BGKD‘nin Bilgisayar Yazılımı ile İzlenmesi ve Harmonik Analizi

BGKD denetim sistemi bilgisayar ortamında geliştirilen yazılımla çok kapsamlı denetimi ve analiz yapılmaktadır. C++Builder yazılımı ortamında dijital sinyal işleme bileşenleri [89] kullanılarak geliştirilen Süreç Denetim ve Veri Alma Yazılımı (SDVAY), BGKD denetim sisteminde kullanılan tüm kartları yönetmek ve ilgili kartlardan veri alma işlevlerine sahiptir.

Bilgisayar destekli denetim yazılımı; eşzamanlı denetim yapan ―Süreç Denetim‖ ve BGKD denetim sistemine ait tüm sinyalleri alıp analiz yapan ―Veri Alma ve Analiz‖ olmak üzere iki aşamalı işlem yapmaktadır. SDVAY ile DSP kartları USB portu üzerinden RS-232 iletişim protokolü kullanarak 1.041 MBd (Mega baud rate) hızında haberleşmektedir. SDVAY ile süreç denetim aşamasında SAGF DSP denetim kartı, PAGF DSP denetim kartı ve FFT DSP denetim kartları eşzamanlı olarak denetlenmekte ve izlenmektedir. Örneğin, her bir DSP kartına başlat, durdur, yeniden başlat gibi komutlar gönderilebilmekte ve DSP kartlarında ilgili denetim algoritmaları yürütülürken; Period, duty, HB gibi çeşitli değişkenler eşzamanlı değiştirilmekte ve sistem performansına etkileri test edilmektedir. Ayrıca DA bara gerilimi için PAGF DSP denetim algoritmasına referans gerilim seviyesi verilebilmektedir. Kaynak, yük ve filtre akım ve gerilim THB ve RMS değerleri anlık olarak izlenebilmektedir. Şekil 5.5‘ SDVAY ile BGKD sistem parametrelerin izlenmesi ve denetlenmesi fotoğrafı verilmektedir.

166

Şekil 5.5: SDVAY ile BGKD sistem parametrelerin izlenmesi ve denetlenmesi fotoğrafı.

SDVAY ile BGKD sistemine ait kaynak gerilimleri, yük gerilimleri, SAGF filtre trafo gerilimleri, kaynak akımları, yük akımları, PAGF filtre akımları ve DA-bara hat gerilimi okunarak, BGKD sisteminin tam analizi için dijital sinyal işleme bileşenleri [89] ile FFT algoritmaları yürütülerek harmonik analizi yapılmaktadır. Anlık olarak analizi yapılan sinyalleri dalga şekillerinde RMS ve maksimum değerleri verilmekte ve sinyallerin harmonik dağılımında THB değerleri anlık olarak hesaplanmaktadır. SDVAY yardımıyla elde edilen veriler uzun süreli kayıt edilebilmekte ve daha sonra izlenerek zaman içerisinde sistemdeki değişimler kolaylıkla gözlenebilmektedir. Şekil 5.7‘de SDVAY ile 3-fazlı 6-darbeli diyotlu doğrultucunun kaynaktan çektiği yük akımın dalga şekli ve harmonik analizi fotoğrafı verilmektedir. Şekil 5.8‘de SDVAY ile 3-fazlı 6-darbeli diyotlu doğrultucunun kaynaktan çektiği a-fazı kaynak akımın ve kaynak gerilim dalga şekli ve harmonik analizi fotoğrafı verilmektedir. Şekil 5.9, 5.10 ve 5.11‘de SDVAY ile a-fazı kaynak akımın ve kaynak gerilim zamana göre kayıt edilmiş dalga şekli ve harmonik analizi fotoğrafı verilmektedir. Uzun süreli kayıt işlemi sırasında sistem birkaç defa devreye girip çıkmaktadır. Böylece sistemin dinamik cevabı ve uzun süreli işletim sırasında meydana gelen geçici olaylar gözlenebilmektedir.

167

Şekil 5.6: SDVAY ile 3-fazlı kaynak gerilimlerinin dalga şekli ve harmonik analizi fotoğrafı.

Şekil 5.7: SDVAY ile 3-fazlı 6-darbeli diyotlu doğrultucunun kaynaktan çektiği yük akımlarının dalga şekli ve harmonik analizi fotoğrafı.

