ders notları

EĞİTİM ve BİLGİ İŞLEM

DAİRE BAŞKANLIĞIRÖLE EĞİTİMİ

FATİH YAZITAŞE-mail:[email protected]

Tel: (312) 2126900/2381

“Mutluluğu tatmanın tek çaresi onu paylaşmaktır”

BYRON

GÜNÜN SÖZÜ

forum.teknikvideo.com

2x160 MW AKIŞKAN YATAKLI ÇAN TERMİK SANTRALI

YERİ Çan, ÇANAKKALEKURULU GÜCÜ 2x160 MWÜRETİM KAPASİTESİ 2,25 milyar kWh/yılKULLANILAN YAKIT LinyitYAKIT ÖZELLİKLERİ :-Alt Isıl Değer 2600 kcal/kg-Nem 32 %-Kül 22 %-Kükürt 2-7 %YAKIT TÜKETİMİ 1.820.000 ton/yılSANTRALIN VERİMİ 42 %SANTRALIN ISI SARFİYATI 1909.3 kcal/kWhYÜKLENİCİ ALSTOM Power Centrales

ALSTOM Power BoilerALSTOM Enerji ve Nakil A.Ş.

TEKNOTES Ltd. Şti.


YATIRIM BEDELİ 379.000.000 USDİHALE ŞEKLİ Uluslararası-%100 kredili, anahtar teslimiPROJE BAŞLAMA TARİHİ 23 Ekim 2000PROJE BİTİŞ TARİHİ I.Ünite : 32 ay (Deneme işletmesi hariç)

II.Ünite : 34 ay (Deneme işletmesi hariç)ANA ÜNİTELERKazan (2 adet) EVT 461.8 ton/saatAkışkan YataklıBuhar Türbini (2 adet) ALSTOM 160 MW 3 Basınç Kademeli ( Birleşik HIP+Tek Geçişli LP)Jeneratör ALSTOM 178 MVA Hava soğutmalı


Soğutma Sistemi HELLER Sistem, doğal çekişli soğutma kuleli(1 adet)Ana Trafolar 15/154 kV

178 MVAÇEVRESEL ÖZELLİKLERToz Emisyonu 150 mg/Nm3SO2 Emisyonu 1000 mg/Nm3NOx Emisyonu 800 mg/Nm3


Mantık (Lojik) Devre Elemanları ve Tanıtımı

Mantık devrelerinde çıkış sinyali mevcutsa (1) değilse (0) sembolleri ile gösterilir. Örneğin bir rölenin kontağının bir ucunda bekleyen pozitif kontağın açık olması halinde öbür tarafa geçemeyeceği için bu rölenin kontak çıkışı yoktur ve (0) ile gösterilir. Kontak kapandığı takdirde ise pozitif geçeceğinden röle çıkış verecektir ve bu işlemin yapıldığı (1) ile gösterilir. Belli başlı temel mantık devreleri ile bunların elektrikli eşdeğerleri şöyle açıklanabilir. (Bunlara kapı devreleride de denilebilir).


VE (AND) DEVRESİE1 ve E2 Kontaklarının ancak ikisinin kapanması

halinde, bobin kontağını kapatıp A çıkış sinyalini verecektir.

E1 E2 A

0 0 0

1 0 0

0 1 0

1 1 1

Mantık tablosunda, her sütundaki 0 işareti hizasındaki kontağın açık olduğunu 1 işareti kapalı olduğunu gösterir.


VEYA (OR ) DEVRESİE1 ve E2 Kontaklarının birinin kapanması halinde,

bobin çalışır ve kontağını kapatıp A çıkış sinyalini verir.

E1 E2 A

0 0 0

1 0 1

0 1 1

1 1 1


DEĞİL (NOT) DEVRESİ

Buna aynı zamanda tersleme kapısı da denilir. E kontağı açıkken A sinyali vardır, kapalıyken bobin çekiktir ve kontağı açıktır, sinyal kesilir.

E A

0 1

1 0


TERS VE (NAND) DEVRESİBu kapı devresi VE ile TERS devrenin toplamına

eşdeğerdir. Üç giriş için bir örnek verilmiştir.

E1 E2 E3 A

0 0 0 1

1 0 0 1

1 1 0 1

1 1 1 0


NOR DEVRESİBu kapı devresi ise VEYA ile TERS devrenin

toplamına eşdeğerdir.

