BAHADIR AKBAL - Academia.edu (original) (raw)

Papers by BAHADIR AKBAL

The ice causes additional burden on Electric Transmission Line (ETL) conductor, and it is called ... more The ice causes additional burden on Electric Transmission Line (ETL) conductor, and it is called as ice load. Tension of ETL can be increase due to ice load. If tension of ETL increases extremely, conductor breakage or bending of power pole can be shown, and electric energy of some consumers may be cut several days. Therefore, ice load must be urgently eliminated, but primarily ice thickness of ice load must be determined. Monitoring of ETL can be made to prevent effect of ice load. When multilevel threshold image segmentation is used as ice monitor method, ice thickness of ETL can be determined accurately. In this study, Otsu method can be used as multilevel threshold method but finding of optimum threshold levels with Otsu method is difficult. Therefore differential evolution algorithm (DE) was used to find optimum threshold level, and maximum threshold number were selected as 8 levels.

If amount of ice load extremely increases on conductor, electric tower bending or conductor break... more If amount of ice load extremely increases on conductor, electric tower bending or conductor breakage can be seen. So, ice load must be eliminated urgently to prevent faults of Aerial Lines. But primarily ice thickness of ice load must be determined. Image processing is proposed because image processing is one of the best methods for image recognition. In literature, Bi-level Thresholding (BLT) and Multilevel Thresholding (MLT) have been used for image recognition studies. The result of MLT is better than the result of BLT. So, MLT was used in this study. Otsu method was used as MLT. But determination of optimum threshold levels with traditional Otsu Method is difficult. PSO was used to determine optimum threshold levels. In literature, maximum threshold levels are 5 levels, but these levels aren't enough for this study. So, maximum threshold levels were determined as 8 levels threshold to obtain the most accurate results.

Uluslararası mühendislik araştırma ve geliştirme dergisi, Jul 31, 2022

Öz Endüstri 4.0 ile üretimde makineleşmenin önemi arttı. Bunun üzerine bir de pandemi dönemi geli... more Öz Endüstri 4.0 ile üretimde makineleşmenin önemi arttı. Bunun üzerine bir de pandemi dönemi gelince makineleşme kaçınılmaz bir hale geldi. Konu üretim hattındaki insan gücünü en aza indirgemek olunca robotların önemi arttı. İnsan üretimin kontrolünü sağlarken robotlar üretim hattında fiziksel performans gerektiren işleri görev edinmektedir. Bu şekilde olan hatların ilk yatırım maliyeti oldukça yüksek olsa da parça başına üretim maliyeti düşük çıkmaktadır. Parça başına üretim maliyeti düşen bir üretim hattının yatırım maliyeti kısa süre içerisinde kendini amorti etmektedir. Bu çalışmada; paketlenmeye hazır çikolataların bulunduğu konveyörün üzerine konumlandırılan kameradan alınan görüntüye göre konveyör üzerindeki çikolataların konumu tespit edilmiş ve alınan tüm konumlar PLC'ye gönderilmiştir. PLC, HMI panel üzerinden konumları robota göndermiştir. Robot doğrusal regresyon yöntemiyle elde edilen formüle göre konum bilgilerini kendi koordinat sistemine dönüştürüp ürünlerin konumunu tespit etmiştir. Konumu tespit edilen çikolatalar konveyör üzerinden alınıp kalıbın ilgili hücresine bırakılmıştır. Kurulan bu sistem ile 24 saat çalışabilecek bir üretim hattı kurulmuş olmaktadır. Dünya genelinde yaşanan kovid 19 salgınından dolayı birçok firma insan gücü eksikliğinden dolayı üretimine ara vermek zorunda kalmıştır. Bu dönemde makineleşmiş ve robotlarla donatılmış üretim hatlarının birçoğu üretimine devam etmiştir. Yatırım maliyeti bu gibi dönemlerde çok daha hızlı bir şekilde tekrar kazanılmış olmaktadır.

