Büyük güçlü su arıtma tesisi için harmonik analizi ve optimal çözüm önerilerinin sunulması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2026
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: KUBİLAY CAN ÇELEBİ
Danışman: Oktay Arıkan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Nüfusun artması ve sanayinin hızlı gelişimi ile birlikte elektrik enerjisine olan talep her geçen gün artmakta, bu durum yalnızca enerji üretim ve tüketim miktarlarının değil, aynı zamanda enerji kalitesinin de kritik bir parametre hâline gelmesine neden olmaktadır. Özellikle yarı iletken teknolojilerinin yaygınlaşmasıyla birlikte frekans konvertörleri, doğrultucular, anahtarlamalı güç kaynakları ve benzeri doğrusal olmayan yüklerin kullanımının artması, güç sistemlerinde harmonik bozulmaların önemli ölçüde yükselmesine yol açmaktadır. Bu harmonik bozulmalar; akım ve gerilim dalga şekillerinin bozulması, RMS akım değerlerinin artması, ek aktif güç kayıpları, düşük güç faktörü, ekipmanlarda aşırı ısınma ve koruma elemanlarının hatalı çalışması gibi çeşitli olumsuz etkilere neden olmaktadır. Bu tez çalışmasında, İstanbul'da yer alan iki adet farklı yapıdaki su arıtma tesisinde meydana gelen harmonik problemler detaylı olarak incelenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, tesislerin farklı ölçüm noktalarında enerji kalite analizörleri kullanılarak saha ölçümleri gerçekleştirilmiş; özellikle yarı iletken tabanlı yüklerin yoğun olarak bulunduğu bu tesislerde yüksek seviyelerde harmonik bozulma, artmış RMS akım değerleri ve buna bağlı kayıplar tespit edilmiştir. Elde xii edilen ölçüm sonuçları doğrultusunda tesislerden biri, bir güç sistemi analiz yazılımı olan ETAP (Electrical Transient Analyzer Program) ortamında, diğer tesis ise aktif harmonik filtre uygulamasının gerektirdiği gelişmiş anahtarlama yapıları ve control algoritmalarının modellenebilmesi amacıyla doğrudan MATLAB/Simulink ortamında ölçümlerin alındığı anlık işletme koşullarını yansıtacak şekilde modellenmiş ve modelin doğruluğu saha verileri ile karşılaştırılarak valide edilmiştir. Çalışmanın son aşamasında, farklı işletme senaryoları altında pasif ve aktif harmonik filtre çözümleri uygulanarak kapsamlı simülasyonlar gerçekleştirilmiş ve akım ile gerilim toplam harmonik bozulma değerlerinin kabul edilebilir sınırlar altına düşürülebildiği gösterilmiştir. Uygulanan filtreleme çözümleri sayesinde RMS akım değerlerinin azalmasına bağlı olarak genel enerji tüketiminin düştüğü, aktif güç kayıplarının azaldığı, güç faktörünün iyileştirildiği ve harmonik kaynaklı ekipman arızalarının büyük ölçüde önlendiği tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, büyük güçlü su arıtma tesislerinde harmonik analizi temelli doğru filtreleme stratejilerinin enerji verimliliği, ekipman ömrü ve işletme sürekliliği açısından kritik öneme sahip olduğunu ortaya koymaktadır.