E1 E2 E3 A

0 0 0 1

1 0 0 0

1 1 0 0

1 1 1 0


Bir kimyasal reaktördeki aşırı basıncın incelenmesi için üç kontak bulunduğunu ve bir oy çoğunluk devresi oluşturmak istediğimizi varsayalım. Eğer bu kumanda anahtarına A,B,C ve oy çoğunluğuna da Z denilirse bu olay şu doğruluk tablosu ile ifade edilir.

A B C Z

0 0 0 0

0 0 1 0

0 1 0 0

0 1 1 11 0 0 0

1 0 1 11 1 0 11 1 1 1


A ve B ve C veya A ve B ve C veya A ve B ve C veya A ve B ve C


KORUMA RÖLELERİ

Santrallerde generatörler, baralar, enerji iletiminde ve dağıtımı devrelerinde kullanılan transformatörler ve çeşitli devre elemanları aşırı akım, yüksek gerilim, ısınma, toprağa kaçak salınım ve dengesiz yüklenmelere karşı korunmalıdırlar.

Seçici bir koruma olmadan günümüzde bir güç sisteminin işletilmesi düşünülmez. Koruma rölelerinin uygulanmasıyla, güç sisteminin herhangi bir noktasında oluşan arıza tespit edilir ve arızalı bölüm sistemden ayrılır. Arızalı bölüm sisteme bağlı kaldığında, aşağıda belirtilen üç ana etken nedeniyle sistemin bir bölümü yada tümü tehlikeye düşer.

Generatörlerin senkronizasyon koşullarını kaybetmeleri ve sistemden kopmaları.

Arızalı bölümün hasar görme ihtimali.

Arızasız bölümün hasar görme ihtimali.


Güç sistemleri için tehlikeli olmamasına rağmen, tüketiciler açısından önemli olan diğer bir etkende büyük endüstriyel kuruluşlardaki senkron motorların servis dışı kalarak, hayati sayılabilecek fonksiyonlarını yapamama ihtimalidir.

Şebekelerde görülen başlıca arızalar şunlardır :

A-Kısa devreler, B-Gerilim yükselmeleri, C-Dengesiz yüklenmeler, D-Salınımlar, E-Toprak ve gövde kaçakları, F-Geri güç, G-Düşük gerilim,


Bildirim sistemleri arızaları sesli veya ışıklı sistemlerebildirirler. Bazılarıda bildirim yapmadan ayarlandıklarıbüyüklüklere göre açarlar.

Şebekelerde oluşan arızaların etkili ve ekonomik bir şekilde önlenebilmesi için röleler ve bildirim sistemleri birlikte kullanılır.

Kısaca korumanın amacı, kesicilerle birlikte güç sisteminin her tip arızadan hızla temizlenmesini sağlamaktır.


Koruma rölelerinin uygulanmasında, güç sistemleri çeşitli bölümlere ayrılır. Ancak bu bölümlerdeki korumalarda, beş temel ilke her zaman akılda tutulmalı ve uygulanmalıdır:

1) Güvenirlik : Her türlü arızaya güvenilir ve etkin biçimde müdahale edebilmek.

2) Seçicilik : Sistemde devamlılığı sağlamak için, sistemden yalnız arızalı bölümün ayrılmasını sağlamak.

3) Hız : En düşük arıza zamanını ve en az teçhizat hasarını sağlamak.

4) Basitlik : En az donanım ve devre ile korumayı gerçekleştirmek.

5) Ekonomi : En düşük harcama ile en fazla korumayı sağlamak.


Santrallar ve enerji iletim-dağıtım şebekelerinde elektriksel arızalardan ayrı olarak mekanik arızalar için de röleler ve bildirim sistemleri kullanılabilir. Bunlara örnek olarak, transformatörlerde kullanılan “Buchholz : Buhholz” rölesi, buhar türbinli santrallarda buhar basınıcının tehlikeli sınırlara gelmemesi için kullanılan buhar basınç gösterge ve röle sistemleri, aşırı sıcaklıklar için kullanılan röleler vb. leri gösterilebilir.

