kunımıı ile işbirliği içinde 1992yılında Ankara'nın tlç değişik semtinde gerçekleştirilen buçalışmada, optik okuyucıılu ölçü cihazları kullanılarak ev veişyerlerinde elektrik enerjisi tüketimlerinin zamana göredeğişimleri kaydedilmiştir. Bu veriler daha sonra toplanarakbilgisayar ortamına geçirilmiş ve bir veri tabanı programıyardımı ile tüketici raktörlerinin belirlenmesindekullanılmıştır. Hu bildiride, bu araştırmadan elde edilensonuçlardan örnekler verilecektir.

1 GİRİŞ

Elektrik dağıtım sistemlerinin planlanmasında veprojelcndirilınesindeki en önemli kriter mevcut yükyoğunluğu ve yük karakteri ve bu yükün gelecektegetireceği değişimdir. Bu kapsamda, tüketicilerin, elektriklicihazları kullanma alışkanlıkları ve tüketiciler arasındakidivcrsitcniıı beliilcnmesi önem kazanmaktadır (I-3J.

Bu amaçla, elektrik sayaçlarının üzerine, elektrikbağlantısında ve sayaç mekanik aksamında bir değişiklikyapmadan monte edilebilen optik okuyuculu ölçü cilırclaııTÜBtTAK-AEAGE'de geliştirilmiş ve cihazlardan yaklaşık120 tanesi ile Ankara'nın sosyo-ekoııomik yapı olarakfarklılıklar gösteren üç semtinde (Çankaya, Bahçclicvler veÇukurambar) mesken ve ticarethanelerde ölçümleryapılmıştır Bu cihazlar, pilli olup 10 günlük bir süreboyunca 2'şer dakikalık ara ile güç ölçü değerlerinihaflzasına kaydedebilmekle, bu değerler sonradan bilgisayarortamına aktarılmakta ve değerlendirilmektedir.

Tüketici bazında yapılan bir ölçmelerden, ayrı olaraktüketicilere evlerindeki veya iş yerlerindeki elektriklicihazlarla ve bunları kullanma alışkanlıkları ile ilgilianketler uygulanmıştır.

Proje kapsamında, ölçme ve anket çalışmalarınınyapıldığı bölgeler, tüketici gruptan ve tarihleri şımlaıdır:a) Bahçclievler, Mesken ve Ticari/işyeri (Mart-IIaziran1992), b) Çttkwtmt*wr/İOO Yıl, Mesken (Tanımız 1992), c)Çankaya, Mesken (Ağuslos7%lül 1992)

Tüketicileri, elektrik CTKTJISI kullanım özelliklerinedayalı olarak alt gruplnıa ayırabilmek için, söz konususenitlerde, yapılan ölçmelerle, abone başına I günde tüketilenortalama enerji, ortalama puant güç ve puanlta abone başınadüşen diversiteli güç gibi değerler ve tüketici faktörlerihesaplanmış, bunlar ölçmelerin yapıldığı mevsim gözönünealınarak karşılaşlırılmıştır. Bu bildiride, bu araştırmadan ['ilelde edilen sonuçlar özet olarak sunulacaktır.

2. OPTİK ÖLÇÜ CİHAZI VE ÖLÇMELERİNDEĞERLENDİRİLMESİ

Tüketicilerin elektrik enerjisi kullanımını zamanabağlı olarak ölçebilmek amacı ile geliştirilen mikıoişlcıncilioptik okuyucu 5 ana bölümden oluşmaktadır,(i) Sensör: İki adet verici ve bir adet alıcıdan oluşan optik gözsayacın ön camına montaj ekibince ayarlanarak diskindönüşünü algıladığı noktaya yapıştırılır. Sensör elektriksayacının içindeki diski çok milimetrik bir nçı ile takip

1238

edebilmekle ve disk üzerindeki siyah çizgi geçtiği anda bunualgılayarak, ana işlemci karlına bu sinyali aktarmaktadır.Disk üzerindeki oksitlenmiş noktalar, aşırı parlak bölümlerveya diskin aşağı yukarı hafif salmımlar yapması da benzersinyaller şeklinde ana karta aktarılmakladır. Bu sinyallermikroişlemci lamlmdan analiz edilerek hangi sinyalingerçeklen diskin bir dönüşünü belitIcycıt siyıılı noktaya aitolduğu bulunmakladır. Sayaçların eskiliği ve çalıştığı ortanıçeşitliği de gözönüne alınmak sensör üzerine iki adet infraredIcd seri olarak bağlanaıak gönderilen sinyalin gücüartırılmıştır. Sensör biliminde algılanan sinyaller üç kablodanoluşan bir hat aracılığı ile nna karta ulaştırılmaktadır,(ii) Kontrol Ledi: Montaj ekibine yardımcı olabilmekamacıyla tasarlanmış bir sistemdir. Montaj ekibi sayacı cihazüzerine yerleştirdiği znman kontrol Icdini de cihaz üzerindekiyerine takarak cihazın doğıu çalışıp çalışmadığını kontroledebilmekledir. Optik sensörlerden ana karta gönderilensinyaller ana kartta test birimi tarafindaıı analizlenmckle vegelen diskin I tam turunu tamamladığım gösteren siyahnoktadan kaynaklnnmışsa montaj ekibinin taktığı kontrol ledisöıunektedir. Böylece montaj ekibi cihazın çalıştığından eminolur ve cihazı başlatır. Kontrol ledinin güvenilirliği %90'dır.