168

Şekil 5.8: SDVAY ile 3-fazlı 6-darbeli diyotlu doğrultucunun kaynaktan çektiği a-fazı kaynak akımının ve kaynak geriliminin dalga şekli ve harmonik analizi fotoğrafı.

Şekil 5.9: SDVAY ile a-fazı kaynak akımının ve kaynak geriliminin zamana göre kayıt edilmiş dalga şekli ve harmonik analizi fotoğrafı.

169

Şekil 5.10: SDVAY ile a-fazı kaynak akımının ve kaynak geriliminin zamana göre kayıt edilmiş dalga şekli ve harmonik analizi fotoğrafı.

Şekil 5.11: SDVAY ile a-fazı kaynak akımın ve kaynak gerilim zamana göre kayıt edilmiş dalga şekli ve harmonik analizi fotoğrafı

170

5.9. Sonuç

Güç sistemlerinde elektrik enerjisinin verimliliğini ve güç kalitesini artırmak, harmoniklerin düzeltilmesi ve yok edilmesi için harmonik analizlerin doğru yapılması önemlidir. Harmonik analiz yöntemlerinde genellikle FFT ve FHT dönüşümleri kullanılmaktadır. FHT dönüşümünün FFT dönüşümüne göre önemli

farklardan biri 1

2𝑁 log2𝑁 karmaşık işleme karşılık FHT de

1

2𝑁 log2𝑁 adet reel

işlem yapılmaktadır. Ayrıcı N örnekleme sayısında 1

2 daha az hafıza alanı

kullanmaktadır.

Harmonik analizler DSP yazılımı ve bilgisayar yazılımı olmak üzere iki farklı yöntemle başarılı bir şekilde yapılabilmektedir. Bilgisayar yazılımı ile DSP kartı arasında iletişimi sağlamak amacıyla standart RS-232 iletişim protokolü kullanarak iki sistem arasında veri iletişimini düzenleyen kurallar dizisi tanımlanmakta ve DSP ile bilgisayar yazılımı arasındaki iletişim sorunsuz bir şekilde sağlanmaktadır. DSP ortamında yapılan analiz sonuçları grafik LCD gösterge kartı yardımı ile görselleştirilerek sonuçlar ilave cihaza ihtiyaç duymadan izlenebilmektedir.

Bilgisayar ortamında C++Builder yazılımı ile geliştirilen programla çok kapsamlı denetimi ve analiz yapılabilmektedir. Geliştirilen SDVAY, BGKD denetim sisteminde kullanılan tüm kartları yönetebilmekte ve ilgili kartlarla veri iletişimi yapma özelliğine sahiptir. SDVAY ile DSP kartları USB portu üzerinden RS-232 iletişim protokolü kullanarak yüksek hızda (1.041 MBd) haberleşebilmektedir. SDVAY eşzamanlı denetim yapan ―Süreç Denetim‖ ve BGKD denetim sistemine ait tüm sinyalleri alıp analiz yapan ―Veri Alma ve Analiz‖ olmak üzere iki aşamalı işlem yapmaktadır. Analizi yapılan sinyallerin etkin ve maksimum değerleri ve sinyallerin harmonik dağılımında THB değerleri anlık olarak hesaplanmaktadır. SDVAY yardımıyla elde edilen veriler uzun süreli kayıt edilebilmekte ve daha sonra izlenerek zaman içerisinde sistemdeki uzun veya kısa süreli işletim sırasında meydana gelen geçici olaylar ve sistemin dinamik cevabı gözlenebilmektedir. Şekil 5.6, Şekil 5.7 ve Şekil 5.8 ‗de görüldüğü gibi sinyaller isteğe bağlı olarak 3-fazlı, tek fazlı veya gerilim ve akım dalga şekilleri birlikte izlenebilmekte ve analizleri yapılabilmektedir. SDVAY ile harmonik analizlerde elde edilen sonuçlar standart sayılan ölçü aletlerinin sonuçları ile karşılaştırıldığında gayet başarılı olduğu görülmektedir.

171

6. BGKD’NİN PERFORMANS ANALİZİ VE DENEYSEL ÇALIŞMALAR