Röleler çoğu zaman devre açıcı elemanlarla birlikte kullanılır. Örneğin, devre kesicilerle (disjonktörlerle) birlikte kullanılabilirler. Doğru akımla ve alternatif akımda çalışan röleler vardır. Röleler çalışma prensiblerine göre şu şekilde grulara ayrılabilirler :

Elektro-termik röleler.Elektro-mağnetik röleler.Elektro-dinamik röleler.Endüksiyon tipi röleler.Birleşik tip röleler (Termik –mağnetik röleler gibi).


Bağlanış şekillerine göre ise röleleri şu şekilde gruplandırmak mümkündür :

Primer röleler. Sekonder röleler Yardımcı akımlı röleler Diferansiyel tipli röleler

Hangi rölenin nerde kullanılacağı, arıza yaptığında bunların onarımlarının yapılabilmesi,

Ayarlamaları veya ayarlarının kontrolünün nasıl yapılacağının bilinmesi çok önemlidir.


PRİMER RÖLELER

Devreye doğrudan bağlanan röleye primer röle denir.

Primer röleler ucuz ve basit olmaları nedeniyle alçak gerilimde

yoğun olarak kullanılmalarına karşın, orta gerilimde sınırlı bir

şekilde, sadece aşırı akım rölesi olarak kullanılırlar.

35 kV’ a kadar olan fider devrelerinde, kesici sabit kontakları

üzerine yerleştirilen primer rölelerin açma mekanizmaları

mekanikidir.

Primer röleler ucuz olmalarına karşın aşağıdaki özellikleri

nedeniyle günümüzde yerlerini sekonder rölelere

bırakmaktadırlar.


Açma kumanda ve mekanizmalarının mekaniki olması

nedeniyle arızalanma olasılıkları daha fazla ve bakımları zordur. Bağlı olduğu devre, gerilimsiz bırakılmadan ayar, bakım ve

test gibi çalışmalar yapılamaz. Genel yapısı nedeniyle duyarlı bir koruma elamanı

olmadığından tam bir seçicilik yapılamaz.

Orta gerilimde kullanılan primer röleler genellikle

Elektromanyetik çalışma prensibine göre yapılmaktadırlar ve

dolayısıyla ani çalışmalıdırlar. Ancak açma mekanizmalarına

elektriki veya mekaniki bir zaman elemanı yerleştirmekle,

ters zamanlı röle şekline dönüştürülebilirler.


SEKONDER RÖLELER

Ölçü trafolarının sekonder devresine bağlanan rölelere sekonder

röleler denir. Alçak ve Orta gerilim devrelerinde kullanıldığı gibi

özellikle yüksek gerilim devrelerinde bu tip rölelerle koruma

yapılmaktadır.

Sekonder Rölelerin tesis maliyeti, primer rölelere göre çok daha

yüksektir. Ancak aşağıda belirtilen özellikleri nedeniyle sekonder

röleler daha çok kullanılırlar.


Açma kumandalarının elektriki olması nedeniyle korumanın

başarısızlığa uğrama olasılığı çok azdır. Röle bobinin beslediği büyüklük belirli oranda düşürüldüğünden,

bu röleler daha duyarlıdır. Devre gerilimli durumda iken röle üzerinde ayar, bakım ve test

gibi çalışmalar yapılabilir. Akım, gerilim, güç ve frekans gibi büyüklüklerle çalışabilirler. Yön elemanı olarak kullanılabilirler. Çeşitli çalışma prensiplerine göre yapılabilirler.


TERMİK RÖLELER :

Isı uzama katsayıları farklı iyi ayrı metalden yapılmış bu röleler, üzerlerinden geçen akımın oluşturduğu ısı ile çalışırlar, Bimetal üzerinden geçen akım, ayarlanan akımdan küçük olduğu durumda devre kapalıdır. Geçen akım ayarlanan akımdan büyük olursa bunun bunun oluşturduğu ısı bimetale etki ederek büker. Böylece devrenin açılması gerçekleştirilmiş olur. Şekil 1 de bir termik rölenin prensip şeması görülmektedir.Termik rölelerle yapılan devre açmalarında zaman çok önemlidir. Bimetalin ısınarak devreyi açması için geçecek zaman, devrede istenilmeyen olaylara neden oluyorsa, devreleri ani olarak açabilecek başka tip röleler kullanılması uygun olur. Termik rölelerde kontaklar açma sırasında oluşan arkdan dolayı aşınırlar. Bunların zaman zaman temizlenmesi ve iletkenliğinin sağlanması gerekir.


