Orta gerilim dağıtım sistemlerinde ark koruması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: SEFA ERKUL
Danışman: Altuğ Bozkurt
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Elektrik sistemlerinde görev yapan personelin güvenliği, sanayi tesisleri ve kamu altyapıları açısından hayati öneme sahiptir. Özellikle orta gerilim seviyelerinde meydana gelebilecek elektriksel arızalar, ani enerji boşalımlarıyla birlikte ciddi güvenlik riskleri oluşturmaktadır. Bu kapsamda, Amerikan Ulusal Yangın Koruma Derneği (NFPA) tarafından yayımlanan NFPA 70E standardı ve IEEE 1584-2018 kılavuzu gibi uluslararası standartlar, elektriksel tehlikelere karşı sistematik önlem alınmasını zorunlu kılmaktadır. Bu standartlar doğrultusunda, ark flaş olaylarının önlenmesi ve etkilerinin azaltılmasına yönelik koruma stratejilerinin geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında, 36 kV seviyesinde işletilmekte olan bir elektrik dağıtım merkezinde, optik sensör destekli ark flaş koruma sistemlerinin uygulanabilirliği ve etkinliği incelenmiştir. Fiber döngü ve noktasal tipte optik sensörlerin sistemin farklı bölümlerine entegre edilmesiyle, arıza anında ışık yoğunluğundaki ani artış algılanmakta ve eş zamanlı olarak aşırı akım bilgisiyle birlikte değerlendirilmektedir. Bu yöntemle yalnızca gerçek arıza durumlarında tetikleme yapılması sağlanarak, sistemin yanlış açma olasılığı azaltılmıştır. Saha testleri sonucunda, optik sensör destekli röle yapısının klasik aşırı akım koruma sistemine kıyasla arıza süresini %31,23 oranında düşürdüğü gözlemlenmiştir. Bu iyileştirme, ark anında açığa çıkan termal enerjinin azaltılmasına katkı sağlarken; aynı zamanda personelin maruz kalabileceği fiziksel zararların ve ekipman hasarlarının da önüne geçmektedir. Gerçekleştirilen ekonomik analiz kapsamında, yalnızca tek bir arıza senaryosunda yaklaşık 354.000 USD düzeyinde potansiyel zarar hesaplanmış; buna karşılık optik sensörlü ark flaş koruma sisteminin toplam kurulum maliyetinin 8.672 USD olduğu görülmüştür. Böylece önerilen koruma sisteminin yatırım geri dönüşü tek arıza ile sağlanabilmiş ve sistemin maliyet etkinliği açık biçimde ortaya konmuştur. Sonuç olarak, bu çalışma; optik sensör destekli ark flaş koruma sistemlerinin, hem personel güvenliği hem de sürdürülebilir enerji işletimi açısından önemli kazanımlar sunduğunu göstermiştir. Gelecek çalışmalarda, yapay zekâ tabanlı karar mekanizmalarının entegrasyonu ve farklı koruma teknolojilerinin karşılaştırmalı analizleri önerilmektedir.