Electric Power Systems Research, 2020

Cable termination fault (CTF) is a major problem for high voltage cable lines (HVCL). Increasing ... more Cable termination fault (CTF) is a major problem for high voltage cable lines (HVCL). Increasing of the sheath voltage (SV), zero sequence current (ZC) and current harmonic distortion (THDI) on metallic sheath (MS) of HVC are major factors for CTF. MS is grounded according to IEEE 575-1988 standard to reduce SV. However, these methods are not sufficient to prevent CTF based on ZC and THDI. The aims of this paper are minimization of SV, ZC and THDI to prevent CTF based on ZC and THDI. Thus, LSSB method is developed as a new bonding method. Also, LSSB parameters should be optimized to make the most economical and practical bonding. GA, DEA, PSO and iPSO are used optimization methods for optimization of LSSB. SV and THDI should be known for optimization of LSSB, so the forecasting methods (FM) are used as fitness function of optimization methods in LSSB optimization. The regression and hybrid artificial neural network methods are compared to determine the most suitable FM. When the optimized LSSB is used for bonding of long HVCL, SV reduces approximately 90%, ZC reduces approximately 93%, and THDI reduces approximately 70%. Thus CTF risk is minimized by using the optimized LSSB in HVCL.

2016 4th International Istanbul Smart Grid Congress and Fair (ICSG), 2016

The sheath current generates on metal sheath of underground cable, and it causes cable faults, el... more The sheath current generates on metal sheath of underground cable, and it causes cable faults, electroshock risk and reducing of cable performance in high voltage underground cable line. Therefore, the sheath current must be reduced, and if the sheath current can be determined before high voltage underground line is installed, the required precautions can be taken to reduce the sheath current. Hence, cable faults and electroshock risk are prevented, and cable performance increases. In this study, simulations of high voltage underground cable line are made in PSCAD/EMTDC, and the sheath current is forecasted by using hybrid artificial neural network (ANN) method. Differential evolution algorithm (DEA) and particle swarm optimization (PSO) are used to generate hybrid ANN method. The results of hybrid ANN method are better than classic ANN, and the results of DEA-ANN method are better than PSO-ANN. Also DEA-ANN can be used in forecasting studies.

The distance protection relays are used to determine the impedance based fault location according... more The distance protection relays are used to determine the impedance based fault location according to the current and voltage magnitudes in the transmission lines. However, the fault location cannot be correctly detected in mixed transmission lines due to different characteristic impedance per unit length because the characteristic impedance of high voltage cable line is significantly different from overhead line. Thus, determinations of the fault section and location with the distance protection relays are difficult in the mixed transmission lines. In this study, 154 kV overhead transmission line and underground cable line are examined as the mixed transmission line for the distance protection relays. Phase to ground faults are created in the mixed transmission line. overhead line section and underground cable section are simulated by using PSCAD-EMTDC.The short circuit fault images are generated in the distance protection relay for the overhead transmission line and underground cab...

Uluslararası Muhendislik Arastirma ve Gelistirme Dergisi

Endüstri 4.0 ile üretimde makineleşmenin önemi arttı. Bunun üzerine bir de pandemi dönemi gelince... more Endüstri 4.0 ile üretimde makineleşmenin önemi arttı. Bunun üzerine bir de pandemi dönemi gelince makineleşme kaçınılmaz bir hale geldi. Konu üretim hattındaki insan gücünü en aza indirgemek olunca robotların önemi arttı. İnsan üretimin kontrolünü sağlarken robotlar üretim hattında fiziksel performans gerektiren işleri görev edinmektedir. Bu şekilde olan hatların ilk yatırım maliyeti oldukça yüksek olsa da parça başına üretim maliyeti düşük çıkmaktadır. Parça başına üretim maliyeti düşen bir üretim hattının yatırım maliyeti kısa süre içerisinde kendini amorti etmektedir. Bu çalışmada; paketlenmeye hazır çikolataların bulunduğu konveyörün üzerine konumlandırılan kameradan alınan görüntüye göre konveyör üzerindeki çikolataların konumu tespit edilmiş ve alınan tüm konumlar PLC’ye gönderilmiştir. PLC, HMI panel üzerinden konumları robota göndermiştir. Robot doğrusal regresyon yöntemiyle elde edilen formüle göre konum bilgilerini kendi koordinat sistemine dönüştürüp ürünlerin konumunu te...