(iii) Ana Kart: Cihazın beyni diyebileceğimiz ana kaıtsürekli olarak gelen sinyallerin analizlerini yaparak, CPUbitimine yollamaktadır 2 dakikalık süre içindeki tur sayısıönce bu birimde toplandıktan sonra 2 dakikanın bitimindeRAM biriminde yardımcı bilgilerle birlikte sakların.Yardımcı bilgiler, sayaç numarası ve tur sayısının belirlendiğitarihten (gün, saat, dakika) oluşur. RAM birimi haftalıkverileri 2'şeı dakikalık bloklar halinde hafi/ada saklar veveri toplama ekibi geldiği zaman hafızadaki verileri PC'ycaktarır. Kuru aküden gelen 6 Volt (veya daha yüksek)gerilim, entegrelerin çalışabilmesi için uygun olan gerilimlerebölünür ve kart üzerindeki gerekli yerlere dağıtılır Aynenakü biliminde kısa devie kontrolü de yapılmakladır Kartındışındaki uçlarda kazayla bir kısa devre dm umu oluştu sabunun katta zarat vermemesi ve sadece akünün boşalmasıylasonuçlanması sağlanır.

(iv) Akü Birimi Cihazın 8-9 gün süreyle kesintisiz olarakçalışmasını sağlayan birimdir. 6 Volt 3.8 Ampcrsaal'lik kutuakü cihazın hemen üstündeki kutuya yerleştirilmiştir. Montajekibi, cihazı monte edildiği yerden sökmeden, haftada birkere akı'l değiştirerek ölçümün I haftadan daha uzun sürelerdevam etmesini sağlayabilir. Bu işlem yapılırken hafızadakibilgilerin kaybolmaması için ana kaıttn çıkışında yedekuçlar bulunmaktadır.(v) Haberleşme Bilimi: Cihazın bilgisayarla cihazarasındaki bağlantı kablolarının üzerine yerleştirilen ufak birkutu içinde bulunur. Veti alışverişini ve bazı testlerinyapılabilmesine olanak sağlar.Cihaz içinde bir halla boyunca saklanan 2'şcr dakikalıkveriler montaj ekibinin yanında taşıdığı pille çalışan birlitplop (dizüslü) bilgisayar yardımı ile toplamı Bubilgisayarda kontrol programları ve geniş kapasiteli bir hafızamevcuttur Ölçü cihazı ile bu bilgisayar arasındaki arabağlantı ile montaj ekibi cihazla lıabcılcşcıek depolanmış


velileri bilgisayarın hafızasına aktarır. Ayrıca cihazın bozukolup olmadığı ve akünün dununu da ekranda belirenmesajlarla öğienilebilir.

Sayaçlardan toplanan bilgiler, laboratuarda PC'Icıcaktarılır. Bu bilgilerin doğruluklarının saplanması, görselkontrole ek olarak, yazılan CI1KDATA adlı bir program ilede yapılmaktadır. Bu program "SAYLIST.DAT" adlı kütükteüstelenen eş zamana getirilmiş sayaç veri kliniklerini lamı.Şüpheli tur sayısı içeren sayaçlaı, ve şüpheli tur sayısı içerengünler "RHSUI.TS.DAT" adlı kütüğe yazılır Böyleliklegürsel kontrol sırasında gözden kaçabilecek hatalı velileranalize başlanılmadan belirlenir.

Toplanan velilerin güvenilirliği CHKDATA ile testedildikten sonra veriler MAXTURN programı daSAY1JST.DAT" kütüğünde listelenen tüm sayaç veıikütüklerini şuayla açaıak, her sayaç için günlük puanlı vetüketilen enerjiyi bulur. Bu işlem ptogıamı başında giıilcııgün sayısı kadar tekrarlanır. Sonuçlar "OIJTPUT.DAT" adlıkütüğe yazılır. Bu kütükteki bilgiler tüketici Taksilerininhesaplanmasında ve diğer analizlerde kullanılır.

Çizim amacı ile bir "veri tabanı ya/ıhını olangUATRO-PKO kullanılmaktadır

Ölçmelerle ilgili olaıak uygulamada kaışılaşılan vevurgulanması gereken diğcı noktalar ise şuulaulır:

- Tüketicilerin anket ve montaj ekibine tutumları herzaman olumlu olmamıştır. Özellikle, Çankaya semtindecihazların takılması sırasında bazı güçlüklerlekarşılaşılmıştır.

- Bazı durumlarda da sayacın boyulu, konumu ve dununu(özellikle işyerlerinde, sayacın kulu içine alınmış olması,önünün kutularla kapatılmış olması veya sayacın dışaııdaaçıkla olması gibi) cihazın yetIcştiıilmesine imkanvermemiştir.

- Sayaçlara takılan cilıa/lann tümünden toplanan veriler,bazj özel çevre ve teknik sonlulardan dolayı, kullanılabilirveıi sağlamamaktadır. Örneğin pilin beklenen süreden önceboşalması, cihaza yağmur suyu girmesi veya güneş ışığınınvurması gibi neclenleıle, toplanan verildin yaklaşık % 5'iatılmıştır.

3. ANKKT VR Öl Ç Ü M l . r R

3.1 Anket SonuçlarıTüketicilere uygulanan anketlerdeki soruları iki gıuha

ayırmak mümkündür:(i)Tükcticilcrin nıcskenleriııdcki veya işyerlcıindekielektrikli cihazlar,(ii) Tüketicilerin bu cihazları kullanma alışkanlıkları

Tablo I ve 2, Çukurambar/lOO.Yıl ( Ç U ) ,Bahçelicvlcr (HAM.) ve Çankaya ( Ç A N ) semtlerindemeskenlerden elde edilen anket sonuçlanın göslcımekk'diıHer semtle yaklaşık 300 meskende anket uygulanmışın Hutabloların incelenmesinden söz konusu üç senit arasındakigelir seviyesi ve yaşam standaıdı konularındaki Taıklılıklaraçıkça gözlenmektedir.