MAĞNETİK RÖLELER :

Bu tip rölelerde devre açma işleri bir elektro mıklantıs yardımı ile olur. Elektro- mağnetik rölelerin yapıları çok basittir. Çalışma prensipleri kontaktörlere benzemektedir. Primer, sekonder ve yardımcı akımlı rölelerde devre açmalar oldukça ani olarak yapılabildiği için kontakların aşınması önlenebilir. Kullanılmakta olan rölelerin birçoğu bu prensiple çalışmaktadır.

Elektro-termik ve elektro-mağnetik rölelerden ayrı olarak başka rölelerde de kullanılır. Bu rölelerin çalışma şekilleri aynı ölçü aletlerinin çalışma prensiplerine benzer.


AŞIRI GERİLEME KARŞI KORUMA

Aşırı gerilimin etkisinden orta ve yüksek gerilim devrelerindeki izalasyon maddelerini koruyabilmek için genel olarak üç koruma tertibinden faydalanilmaktadir.

Koruma TeliArk Boynuzu

Parafudr

1-KORUMA TELİ

İzolasyon maddelerini yıldırım darbe geriliminden korumak amacıyla yapılan bir koruma tertibidir. Özellikle 60 Kv un üstündeki enerji nakil hatlarında ve şalt sahalarında kullanılır. Koruma teli ile yapılan uygulamada esas olan, buluttaki elektrik yükü ile toprak arasındaki boşalma yolunu, sistem izolasyonuna zarar vermiyecek şekilde değiştirmektir.

Koruma telleri, çelik konstrüksiyon (pilon) direklerin üst kısmlarına bağlanarak hat boyunca devam eder, (Şekil-1). Her direkte veya birkaç direkte bir toprağa bağlanır.

Dolayısıyla enerji nakil hattına yıldırım düştüğünde, elektrik yükü koruma teli üzerinden toprağa aktarılarak hattın izolasyonu büyük oranda korunmuş olur.


Orta gerilim dağıtım hatlarında koruma teli kullanılması sakıncalıdır. Yıldırım darbe gerilimi sonucu elektrik yükünün boşalması anında, koruma teli toprak arasında oluşan gerilim düşümü, izolatörlerin yalıtım özelliklerinin bozulmasına neden olmaktadır.Koruma telleri, çelik iletkenlere takviye edilerek, direklerin tepe kuvvetlerinin artırılmasına yardımcı olurlar.


2-ARK BOYNUZU Aşırı gerilimin etkisinden izolasyon maddelerini koruyabilmek için,

izolasyon seviyesi düşük yapay bir devre oluşturmak yeterlidir. Ark boynuzu bu presnsipten faydalanılarak uygulanan çok basit bir koruma tertibidir.Ark boynuzunun yapısı, izolatör ve buşinglerin hat ve toprak taraflarına monte edilen uçları kıvrık madeni çubuklardan oluşur. (Şekil –2)Madeni çubuklar arsındaki boşluğa, ARK BOYNUZLARI ATLAMA ARALIĞI denir ve bu aradaki iolasyon seviyesi hava ile sağlanır.Ark boynuzu atlama aralığındaki izolasyon seviyesi, buşing veya izolatörün izolasyon seviyesinden daha düşüktür. Dolayısıyla aşırı gerilim oluşumundaki boşalma (atlama), ark boynuzları arasında başlayarak sistemin izolasyonu korunmuş olur.

Ark boynuzları arasındaki boşalma, hava ile sağlanan faz toprak izolasyonunun aşırı gerilim sonucu delinerek bir ark’ın oluşması şeklinde olur.


3-PARAFUDR

Parafudrla izolasyon maddelerini aşırı gerilimin etkisinden koruyabilmek için, ark boynuzu örneğinde olduğu gibi, izolasyon seviyesi düşük yapay bir devre oluşturmak prensibinden faydalanılır.

İşletmecilikte, faz toprak arasında arkı yaratan aşırı gerilim etkisini kaybettikten sonra, işletme gerilimi nedeniyle devam eden arkın kesilmesi önemlidir. Parafudr bu işlevi sağlayan bir koruma tertibi olması nedeniyle ana koruma elemanı olarak kullanılır.