Kılıf akımı yüksek gerilim yeraltı kablolu hatlarda arızalara ve elektrik çarpılmalarına neden ol... more Kılıf akımı yüksek gerilim yeraltı kablolu hatlarda arızalara ve elektrik çarpılmalarına neden olmaktadır. Ayrıca kabloda ek ısı meydana getirerek kablonun akım taşıma kapasitesini düşürür. Kılıf akımını düşürmek için farklı önlemler alınabilir. Fakat en uygun önlemin alınabilmesi için öncelikle hatta oluşacak kılıf akımının, hat daha kurulmadan proje aşamasında belirlenmesi gerekir. Bu çalışmada yeni kurulacak olan bir yüksek gerilim yeraltı kablolu hattın kılıf akımı, yapay sinir ağı ile parçacık sürü optimizasyonu, inertia ağırlıklı parçacık sürü optimizasyonu ve genetik algoritma kullanılarak oluşturulan melez yöntemler ile tahmin edilmiştir. Yapay sinir ağı tabanlı melez yöntemlerin eğitimi için PSCAD/EMTDC programında modeli oluşturulan yüksek gerilim yeraltı kablolu hattın benzetimlerinden elde edilen veriler kullanılmıştır. Çalışmalar sonunda melez yöntemlerin yapay sinir ağına göre doğruluk bakımından üstünlük sağladığı görülmüştür. Melez yöntemlerin sonuçları kendi içlerinde karşılaştırıldığında ise inertia ağırlıklı parçacık sürü optimizasyonu ile yapay sinir ağının kullanımı sonucu elde edilen melez yöntem sonuçlarının diğer yöntemlere göre üstün olduğu görülmüştür. Böylece önerilen yöntem ile yüksek gerilim yeraltı kablolu hattın kılıf akımı proje aşamasında tespit edilecek ve kılıf akımının düşürülmesi için en uygun önlemler uygulanarak arızaların ve elektrik çarpmaların önüne geçildiği gibi kablo performansı da artırılacaktır.

Journal of Engineering Research, 2022

The insulation fault is a major problem in high voltage cable lines. The major factors in the ins... more The insulation fault is a major problem in high voltage cable lines. The major factors in the insulation faults are harmonic currents and the metal sheath voltage (MV) that occur on the metal sheath of cable. MV and harmonic distortion should be minimized to prevent insulation faults. Thus, sectional solid bonding with different grounding resistance (SSBr) method is developed as a new bonding method for minimizations of harmonic current and MV. Also, SSBr should be optimized by optimized according to minimum MV and harmonic distortion rate of high voltage cable. Inertia weighted particle swarm optimization (iPSO), particle swarm optimization (PSO), genetic algorithm (GA) and differential evolution algorithm (DEA) are used for optimization of SSBr, and three groups the prediction methods are used separately as objective function of the optimization methods to determine minimum MV and harmonic distortion. These groups are neural networks, hybrid neural networks and regression methods....