Temel gereksinim cihazları olarak yoıunılanabilccekbuzdolabı, televizyon, çamaşır makinası illü gibi cihazlarher üç semtte de hemen hemen hor evde

bulunmaktadır. Eğitim ve gelir seviyesi olarakÇukurambar/lOO.Yıl semtlerinden daha yüksek bir sosyo-ekonomik yapıya sahip olan Bahçclievlcr ve Çankayasemtlerinde, temel gereksinim aracı olarak kabuledilemeyecek bir çok elektrikli cihazın yaygın kullanımıgözlenmektedir. Örneğin, müzik seti, bulaşık makinası,video, aspiratör, Trilöz, saç kurutma makinası gibi cihazlarevlerin yarısında veya daha çoğunda mevcuttur. Flleklriklibattaniye hariç, diğer cihazların kullanımı da Bahçclievlcr veÇankaya semtlerinde Çukurambaı'a göre belirgin şekildeyüksektir. Çankaya semtindeki clcktıikli cihaz kullanımıBahçclievlcr semtine göre daha yüksek oranda olup,cihazların çoğunda kullanım doyum noktasına yaklaşmıştır.

Tablo I. Klcktrikli l'iv Alctleıi Kullanılın Anket Sonuçlan (%olaıak)

Cihaz

Buzdolabı

Televizyon

1 adet

2 veya daha fa/la

Çamaşır makinası

meulaueli

otomatik

F.lcklıik süpürgesi

Otu"

Radvo-teyp

Müzik seti

Bulaşık makinası

r.leklrikli şofben

F.leklıikli termosifon

T'lektıikli Tu in

Klektıikli soba

Video

Klima

Aspiıalöı

Saç kuıntnıa makinası

T'ıitcV.

MııMak robotu

Tost makinası

1-kınek Sızıntına inak.

Musluk şotlıcni

l'lcktıikli dikiş inak.

Çamaşır kuiutına inak

Ulektıikti battaniye

l'.lektıikli iadyatör

Vantilatör

Ocun dondurucu

Çöp öğütücü

Bilgisayar

çu.100

94

5

74

15

69

94

78

13

15

< 1

655

II

0

3

50

II

1

10

2

< 1

15

< 1

45

1

1

1

0

< 1

BA11.

100

60

40

12

86

97

100

75

57

55

228

80

31

54

5

46

85

43

38

39

32

4

2211

15

7

6

7

< 1

3

ÇAN.

100

5248

6

96

100

100

88

72

78

21

10

88

25

70

7

62ı>8

56

47

58

53

•1

30

13

13

14

8

8

2

7


Tablo 2. Tüketicinin Elektiik Enerjisi KullanımAlışkanlıkları (Değeılcr, ilgili somya cevap verenlerinyüzdesi olarak ifade edilmiştir.)

Tablo 3. Değişik semtlcıde mesken bazında yapılan ölçmelersonucu bulunan tüketici faktörleri

SORU1. Evde ikamet eden kişi

sayısı

2. Mesai saatlerinde evdeolan kişi sayısı

V Evdeki oda sayısı

1 F.vin ısıtılmasındaelektrik enerjisikullanılıyor mu?

5. Kışın ortalama gündekaç saat elektiikliısıtma kullanılıyor 7

r> Çamaşır makinasıhaftada kaç defaçalıştırılıyor ?

7. Çnınaşır makinası(İzcilikle hangi günlerkullanılıyor ?

8. Bulaşık makinasıhaftada kaç defaçalıştırılıyor

9. Bulaşık makinasıgenellikle çalışlıııldığızaman

10.TV günde ortalanınkaç saatçalıştırılıyor'/

1 1 Fırın haftada ortalamakaç defa kullanılıyor 7

12.Aydınlatılın floiasanlamba kullanımı

13.Elektrikle ilgili en«nemli şikayetiniz

CEVAPn ) lb ) 2c ) 3d) 4e)>5a ) 0b ) lc)2d) 3c)>1a) Ib ) 2c ) 3d) 4c)>5a) Hayırb) Tamamenc) Kısmena) 0-2 saatb) 3-5 saatc)6 saata)< 1b ) lc) 2-3d)>4a) I lafta içib) I lafta sonuc) Rastgelea ) < lb) 1-2e) 3-5d) > 6a) Sabahb) Akşamc) Rastgelea) < 1 saatb) 1-3 saatc) 4-6 saatd) > 7 saatıı) < 1b) 1 -2c) 3-5d ) > 6a) İliç yokb) 1-2 adetc) Ağıılıklı

olmaka) Sık ve uzun

kesintilerb) Gcıilim

düşüklüğüc)Pahalı oluşud) Diğere) Bir şikayet

yok

çu.2

11182445

118242730

1145922

492

08

82126

155410

11633

51-----

--

11234536434

20

325810

18

12

42< 127

BAII.7

212239118

383912

302

2655177fi

< 123831525

4048

7192556

8363720104842< 1

8395316691 14

4945

6

27

9

51< 113

ÇAN5

212634149

4635

640

08

771571

< 1287522

35

3445161524

613

3240251640

44< 1

544

51205916

5

6534

1

9

10

271

50

Ölçüm Yapılan Tarih

Abonebaşına ortalamapuant güç (VV/Abonc)Puantta abonebaşına diversitcli

güç (W/Abonc)Oı lalamatüketilen enerji(kWlır/Abonc-Ri)n)Yük faktörüEş-zaınaıılılık faktöiüDivcısite faktoıü

çu.Temmuz

1992

910

230

2.5

0.450.254.0

BAII.Mnıt-Mavıs

1992

1990

425

5.3

0.450.224.5

ÇAN.Ağ-Eylül

1992

2382

640

102

0.5250.273.7

1240

Anketlerden ortaya çıkan ilginç diğer noktalar şuşekilde özetlenebilir:- Üç semtte de cvleıiıı hemen hemen tamamında en az biradet TV bulunmaktadır İki veya daha fazla adetteki TVycsahip olanların oranı Çııkuıambar'dn % 5, Bahçelicvlcr'dc %40 ve Çankaya'da %48'dir. Televizyon izleme süresiaçısından bu üç semt arasında çok büyük fmklılıklargözlenmemektcdir Uç semltc de çoğunluk, televizyonungünde ortalama en az 7 saat çalıştırıldığını belirtmiştir.