Parafudrlar. Faz toprak arasında ger faza bir tane ve korunacak tesisata mümkün olduğu kadar yakın yerleştirilmelidir. Çeşitli yapı ve çalışma prensiblerine göre imal edilmelerine rağmen sistemimizde genel olarak VALF TİPİ PARAFUDRLAR kullanılmaktadir. Valf tipi parafudr TSE standartlarında, DEĞİŞKEN DİRENÇLİ YILDIRIMLIK olarakta belirtilmektedir.


a- VALF TİPİ PARAFUDRUN YAPISI

Bu tip parafudrun yapısı, belirli sayıda seri atlama aralıkları ve değişken direnç dilimlerinden oluşur. (Şekil-3)

Seri atlama aralıkları belirli sayıda yuvarlak madeni plakaların birbirinden yalıtılarak alt alta dizilmeleriyle meydana gelir ve aşağıdakii görevleri yaparlar.

1- Fazla toprak arasında, belirli bir izolasyond eğerini sağlamak.2- Boşalma sonunda arkın sönmesine yardımcı olmak.


Değişken direnç, belirli sayıda direnç dilimlerinden oluşur. Boşalma sonunda işletme gerilimi nedeniyle akan akımı sınırlar.

Direnç değeri gerilime göre değişen bir özelliğe sahiptir. Bu özellikte bir direnç belirli oranlarda silisyumkarbür, minel, alüminyum oksit ve su karışımı maddeler dilimler halinde preslenip pişirilerek gerçekleştirilebilir.

İşletme geriiliminde direnç değerinin çok yüksek olmasına rağmen aşırı gerilim söz konusu olduğunda düşer ve rahat bir boşalmanın oluşumunu sağlar. Boşalma anında gerilim düştükçe, direnç değeri tekrar yükselir.

Seri atlama aralıkları ile değişken direnç dilimleri birbirleriyle seri bağlanarak bir izolatör içine yerleştirilir. İzolatör içindeki hava alınırak yerine azot gazı doldurulur ve hava almama için iyi bir sızdırmazlık sağlanır.

b-ÇALIŞMASI

Parafudrun izolasyon seviyesini aşan bir gerilimde, değişken direncin değeri düşer ve aynı zamanda seri atlama aralıkları arasındaki izolasyon delinerek ark başlar. Boşalma anında aşırı gerilim değeri azaldıkça değşken direncin değeri yükselir ve akan akımı sınırlar. Bu nedenle birkaç mikro saniye sonunda seri atlama aralıkları arasındaki ark sönerek parafudr işlemini tamamlamış olur.forum.teknikvideo.com

c-ÖZELLİKLERİ

Değişken direncin değerindeki değişme, yanliz gerilime bağlı değildir. Kullanılan malzemenin ısı katyası negetif olduğundan ısındıkca değeri düşmektedir. Bu özellik, büyük boşalma akımlarında aşırı ısınma nedeniyle parafudr elemanlarının tahribine yada başka bir deyişle patlamasına sebeb olabilmektedir.Ayrıca parafudrun montajında toprak direncinin büyük olması parafudrun patlamasını sağlayan nedenlerden biridir. Durum böyle olunca topraklama direncinin bir Ohm civarında olması aranan bir özelliktir.


FİDER KORUMA

Türkçe karşılığı ENERJİ HATTI olan FEEDER, İngilizce bir kelimedir ve teknik terim olarak sistemimizde kullanılmaktadır.

Çıkış olarak ifade edilen fider, bir transformatör merkezi barasından bir veya birkaç müşterie enerji tasımaya yarayan hat veya kablo donanımıdır.

Orta gerilim devrelerinde fider koruma, bir transformatör sargısının beslediği barada birden fazla müşteri çıkışı olması halinde uygulanır amacı iki şekilde özetlenebilir.

A-Yalnızca arızalı olan fideri devre dışı bırakmak B-Beslediği güç transformatörünü korumak


FİDER AŞIRI AKIM KORUMA

Aşırı yüklenme ve fazlar arası kısa devre arızalarına karşı yapılan bir koruma tertibidir. Ayrıca topraklı devrelerde, faz-toprak arızalarında ana veya artçı koruma elamanı olarak kullanılır.