arXiv: Signal Processing, Feb 22, 2021

Elektrik enerjisinin kesintisiz ve kaliteli bir şekilde iletilmesi için, üretim yapıldığı noktada... more Elektrik enerjisinin kesintisiz ve kaliteli bir şekilde iletilmesi için, üretim yapıldığı noktadan tüketim olan noktaya kadar kontrol edilmesi gerekmektedir. Dolayısıyla üretimden tüketime kadar her aşamada iletim ve dağıtım hatlarında koruma yapılması şarttır. Elektrik tesislerinde koruma rölelerinin temel görevi, sistemde meydana gelen kısa devrelerde arızalı olan bölgenin mümkün olan en kısa sürede devre dışı etmektir. Sistemin en önemli parçası olan enerji iletim hatları ve bu hatları koruyan mesafe koruma rölelerine bu konuda çok önemli görevler düşmektedir. Hızlı ve verimli çalışmalar yapmak için doğru bir hata yeri tespit tekniği gereklidir. İletim hatlarında transformatör nötr nokta topraklaması bir güç sisteminin tek faz-toprak kısa devre arızası sırasında oluşan sıfır bileşen akımı mesafe koruma rölesinin çalışmasını etkilemektedir. Topraklama sistemi ve koruma sistemleri arasındaki ilişki göz önüne alındığında, uygun bir topraklama seçimi yapılmalıdır. İletim hatlarında farklı topraklama sistemlerinde kısa devre arızalarının yerinin doğru bir şekilde belirlenebilmesi için yapay sinir ağı (YSA) kullanılmıştır. YSA'nın performansını test etmek için destek vektör makineleri (DVM) ile karşılaştırılmıştır. İletim hattı modeli PSCAD ™ / EMTDC ™ benzetim programında oluşturulup YSA için gerekli veriler elde edilmiştir. Farklı topraklama sistemlerinde oluşturulan kısa devre arızalarındaki mesafe koruma rölesinin R-X empedans diyagramının empedans değişiminin görüntüsü kayıt altına alınarak veri setleri oluşturulmuştur. Görüntülerde ilgili odak noktaları özellik çıkarım ve görüntü işleme teknikleri kullanılarak farklı YSA modellerine giriş olarak verilmiş ve en iyi arıza yeri tahmini veren YSA modeli seçilmiştir.

Selcuk University Journal of Engineering Science and Technology, Dec 31, 2020

Overhead lines are generally used for electrical energy transmission. Also, XLPE underground cabl... more Overhead lines are generally used for electrical energy transmission. Also, XLPE underground cable lines are generally used in the city center and the crowded areas to provide electrical safety, so high voltage underground cable lines are used together with overhead line in the transmission lines, and these lines are called as the mixed lines. The distance protection relays are used to determine the impedance based fault location according to the current and voltage magnitudes in the transmission lines. However, the fault location cannot be correctly detected in mixed transmission lines due to different characteristic impedance per unit length because the characteristic impedance of high voltage cable line is significantly different from overhead line. Thus, determinations of the fault section and location with the distance protection relays are difficult in the mixed transmission lines. In this study, 154 kV overhead transmission line and underground cable line are examined as the mixed transmission line for the distance protection relays. Phase to ground faults are created in the mixed transmission line. overhead line section and underground cable section are simulated by using PSCAD/ EMTDC ™. The short circuit fault images are generated in the distance protection relay for the overhead transmission line and underground cable transmission line faults. The images include the R-X impedance diagram of the fault, and the R-X impedance diagram have been detected by applying image processing steps. Artificial neural network (ANN) and the regression methods are used for prediction of the fault location, and the results of image processing are used as the input parameters for the training process of ANN and the regression methods. The results of ANN and regression methods are compared to select the most suitable method at the end of this study for forecasting of the fault location in transmission lines.

arXiv: Signal Processing, 2020

It is very important to ensure continuity in the process from generation of electricity to transm... more It is very important to ensure continuity in the process from generation of electricity to transmission to cities. The most important part of the system is energy transmission lines and distance protection relays that protect these lines. The main function of the protection relays in electrical installations should be deactivated as soon as possible in the event of short circuits in the system. An accurate error location technique is required to make fast and efficient work. Distance relays are widely used as main and backup protection in transmission and distribution lines. Basically, distance protection relays determine the impedance of the line by comparing the voltage and current values. In this study, artificial neural network (ANN) has been used to accurately locate high impedance short circuit faults in 154 kV power transmission lines. The impedance diagram (R-X) of the circuit breaker, current-voltage transformer, overhead transmission line, distance protection relay and dis...

The sheath current effects are major problems for electrical network and facilities. The sheath v... more The sheath current effects are major problems for electrical network and facilities. The sheath voltage is increased by the sheath current. Thus the sheath voltage exceeds touch voltage, and electroshock risks and cable faults occur. Also, cable temperature is increased by the sheath current, so cable ampacity reduces. In literature, single-point bonding, solid bonding and cross bonding are used to reduce sheath voltage and current. However, if the unbalanced phase current is high, the sheath voltage is not dropped under touch voltage by using these bonding methods. Therefore, sectional solid bonding method is developed to solve this problem in this study. When sectional solid bonding is used to reduce the sheath voltage and current, the sheath voltage drops under touch voltage although unbalanced phase current is high. Also, optimum parameters for sectional solid bonding are determined by differential evolution algorithm.