Çamaşır makinası kullanımı üç semtte de çok yüksekolmasına karşılık, makinaların otomatik veya meıdaııcliolarak dağılımı semtler arasında çok farklıdır. Çankaya veBahçclievler'dc büyük çoğunluk (sırası ;le %96 ve %86)otomatik çamaşır nıakinasına sahipken, Çukuraınbar'dabüyük çoğunluk (%74) merdaneli tipte makinaya sahiptir

Bulaşık makinası Çukuraınbar'da hemen hemen hiçbulunmazken (% 1), Bahçelicvlcı (% 55) ve Çankaya' da (%78) yaygın kullanılın mevcuttur.- Tablo 2'de sunulan anket sonuçlarından göıülcceği üzere,Bahçelievler ve Çankaya semtlerinde evde devamlı ikameteden kişi sayısı ortalama olarak Çukıırambaı'a göre daha azolmasına rağmen, büyük güç çeken cihazlaım kullanım sıklığıdaha yüksektir, Evde ikamet eden kişi sayısı Çukııranıbaı'da5 kişi olarak belirirken, Bahçelievler ve Çankaya'da 4 kişiolarak ortaya çıkmıştır. Diğer ilginç nokta ise Çukuraınbar'damesai (gündüz) saatlerinde evde olan kişi sayısının diğersenlilere göre daha yüksek oluşudur.- Evin kışın ısıtılmasında takviye olarak elektrikli bir cihazkullanımı Çankaya'da % 28, Bahçelievler'de % 23 veÇukııranıbaı'da % 8 oranında olup ısıtmayı tamamenelektriğe dayalı olarak gerçekleştiren hemen hemen hiçbirev bulunmamakladır- Elektrik beslemesi ile ilgili olarak tüketici şikayetlerinindağılımı da senliler alasında faıklılık göstermektedir.Çııkurnmhar ve Bahçelievler'de büyük oranda tüketicielekti iğin pahalı oluşundan şikayet ederken, Çankaya'da %50 oranındaki tüketici gıubıı bir şikayeti olmadığınıbeliılıniştiı. Sık ve ıram sili eli kesintilerden şikayet oianı


ise Bahçelievler'de % 27, Çukııranıbar'da % 18 gibi yüksekdeğerdedir. Gerilim düşüklüğünden şikayet oranı ise üçsemtte de birbirine yakın olup, % 10 civarındadır.

3.2. Ölçme SonuçlarıDeğişik tlç semtle mesken bazında yapılan ölçmeler

sonucu bulunan bazı tüketici faktörleri Tablo 3'deverilmektedir. Ölçümlerin yapıldığı aylamı İter semt içinfaiklı oluşu, bu semtler arasında lanı bir karşılaştırmanınyapılmasını zorlaştırmakladır. Ancak aşağıdaki gözlemlerinvuıgulanmasında fayda vardır:

- Elektrik enerjisi kullanımı, beklenildiği gibi, gelir seviyesiile artmaktadır. Ocrek abone başına biı günde tüketilenortalama enerji, gerek abone başına ortalama pııant güçdcğeıleıi Çankaya semtinde en yüksek,Çııkıııambar/l00.Yılda ise en düşüktür. Tablo 1 ve Tablo2'dc verilen anket sonuçları da ölçmelerden elde edilensonucu desteklemektedir. İlginç diğer bir gözlem ise Ağustosayında Çankaya ile ilgili enerji tüketimi ve pııant güçdeğerlerinin Balıçelievlcr'e göre sadece %IO kadar yüksekoluşudur. Bu sonuç, muhtemelen. Ağustos ayında AdaletBakanlğı Lojmanlarımda kapsayan ölçümlerin adli tatilerastlaması nedeniyle düşük çıkmasından ve mevsimfaktöründen (yazın havanın ısınması ve daha geçkararması, tatil mevsimi olması gibi) kaynaklanmıştır.Çankaya'da Eylül ayında yapılan ölçümlerin Balıçelicvlcr'egöre oldukça yüksek oluşu bu durumu açıklığakavuşturmakladır.

- Punnlta abone başına düşen güç değeıinin gruptakiabone sayısına bağlı olarak değişimi Şekil l'dc her semt içinayrı ayrı gösterilmiştir. Abone sayısının yeteri kadarbüyük olduğu durumlarda, bu değer Çankaya'da 6-10 W,Balıcelievler'de 425 W ve Çukııranıbar'da ise 230 Wolmakladır.

- Yük faktörü ve diversile: Tablo 3'de verilen değerlerölçümlerin yapıldığı evlerin aynı fideıdeıı beslendiğivarsayımı ile hesaplanmış olup yük faktörü ve diversitedeğerlen, gruptaki (fideıdeki) mesken (abone) sayısınınytlksek olduğu (örneğin 200'dcn fazla) durumlardabulunmuştur. Yük faktörü, fider üzerindeki tüketici grubunungünlük toplam yük eğrisinin ortalamasının grup puanlınaoranına eşittir. İncelenen üç senit içinde yük faktöıüdeğerleri birbirine yakın çıkmakta ve yaklaşık 0.5olmakladır.

Diversite faktöill, aynı kaynaktan beslenen bir gruptüketicinin pııant güçlerinin toplamının, tüketici gıubıınunçektiği puant güce oranına eşittir. Her bir semt için, geçerliolacak diversiteyi bulmak amacıyla, bir bilgisayar programıyardımı ile meskenlerden alınan veriler raslgelegniplaştırılaıak toplamları ve dolayısı ile diversile faktörübulunmuştur. Tablo 3'dc verilen diversite faktörleri budeğerlerin bir ortalamasıdır. Şekil 2, Çankaya için elde edilendeğişik sayıda meskenlerden oluşan grup verilerinden bazıörnekleri göstermektedir.

