Dökme yük gemilerinde güç kalitesi problemlerinin Simulink ile modellenmesi

Abstract

Gemi elektrik sistemlerindeki güç kalitesi kavramı, elektronik kontrol sistemlerinin ve elektrik tahrik sistemlerinin kullanımının yaygınlaşmasıyla daha önemli hale gelmiştir. Düşük güç kalitesi geminin elektrik şebekesi performansı ile beraber enerjinin verimli kullanımını, seyir güvenliğini ve denizde can güvenliğini etkilemektedir. Bu tez çalışmasında, bir dökme yük gemisi üzerindeki elektrik güç kalitesi kavramı ve elektrik sistemindeki problemlerden kaynaklanabilecek önemli güç kalite bozuklukları yaşanmış bir yolcu gemisi kazası göz önünde bulundurularak incelenmiştir. Bu gemi kazası sırasında meydana gelmiş olması muhtemel güç kalitesi problemleri MATLAB/Simulink programı aracılığıyla modellenerek sinüzoidal dalgaların olması gerekenden ne kadar saptığı güç kalitesi bozuklukları olarak ortaya konulmuş ve gemilerdeki elektrik güç kalite kavramının öneminin vurgulanması amaçlanmıştır. Yolcu gemisinde harmonik güç bozukluğunun önlenmesine yönelik tesis edilen harmonik filtrelerin patlaması sonucu sistem çökmesiyle (blackout) sonuçlanan kaza sırasında harmonik filtrelerin devre dışı kalma durumu kurgusal olarak bir dökme yük gemisine uyarlanarak, harmonik filtreli ve filtresiz durumlar analiz edilmiştir. Ayrıca, filtredeki kondansatörlerin terminallerinin kısa devre olmasıyla yaşanmış olması muhtemel gerilim yükselmesi ve düşmesi olayları incelenmiştir. Bu tez çalışmasında, gemi elektrik sistemlerinde güç kalitesini temin etmeye yönelik ekipmanlar incelenmiş, oluşacak muhtemel arızaların gemi kazalarına sebep olabileceği sonucuna varılmış ve bu gibi kazalara maruz kalınmaması adına yapılabilecek ilave iyileştirmeler ve değişikliklere yer verilmiştir.

The concept of power quality in ship electrical systems has become more important with the widespread use of electronic control systems and electrical drive systems. The low power quality affects the ship's electrical network performance, as well as the efficient use of energy, cruise safety and life safety at sea. In this thesis, the concept of electrical power quality on a bulk carrier and a passenger ship accident with significant power quality disturbances that may arise from problems in the electrical system are examined. Possible power quality problems that may have occurred during this ship accident were modeled through the MATLAB / Simulink program and the extent to which sinusoidal waves deviated from what they should be was revealed as power quality disturbances, and it was aimed to emphasize the importance of the concept of electrical power quality in ships. The failure of the harmonic filters during the accident, which resulted in a blackout as a result of the explosion of the harmonic filters installed for the prevention of harmonic power disturbance on the passenger ship, was adapted to a bulk carrier, fictionally, and the cases with and without the harmonic filter were analyzed. In addition, possible voltage spikes and drops due to short circuit of the terminals of the capacitors in the filters are investigated. In this thesis, equipment to ensure power quality in ship electrical systems has been examined, it has been concluded that possible malfunctions may cause ship accidents, and additional improvements and changes that can be made in order to avoid such accidents are included.