If amount of ice load extremely increases on conductor, electric tower bending or conductor break... more If amount of ice load extremely increases on conductor, electric tower bending or conductor breakage can be seen. So, ice load must be eliminated urgently to prevent faults of Aerial Lines. But primarily ice thickness of ice load must be determined. Image processing is proposed because image processing is one of the best methods for image recognition. In literature, Bi-level Thresholding (BLT) and Multilevel Thresholding (MLT) have been used for image recognition studies. The result of MLT is better than the result of BLT. So, MLT was used in this study. Otsu method was used as MLT. But determination of optimum threshold levels with traditional Otsu Method is difficult. PSO was used to determine optimum threshold levels. In literature, maximum threshold levels are 5 levels, but these levels aren’t enough for this study. So, maximum threshold levels were determined as 8 levels threshold to obtain the most accurate

European Journal of Science and Technology, 2020

Bir tesisin izlenmesi veya kontrolünde analog ya da dijital algılayıcılar ile toplanan verilerin ... more Bir tesisin izlenmesi veya kontrolünde analog ya da dijital algılayıcılar ile toplanan verilerin kontrol elemanına taşınmasında, değerli ve yüksek işçilik maliyetleri içeren kablolar kullanılmaktadır. Uzun mesafelere veri taşınmasında ise sonradan oluşabilecek işçilik ve kablo maliyetleri de oluşabilir. Dolayısı ile endüstriyel otomasyon için kablosuz teknolojilerin kullanması birçok avantaj sağlayacaktır. Bu çalışmada kablosuz haberleşme ile su kuyularının otomasyonu yapılmıştır. Proje kapsamında iki kuyu ve bu kuyuların doldurduğu havuz dikkate alınmıştır. Su kuyularındaki su seviyeleri aşırı düşerse buna bağlı olan pompalar arızalanmakta ve bu yüzden birçok yerleşim yeri susuz kalmaktadır. Uzak mesafelerde kablolama maliyetini ve takibi kolaylaştırmak için her kuyuya ayrı otomasyon yapılmıştır. Pompaları korumak ve su sürekliliğini sağlamak için gerekli otomasyonun yapılmasında her bir kuyuda bir PLC ve buna bağlı wi-fi modüller vardır. PLC'ler gerekli otomasyonu sağlarken kuyular arası haberleşmede wi-fi modüller ile kablosuz olarak gerçekleştirilmektedir. Kuyulardan alınan sıvı seviye bilgileri karşılaştırılmış ve sıvı seviyesi yüksek olan kuyudan su çekilerek havuzu doldurulmuştur. Bütün bu düzeni takip edebilmek için bir Scada ekranı tasarlanmış ve bu sayede kuyulardaki su durumları, sistemin başlatılıp durdurulması ve arıza durumlarının takibi sağlanmıştır. Böylece uzak mesafelerde kablosuz veri iletimi ile arızaların önlenmesi ve su sürekliliğinin sağlanması için gerekli otomasyon sağlanmıştır.

Elektronika ir Elektrotechnika, Apr 24, 2018

High temperature causes aging of insulation material of high voltage underground cable line (HVUL... more High temperature causes aging of insulation material of high voltage underground cable line (HVUL), so cable faults occurs. The sheath current (SC) is the most important factor for increasing of cable temperature, and SC can include harmonic, so cable temperature quickly increases. Namely harmonics facilitate SC based cable faults. Metallic sheath of HVUL is grounded to prevent SC based faults. Three bonding methods are used for grounding of metallic sheath in literature, but these methods do not exactly prevent SC effects, so the sectional solid bonding (SSB) is developed in literature, but these methods are not evaluated at the high harmonic distortion case. SSB should be optimized according to SC value. However, SC of HVUL which will be installed as a new line at project phase is not known. Thus, artificial neural network (ANN) and hybrid ANN methods are used to forecast SC of new line at the project phase. iPSO, PSO, GA and DEA methods are used for hybrid ANN methods and optimization of SSB. Performance of the optimized SSB (OSSB) at the high harmonic distortion case is evaluated to prove that use of OSSB for HVUL.