Diversite faktörü incelenen üç semt için yakındeğerler almaktadır. Çankaya'da 3.70 ve Bahçelicvler'dc 4 50olarak bulunan diversile Çukurambar'da 4 OO'düı.

Üç semt içinde yük faktörü ve diversitenin birbirineyakın çıkması, kullanılan cihazların tülünün benzerolmasından kaynaklanmaktadır. 2 kW ve daha fazla güççeken cihazların (klima ve elektrikli ısıtma gibi günboyunca periyodik olarak devreye giren ve fazla güç çekencihazlar) yaygınlaşması ve sayılarının ve kullanımsıklıklarının artması ile bu değerlerin yükselmesibeklenebilir.

4. SONUÇ

Bu çalışmada, dağıtım sistemleri tasaiıınmda cl/cmbilgi niteliğimle olan tüketici faktörlerinin belirlenmesi içingüvenilir ve hassas bir yöntem uygulanmıştır. İncelemelerdeAnkara'nın sadece üç değişik semti ve daha ziyade meskenlerhedef alınmasına rağmen, bu aıaşlıımanıu önemli miklaıdainsan gücü ve donanımı ve iyi biı organizasyonugerektirdiğinin oıtaya çıktığını da vuıgulaınakta faydavardır

Devamlı olaıak süıdürülnıcsi ve tekrarlanmasıgcıckcıı bu ölçmeler, sadece semtler arasındaki (sosyo-ekonomik yapı ve müşteri türlerine bağlı olaıak) farklılıktandeğil, aynı zamanda mevsimlerin ve aıtan yaşamstandardının etkilerini de oıtaya çıkaıacaklır

KAYNAKLAR

1. 1. II Thomae ve I ' M . (Sulachenski, "Residential LoadSıırvcy and Aııalysis System", IEEE Traııs. on PAS, No 5.May l98I,pp.2602-2608

2. J.W. Motter ve J.P. Mc (iinley, "Validation of End-UseLoad Data ftom Direct Metering Projccls", IEEE ComputerApplications in Povvcr, Jııly 1988, pp.33-36

3. A. Capasso ve W. Cîıalticri, " A Botloın-up Appıoach toResidcnlial Load Modcliııg ", IEEE PIîS Suıumcr Mcctiııg,93 SM 498-6 PWRS

4. N Özay ve N. Güven, Tüketicilerin Elektrik EnerjisiKullanma Alışkanlıkları ve Tüketici l'ahtörleri,ODTÜ/TÜBİTAK, Son Rapor, Kasını 1992.

ÖZGEÇMİŞLER :

Nevzat Özay: 1944 yılında Nevşehir' de doğmuş ve sııasıylaBS ve MS deıecclcıini ODTÜ Elektrik MühendisliğiBölümünden, Doktora derecesini ise University ofManchester'dan (Ingiltere,l971) almıştır Halen ODTÜKlcklrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümünde öğıctiınüyesi olarak çalışmaktadır

Nezih Güven: 1956 yılında Konya' da doğmuş ve BSderecesini ODTÜ Elektrik Mühendisliği Bölümünden. MS veDoktora derecelerini The Olıio State Üniversitesinden(Amerika, 1984) almıştır. Şu anda ODTÜ Hlcktıik veElektronik Mühendisliği Bölümünde öğıctinı üyesi olaıakçalışmaktadır.

Ayhan Türeli: 1934 yılında Konya' da doğmuştur MSderecesini istanbul Teknik Üniveı sitesinden, Doktoraderecesini ise Universily of Manclıester' dan (İngiltere, 1964)almıştır. Ankara'da Türkiye Elektrik Kurumu , Rio DeJancrio, Brezilya'da CEPEL'de çalışmıştır. Halen OD İÜElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümünde öğiclimüyesi olaıak görev yapmakta, aynı zamanda TÜBİTAKAnkaia Elektronik Araştııına ve Geliştirme F.nstitüsü'nünBaşkanlığını yürütmektedir.

Tayyar Egeli: 1968 yılında Manisa' da doğmuştur. MSdci ecesini ODTÜ Elekltik ve Elektronik MühendisliğiBölüınü'nden almıştır Halen TÜBİTAK Ankara HlcklionikAıaştırma ve Geliştirme Enstitüsünde araşlıımacı olarakçalışmaktadır


CKE080810 EV HAFTA SONU

t\

Şekil I (a) (.'mikaya semli, 10 ev, iki gflnlilk veri

3 0 ,CKEİ909 ~~

40EVHSBSAATI:24:00

Şekil 1 (b) Çankaya semti, '10 ev, iki günlük veri


o

400

350

300

250

200

150

100

50

SAUCKE2209

560 EV BİR GUN

Aı

J V,

"*V*SAAT

12 24

Şekil l.(c) Çankaya semli, 560 ev, bir günlük veri

1600-ırr-T-

1400-

zo9ioCD

zOL

1200

1000

800

600

400

200

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

ABONE SAYISI

Şekil 2. Puanda abone başına dilşen gücün fideideki abone sa> ısına göre dağılımı


ELEKTRİK DAĞITIM SİSTEMLERİNİN HARİTALAR ÜZERİNDEBİLGİSAYARA GİRİLMESİ

Nezih Güven Nevzat UzayElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü

Orta Doğu Teknik ÜniversitesiAnkara

Ayhan TüreliAnkara Elektronik Araştırına ve Geliştirme

EnstitüsüTÜBİTAK, Ankara

ÖZET : Bu bildiride TÜBİTAK Ankara ElektronikAraştırına ve Geliştirme Enstitüsünde Türkiye ElektrikKurumu için geliştirilen AM/FM (Auloınated Mapping/ Facilities Management) sistemi, sistemingelişi i ı ilmesinde kullanılan Coğrafi Bilgi Sistemleriyazılımı, donanımı tanıtılacak ve sistemin denendiğiBeyoğlu bölgesine ait pilot bir uygulama anlatılacaktır.

