Hastane trijenerasyon sistemlerinde adaptif koruma rölelerinin performansı ve bilgisayar destekli analizi
Performance and computer-aided analysis of adaptive protection relays in trigeneration systems in hospital
- Tez No: 989601
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALTUĞ BOZKURT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Enerji güvenilirliği, kritik yapılarda enerji sürekliliği, trijenerasyon sistemi, adaptif koruma röleleri, ETAP simülasyonu, Energy reliability, energy continuity in critical infrastructures, trigeneration system, adaptive protection relays, ETAP simulation
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hastaneler gibi kritik yapılarda enerji arz güvenliği, yalnızca tek bir kaynağa bağlı kalmaksızın, farklı enerji üretim sistemlerinin bütünleşik şekilde çalışmasını gerekli kılmaktadır. Elektrik şebekesi, dizel jeneratörler, trijenerasyon sistemleri ve kesintisiz güç kaynakları gibi bileşenlerden oluşan yapılar, hizmet sürekliliğini sağlamak açısından büyük önem taşımaktadır. Trijenerasyon sistemleri, aynı anda elektrik, ısı ve soğutma ihtiyaçlarını tek bir yapı altında karşılayarak, hastanelerde hem enerji verimliliğini artırmakta hem de enerji arz güvenliğine katkı sunmaktadır. Ancak, olası arıza durumlarında hizmetin kesintiye uğramaması için hızlı, esnek ve güvenilir bir koruma mekanizması gereklidir. Bu çalışmada, örnek bir hastane enerji altyapısında yer alan şebeke, jeneratör ve trijenerasyon sistemleri, ETAP yazılımı aracılığıyla modellenmiştir. Sisteme entegre edilen adaptif koruma rölelerinin, farklı arıza senaryoları altındaki performansları değerlendirilmiştir. Simülasyonlarda, sistemin şebeke, jeneratör ve trijenerasyon sisteminin paralel çalışması, şebeke ve trijenerasyon sisteminin paralel, jeneratör sisteminin devre dışı olduğu çalıştığı durum ve sadece jeneratör xiii sisteminin çalışıp, şebeke ve trijenerasyon sisteminin devre dışı olduğu durumlarda meydana gelen faz-faz kısa devre, faz-toprak kısa devre ve aşırı akım gibi yaygın arıza türleri analiz edilerek adaptif koruma rölelerinin tepkileri ayrıntılı biçimde incelenmiştir. Elde edilen simülasyon verileri, adaptif rölelerin arıza anında ve sonrasında sistemi hızlıca toparlama yeteneğini ortaya koymuştur. Analiz sonuçları, adaptif koruma rölelerinin, trijenerasyon sistemlerinin güvenilirliğini artırmada ve enerji kesintilerini en aza indirmede etkili olduğunu göstermektedir. Bu röleler, sistemdeki değişimleri gerçek zamanlı izleyerek hızlı müdahalelerde bulunmakta ve sağlık hizmetlerinin sürekliliğini desteklemektedir. Çalışma, hastaneler gibi enerji sürekliliğinin hayati önem taşıdığı yapılarda adaptif koruma stratejilerinin uygulanabilirliğine dair bilimsel bir zemin sunmakta ve ETAP simülasyonları ile bu stratejilerin teknik açıdan değerlendirildiği kapsamlı bir analiz ortaya koymaktadır. Sonuç olarak, elde edilen bulgular, sağlık tesisleri başta olmak üzere tüm kritik altyapılar için güvenilir ve veri temelli bir koruma yaklaşımının geliştirilmesine katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
In critical infrastructures such as hospitals, ensuring energy supply security necessitates the integrated operation of various power generation systems rather than relying on a single energy source. System composed of power grid connections, diesel generators, trigeneration units and uninterruptible power supplies play a crucial role in maintaining service continuity. Trigeneration systems, which simultaneously provide electricity, heating and cooling from a single source, significantly enhance both energy efficiency and supply security in healthcare facilities. However, to prevent service interruptions during possible fault conditions, a fast, flexible and reliable protection mechanism is essential. In this study, the energy infrastructure of a sample hospital comprising grid connection, generators and a trigeneration system was modelled using ETAP software. The performance of adaptive protection relays integrated into the system was evaluated under various fault scenarios. The simulations addressed different operating modes, including parallel operation of the grid, generator, and trigeneration system; operation with only the generator active while the grid and trigeneration systems were offline; and operation with only the generator active while the grid and trigeneration systems were offline. Under each condition, common fault types such as phase-to-phase faults, phase-to-ground faults and xv overcurrent scenarios were analyzed, and the response behavior of the adaptive protection relays was thoroughly examined. The simulation results demonstrated that adaptive relays have the capability to restore system stability rapidly during and after fault occurrences. The analysis findings reveal that adaptive protection relays play a vital role in enhancing the reliability of trigeneration systems and minimizing energy interruptions. These relays can monitor system parameters in real time and respond promptly to abnormalities, thereby supporting the continuity of healthcare services. This study provides a scientific basis for implementation of adaptive protection strategies in facilities where energy continuity is critical, such as hospitals and offers a comprehensive technical evaluation of these strategies through ETAP-based simulations. Ultimately, the results contribute to the development of a reliable and data-driven protection framework for critical infrastructures, especially healthcare institutions.
Benzer Tezler
- Energy and exergy analysis of a hospital trigeneration system a case study: Kartal Dr. Lütfi Kırdar training and research hospital
Hastane trijenerasyon sisteminin enerji ve ekserji analizi örnek çalışma Kartal Dr. Lütfi Kırdar Eğitim ve Araştırma Hastanesi
MEHMET BURAK ÖZGÖZTAŞI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
EnerjiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEGÜL ABUŞOĞLU
- Enerji depolama üniteli trijenerasyon mikro şebeke sisteminde çizelgeleme optimizasyonu: Hastane uygulaması
Scheduling optimization in the trigeneration microgrid system with energy storage unit: Hospital application
ANIL DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖZGÜR KAYALICA
DOÇ. DR. AYŞE AYLİN BAYAR
- Selection of green suppliers for trigeneration systems using multi-criteria decision-making methods: A case study
Çok kriterli karar verme yöntemlerini kullanarak trijenerasyon sistemleri için yeşil tedarikçi seçimi: Vaka çalışması
ALPEREN YAYLA
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜL POLAT TATAR
- Hastanelerin yapım süreçlerinin çevresel sürdürülebilirlik açısından değerlendirilmesi ve yenilenebilir enerji uygulamalarının incelenmesi
Evaluation in the construction process of hospitals in terms of environmental sustainability and researching of renewable energy applications
ENES FURKAN ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Çevre MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ TOR
- Technology and energy management for cogeneration and trigeneration systems based on multi-objective optimization in integrated structures
Bütünleşik yapılarda çok amaçlı optimizasyona dayalı kojenerasyon ve trijenerasyon sistemlerinin teknoloji ve enerji yönetimi
ÖZAY KAS
Doktora
İngilizce
2022
EnerjiPiri Reis ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ZİYA SÖĞÜT