IET Generation, Transmission & Distribution, 2020

Cable termination fault (CTF) generally occurs due to increasing of electrical force (EF) and the... more Cable termination fault (CTF) generally occurs due to increasing of electrical force (EF) and thermal effect (TE) in mixed line. EF increases due to sheath voltage (SV), and TE increases due to harmonic distortion (HD) on cable terminations (CTs). Also, SV and HD increase due to zero-sequence current (ZC). In the literature, different bonding methods are used to prevent CTF, but these methods are not sufficient to prevent CTF that is based on ZC. In this study, the modified sectional solid bonding (MSSB) is suggested to prevent CTF. The aims of MSSB method are to restrict EF and TE on CT. Thus, MSSB parameters are optimised to restrict SV and HD, but SV and HD on CT should be known for optimisation of MSSB parameters. Thus, SV and HD are forecasted by using adaptive neuro-fuzzy inference system (Anfis), artificial neural networks (ANNs) and hybrid ANN. Training and forecasting errors of hybrid ANN are less than Anfis and the other ANN methods. Thus, hybrid ANN methods are used as fitness function of optimisation algorithms in MSSB optimisation. When the optimised MSSB method is used for cable bonding, HD and SV on CT are restricted the determined limits to prevent CTF in long mixed line.

Journal of Computers, 2018

Electrical safety is major issue for electric networks, so high voltage underground cable lines h... more Electrical safety is major issue for electric networks, so high voltage underground cable lines have been used instead of overhead line recently in city center and neighborhood. However, sheath current generates on metallic sheath of high voltage underground cable, and sheath current causes major cable faults and electroshock. Single point bonding, solid bonding and cross bonding are used to reduce sheath current and voltage. If sheath current is determined before high voltage underground cable line is installed, the most suitable method can be used to reduce sheath current and voltage. Hence, cable faults and electroshock can be prevented. There are many factors in formation of sheath current. Thus, formulation of sheath current is very complex and difficult. In this case forecasting methods can be used to determine sheath current, and artificial neural network (ANN) is a powerful method for forecasting studies. In this study, Gravitational Search Algorithm (GSA) and artificial neural network (ANN) is used to reduce training error, and hybrid GSA-ANN method is obtained. It is seen at the end of this study that errors of hybrid GSA-ANN method are less than errors of classic ANN.

Uluslararası mühendislik araştırma ve geliştirme dergisi, Jul 31, 2022

Electric Power Systems Research, 2020

2016 4th International Istanbul Smart Grid Congress and Fair (ICSG), 2016

Uluslararası Muhendislik Arastirma ve Gelistirme Dergisi

Journal of Engineering Research, 2022

arXiv: Signal Processing, Feb 22, 2021

Selcuk University Journal of Engineering Science and Technology, Dec 31, 2020

arXiv: Signal Processing, 2020

If amount of ice load extremely increases on conductor, electric tower bending or conductor break... more If amount of ice load extremely increases on conductor, electric tower bending or conductor breakage can be seen. So, ice load must be eliminated urgently to prevent faults of Aerial Lines. But primarily ice thickness of ice load must be determined. Image processing is proposed because image processing is one of the best methods for image recognition. In literature, Bi-level Thresholding (BLT) and Multilevel Thresholding (MLT) have been used for image recognition studies. The result of MLT is better than the result of BLT. So, MLT was used in this study. Otsu method was used as MLT. But determination of optimum threshold levels with traditional Otsu Method is difficult. PSO was used to determine optimum threshold levels. In literature, maximum threshold levels are 5 levels, but these levels aren’t enough for this study. So, maximum threshold levels were determined as 8 levels threshold to obtain the most accurate

European Journal of Science and Technology, 2020

Elektronika ir Elektrotechnika, Apr 24, 2018

IET Generation, Transmission & Distribution, 2020

Journal of Computers, 2018