I. GİRİŞ

Elektrik enerjisi dağıtım sistemleriningüvenilir, kaliteli ve ekonomik olarak işletilmesi ve buamaca yönelik planlanması için gereken otomasyon vebilgi (enformasyon) sistemlerinin getirdiği olanaklarıngünümüz koşullarında ülkemizde de uygulanması artıkkaçınılmaz olmuştur. Son yıllarda, özellikle bilgisayarve iletişim teknolojilerindeki hızlı gelişme ve busistemlerdeki maliyet düşüşleri, sadece dağıtımotomasyonu işlevlerini (SCADA, fider ve salt merkeziotomasyonu, vs.) değil, aynı zamanda bilgiteknolojilerinin (bilgi iletişimi, işlenmesi vesaklanmasını sağlayacak yazılını ve donanımlarınbütünü) elektrik dağıtım sistemlerineuygulanabil"liklcriııi de ekonomik ve teknik açıdanyapılabilir duruma getirmiştir.

Bir bilgi sistemi olan Coğrafik Bilgi Sistemleri(Geographic lııfornıalion Systems: GIS) mevcutkaynakların ve altyapı elemanlarının verimli ve etkinbir şekilde yönetilmesi , işletilmesi ve yatırımlarınplanlanması gibi amaçlarla gerek yerel ve merkeziyönelimler, gerekse özel sektör tarafından son yıllardagiderek arlan bir şekilde kullanılmaya başlamıştır.Coğrafik (mekansal) ve grafiksel bilgilerin coğrafikolmayan verilerle grafik ortamda bir veri tabanıüzerinde entegrasyonunu sağlayan coğrafik bilgisistemleri, haritacılık, kadastro, ormancılık,madencilik, şehir planlamacılığı, ulaşım, üç boyutluarazi nıodellemesi ve demografik analizler gibi çokgeniş bir uygulama alanına sahiptir. Coğrafik bilgisistemlerinin özel bir uygulaması olan AM/FM(Automated Mapping Facilities Management)sistemleri ise, şehirlerde ilgili kuruluşlarca altyapışebekelerinin (elektrik, su, havagazı, telefon, vs.)güvenilir ve etkin şekilde işletilmesi ve planlanmasındakullanılmakta, aynı zamanda bu kuruluşlar arasındabilgi alışverişini ve koordinasyonunu sağlamaktadır

1244

2 KULLANİLAN YAZILIM VE DONANIM

TÜBİTAK AEAGE'de geliştirilen AM/FMsistemi, ARC/INFO Coğrafi Bilgi Sistemleri Yazılımıkullanılarak geliştiıilmiştir. Bu yazılım modüler biryapıya sahiptir. Her modül içinde dönüşüme tabiolmadan aynı grafik ve grafik olmayan verilerkullanılabilir. Yazılımda kullanılan topolojik verimodelinde topoloji kavramı, yani detaylar arasındakikomşuluk, yön, çakışına, bağlantı gibi mekansal ilişkilertanımlanmıştır. Ayrıca komşu, çakışan, kesişen,detayların ortak kenar ve noktaları bir kez depolanarak,topolojik olmayan yöntemde karşılaşılan binme, boşluk,kopukluk, taşma, hatalı konum gibi geometrik halalardankuıtulunnuıştur. Coğrafik verilerin depolandığı bilgisayarortamı veri tabanıdır. ARC/INFO nun veri tabanı INFOdur. INFO veri kütüklerinden oluşur. Veri kütüğü (dalafile) belli bir veri sözlüğüne uygun olarak veri tabanındadepolanmış tüm veri kayıtların bütünüdür. Veri sözlüğü,verilerin türü (tamsayı, gerçel sayı, karakter vb.), veritabanında kaplayacakları alan uzunluğu (8 byte, 2 bytevb.), verilerin öz nitelikleri (transformatör merkezi kodu,yol adı, fider uzunluğu vb.) gibi bilgileri tutan verilerdir.Ö/nitelik (attribulc), veri tabanında depolanacak coğrafidetaya ail ilişkin ayırledici özelliktir. Öznilelik değeri isebir öznitcliğiıı belli bir anda sahip olduğu değerdir,(örneğin "caddcadı" özniteliğinin değeri "TersaneCaddesi" olabilir. INFO ilişkisel bir veri tabanıdır.İlişkisel veri modelinde varlıklar arası ilişkiler 1:1şeklindedir. Veriler tablolar halinde saklanır Her birtabloya ilişki (ıelation) adı verilir. ARC/INFO nun veridönüşüm (elata conversion) modülü ile ARC/INFO vedeğişik yazılımlar arasında karşılıklı dönüşümyapılabilmektedir.

ARC/INFO Coğrafi Bilgi Sistemleri yazılımındagerek grafik gerekse grafik olmayan veri girişlerikatmanlar halinde gerçekleştirilir. Katman, aynıgeometrik özelliğe (nokta, çizgi, alan) ve ortak tanımsalözelliklere sahip detayların bütünüdür. Örneğin"transformatör merkezi kalmanı", "fider katmam","bina katmanı" gibi.

ARC/INFO donamından bağımsız olarak hertürlü ortamda çalışabilmektedir. TÜBİTAK AEAGEAM/FM Sisteminde yazılım olarak iki adet VVorkstation(İş İstasyonu) ARC/INFO ve iki adet PC ARC/INFOkullanılmaktadır. İş İstasyonları üzerindeki işletimsistemi UN1X, PC'ler üzerindeki işletim sistemi DOS'tur. İş istasyonlarının aynı anda farklı pencereler


üzerinde birden Tazla işi yapabilmeleri ve dolayısıyladaha hızlı çalışmaları tercih sebebi olmuştur. Sistemegiren bilgilerin çokluğu, ve bu bilgilerin hızla işlenmesiihtiyacı, iş istasyonlarının kullanımını gerekli kılmıştır.UNİX ARC/İNFO lar SUN uyumlu Sparc 2 Icrüzerinde, PC ARC/İNFO lar ise IBM uyumlu PC486 larüzerinde çalışmaktadır. Her iki iş istasyonu da 32 MBbelleğe, 28 mips hıza, 19" renkli, yüksek çözünürlüklümonitörlere ve ayrı ayrı 1.3 GB hafıza kapasitesinesahiptir. PC lerde 16 MB bellekler, 40 Mhz hız , 160ve 200 MB lık hafıza kapasitesi ve VGA monitörlervardır. Bütün bilgisayarlar arasında veri transferinisağlayan NFS net\vork sistemi vardir. NFS aracılığıylaUNIX ve DOS ortamındaki grafiksel ve tablosal verilerARC/İNFO nun dönüşüm yetcnekleride kullanılarakkarşılıklı olarak transfer edilebilmektedir. Vektöryapıdaki grafik verilerin bilgisayar ortamına atılmasınısağlamak için 36 x 48 ve 24 x 36 inch boylarında ikiadet sayısallaştırıcı kullanılmakladır. Sayısallaştırıcıiki ana birimden oluşur: Sayısallaştırıcı tablası vesayısallaşlırma cihazı (cursor). El-ilc Sayısallaştırıcınınesası, sayısallaştırma cihazının sayısallaşttrma tablasıüzerindeki düzlem (x,y) koordinatlarını, veri depolamadonanını elemanına iletmektir. Hclmcrt veya AlTincdönüşümü ile sayısallaştırıcı tablası koordinatlarındanistenen koordinat sistemine dönüşüm yapılır. Bilgisayarortamındaki grafik verilerden çıktı almak amacıyladöner lamburalı kalemli çizici kullanılmaktadır. Kalemçiziciler grafik çizim yapabilen matris yazıcılardanüstün olarak hem renkli çizim yapabilir, heındeçizimleri süreklidir. Teyp ve disket sürücüler, teyp vedisketlerde yer alan coğrafi verileri bilgisayar depolamaelemanına aktaran veri giriş elemanlarıdır. Enstitüde150 MB lık teyp sürücü ve yazılımları bilgisayarortamına yüklemek amacıyla CD sürücükullanılmaktadır.

3. DAĞITIM SİSTEMİ UYGULAMASI

Geliştirilen sistem, çeşitli yollarla bilgisayarortamına aktarılmış raster ya da vektör formatındakiharitalar ve şehir planlarını, elektrik altyapıelemanlarının güzergah ve konum bilgilerini vesistemle ilgili tablosal her türlü bilgiyi bir ilişkisel veritabanı yapısı içinde entergre olarakdepolayabilmektedir. Böylece operatörler, coğrafikbilgilere ek olarak, teçhizat ile ilgili kesit, fizikiyerleşim planlan ve çizimlere kolaylıklaerişcbilmckledir. Bunlara ek olarak, zoom yapma,görüntüyü ekran üzerinde kaydırabilme (panning),görüntüde algılamayı zorlaştıran detay bilgilerininistenildiğinde kaldırılabilmesi (decluttering), ekranüzerinde birden fazla pencere açabilme (windowıng) vegörüntüyü oluşturan değişik katmanların bazılarınınkaldırılabilmesi (layering) gibi grafik olanaklar daoperatörlerin kullanımına sunulmuştur. Bu sistemleoperatörler, arıza ve bakım bilgileri de dahil olmaküzere her türlü bilgi ile ilgili olarak sorgulamayapabilmektedir. Yukarıda sayılan bütün işlemlerigerçekleştirmek üzere ARC /INFO nun dördüncü nesil

programlama dili olan AML (Arc Macro Langtıage)kullanılarak çeşitli destek yazılımları oluşturulmuş vemcnüler Tüıkçcleştirilnıiştir. Bu menfiler yardımıylaoperatörlerin ARC/İNFO yazılımım bilmeden etkin birşekilde sistemi kullanabilmeleri sağlanabilmekledir.Geliştirilen sistemde mekansal ve Innımsalsorgulamalar yapma imkanı sağlanmıştır. Şekil 1 degörüldüğü gibi kod numarası 3030 dan büyük ve tipiköşk olan transformatör merkezleri istenildiğindeekrana bu merkezlere ait nokta semboller gelmekleistenildiğinde kolayca grafik ve lablosal çıktılaralınabilmekledir.

Etkileşimli olarak herhangi bir detay hakkındabilgi elde etmek için Şekil 2 de görüldüğü gibi 10.5 KVhık trafo ıııouse in artıkılıyla seçilir ve veri tabanı ayrıbir pencere içinde ekrana gelir.

Sistem içinde ARC/İNFO nun NETVVORKmodülü kullanılarak dağılım transformatör merkezleriarasında fidcrlcr vasıtasıyla bağlantı, (coımcclivity)analizinin yapılması sağlanmıştır. ARC/İNFO nuntopolojik veri yapısında en basit elemandüğüınlcr(nodcs) dir. Bu düğümler çizgileri birbirinebağlar. Netvvork modülünde şebekeler birleşmişçizgilerden oluşmuştur. Şebekelere örnek olarakfıderleri, su borularını, caddeleri gösterebiliriz. Şebekeiçinde birleşmiş çizgiler taşıyıcı olarak kullanılır.Örneğin arabalar için caddeler, elektrik için kablolar(fider), su için borular taşıyıcı olarak gösterilmektedir.Geliştirilen sistem içinde trafoların neredenbeslendiğini veya nereleri beslediğini (upslrcam-downslream) coğrafik olarak izleme imkanı vardır.Operatör herhangi bir transformatör merkezindekikesicilerin konumunu manuel olarak

değiştirebilmektedir. Dolayısıyla bu açıp kapamasonucunda etkilenen bölgeler coğrafik olarak takipedilebilmektedir.

Sistemin geliştirilmesiyle birlikte İstanbul'unAvrupa yakasında Beyoğlu ve çevresini kapsayan genişbir alan pilot bölge olarak seçilmiş ve yukarıda anlatılantüm uygulamalar için gerekli bilgiler bilgisayar ortamınaaktarılmıştır. Bölgenin Intergraph yazılımı kullanılarakCAD ortamında daha önceden sayısallaştırılmış IGDSformatındaki grafik verileri Coğrafi Bilgi Sistemleriyapısına uygun ayrı katmanlar halinde ARC/İNFOortamına dönüştürülmüştür. Dönüşümden sonra ortayaçıkan çakışma, kopma gibi hatalar düzeltilmiş ve altlıklarelde edilmiştir. Daha sonra bu sayısal haritalar üzerinetransformatör merkezleri (34.5/10.5 kV indiricimerkezler ve dağıtım transformatör merkezleri) vedağıtım sisteminin elemanları işlenmiş ve bunlarla ilgilibilgiler sistem veri tabanına depolanmıştır.Transformatör merkezlerinin arkasına o merkez ile ilgiliraster yapıdaki tekhat şemaları bağlanmıştır. İstendiğindeher transformatör merkezine ait bu şemalar ekranaçağnlabilmekte, bu şemalar üzerinde istenilendeğişiklikler yapılabilmektedir. Şema üzerindekiherhangi bir kesici, ayırıcı ve fıderler hakkındaetkileşimli olarak bilgi alınabilmektedir. Tek hat

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ- 1245

ARC/INFO - TAEAGE A M/FM UYGULAMASİ

Sorgulama secim menusu

KAPSAM :İFADE :

ÖZELLİK SÜTUNU

TIPI

trâfo«ıerk.BZ: KOD > 3030 VE-TIPI

DEĞER

KOSK

KOD

BAOLANTI-SEKLADRESİDIRIS-DUZENLE

İ |KÖŞK &.Î

MANTIKSAL / L- i •Cw • < > > . < - < > CM NC I H LK

Şekil 1. Sorgulama Seçim Menusu


ARC/INFO - TAEAGE AM / FM UYGULAMASI

Pan/Zoo» v )

Trafomerkez-20Cl*imYapinlz

kapsam goruntu Menusu

Elektrik:beyoglu

tanyol

trafomerker, 44kod 3111

Ac/Kapaj

Ac/Kapa)

Ac/K&paj

baglanti-s^DYNadresi İ YELKENCİLER CADDESİtcafolO.S

£id»rlO.S

Marmara

trafo3S

Lejant:

giıis-duzetiK

İr ans-imal^ SIEMENS

termik- maııj V

alinis-yili ! 1983

og-hücre-j 2

Drlmer-aerl: 10.50

Ac/Kapaj

Ac/Kapa )

Cizgij

Cikiniz ) Zoo* ) Yeniden_ciz )

Şekil 2. Bir Transformatör Merkezine Ail Bilgilerin Ekrana Getirilmesi


şemaları bilgisayar ortamına optik (arayıcılardan(Scanncr) geçirilerek aktarılmıştır. Bu yöntemle malzemebakımı, stok kontrolıı yapılabilmekte, fi/iki yerleşimplanları ve çi/inılcrc kolaylıkla erişilebilmektedir.

4. SONUÇ

Sistemin veri tabanının ilişkisel bir veri tabanıolması, başka ilişkisel veri tabanları ile bilgialışverişinde bulunulmasını sağlamakladır.Enstitümüzde geliştirilmiş olan AM/FM sistemi, yineenstitümüzde geliştirilmekte olan SCADA sistemi ileentegre edilerek, SCADA'dan gelen gerçek-/aman(real-time) bilgileri gözleme imkanı sağlanacaktır. Busistem, bilgi işlemedeki hızlılığı ve depoladığıbilgilerin çokluğu sayesinde, yük tevzi merkezlerindekidağıtım sistemi operatörlerine acil ve çabuk kararverilmesi gereken durumlarda büyük desteksağlayacaktır.

KAYNAKLAR:

1. Understanding GIS, ESRİ İne, Rcdlands, CA., USA

2. J. Star ve J. Estes, Gcographic Information Systems:An Introduction, Prentice Hail, 1990.

ÖZGEÇMİŞLER:

Nezih Güven: 1956 yılında Konya' da doğmuş ve BSderecesini ODTÜ Elektrik Mühendisliği Bölümünden,MS ve Doktora derecelerini The Olıio StateÜniversitesinden (Amerika, 1984) almıştır. Şu andaODTÜ Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümündeöğretim üyesi olarak çalışmaktadır.

Nevzat özay: 1944 yılında Nevşehir' de doğmuş vesırasıyla BS ve MS derecelerini ODTÜ ElektrikMühendisliği Bölümünden, Doktora derecesini iseUniversity of Manclıester'dan (İngiltere, 1971)alınıştır Halen ODTÜ Elektrik ve ElektronikMühendisliği Bölümünde öğretim üyesi olarakçalışmaktadır.

Ayhan Türeli: 19.34 yılında Konya' da doğmuştur. MSderecesini İstanbul Teknik Üniversitesinden, Doktoraderecesini ise University of Manchestcr* dan (İngiltere,1964) almıştır. Ankara'da Türkiye Elektrik Kurumu ,Rio De Janerio, Brezilya'da CEPEL'de çalışmıştır.Halen ODTÜ Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBölümünde öğretim üyesi olarak görev yapmakta, aynızamanda TÜBİTAK Ankara Elektronik Araştırma veGeliştirme Enstitüsü'niln Başkanlığım yürütmektedir.

1 2 4 8 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 5. ULUSAL KONGRESİ

Documents

13 • 19 EYLÜL 1993 KTU - TRABZONdevre). Hat boyunca akım ve gerilim değerlerinin değişimleri için kurulan diferansiyel eşitliklerin çözümünden hattın analizi yapılabilir