Örnek olarak Şekil-1 de, güç transformatöründen beslenen 15 kV bara çıkışındaki Fider- 1devresinde uygulanan aşırı akım koruma A.C. bağlantı devresi görülmektedir.Söz konusu fider üzerindeki akım transformatörlerinin sekonder polarite uçlarından akım röleleri beslenmektedir. Bu röleler, belirli bir çalışma akımına ayarlıdır. Herhangi bir fazdan röle çalışma akımının üstünde bir akım geçmesi halinde röle kontakları kapanır ve şu işlevleri gerçekleştirir.

1-Korna çalar 2-Kumanda panosu üzerinde “FİDER-1 AŞIRI AKIM” ışıklı sinyali çıkar 3-Fider-1 çıkış kesicisi açar. Topraklı devrelerde fider aşırı akım koruma, üç aşırı akım rölesiyle yapılabildiği

gibi, A ve C fazlarına konan iki aşırı akım rölesiyle de yapılabilmektedir. Ancak iki aşırı akım rölesiyle yapılan uygulamada, faz toprak kısa devre arızalarına karşı toprak rölesinin kullanılması gerekir. Aksi halde B fazı toprak arızasında devre korumasız kalmış olur.


İzole devrede oluşan bir faz toprak kısa devre arızasında, arıza noktasından toprağa önemli büyüklükte bir akım akmaz. Bu nedenle izole devrelerde fider aşırı akım koruma, aşırı yükleme ve fazlar arası kısa devre arılarına karşı kullanılır. Fazlar arası arızada, arıza akımı en az ikifazdan akacağı için, üç fazdan ikisinin aşırı akım rölesi konması, bu tip arızaların belirlenmesinde yeterli olur. Böylece izole devrede uygulanan fider aşırı akım korumada, bir röle ve bir akım transformatöründen tasarruf etmek imkanı doğar.


Enerji dağıtım sistemlerinde ülkemizde en yaygın olarak kullanılan besleme şekli dağıtım şebekesini bir ring yapısı oluşturarak kurmak ve bu ringi açık çalıştırarak radyal yapı ile istasyonları beslemektir. (Bkz. Şekil 1).


Açık ring çalışmada, koruma rölesi olarak aşırıakım röleleri kullanılmaktadır. Koruma sisteminin zaman kademelendirmesi sağlıklı koşullarda ringin açık çalışacak noktasının belirlenmesi sonrasında oluşturulur. Ancak bu dağıtım şeklinde hat üzerinde meydana gelen arızalar sonrasında ringin açık noktası değişir, ve bunun sonucunda da radyal besleme yapısı mevcut şeklinden yine radyal bir başka yapıya dönüşür. Bu durumda selektivite bozulmuş olur ve oluşan arızalarda arızaya en yakın röle yerine çok uzaktaki bir başka röle açabilir. Dolayısıyla bu durumdan arıza hiç ile ilgisi olmayan tüketiciler etkilenmiş olur. Halbuki doğru koruma röleleri kullanarak, kapalı ring çalışamayan sistemler kapalı ring olarak çalışabilirler. Bu sayede hem oluşan arızalarda sadece arızalı bölüm şebekeden izole edilir, hem de ringin kapalı olması sayesinde sistemde enerji kesintisi yaşanmamış olur Kapalı ring sitemlerde kullanılan en yaygın koruma röleleri yönlü aşırıakım röleleridir. Ancak yönlü aşırıakım röleleri radyal yapıdan gözlü yapıya geçildiğinde veya ring üzerindeki istasyon sayısı zaman kademelendirmesi yapamayacak boyuta gelindiğinde ilave birtakım özel ek teçhizatlara gereksinim duyarlar. Sonuç itibarıyla ortaya üç değişik çözüm çıkmaktadır. Yönlü aşırıakım röleleri, Hat diferansiyel röleleri ve Mesafe koruma röleleri. Aşağıda her hat diferansiyel röleleri kullanılarak oluşturulmuş bir ring besleme şeması yer almaktadır. (Bkz. Şekil 2)


2 HAT DİFERANSİYEL KORUMA RÖLELERİ

Hat diferansiyel röleleri adından da anlaşılacağı üzere diferansiyel akım prensibi kullanarak hattı koruyan sistemdir. (Şekil 3)


Arıza yokken sistemden i akımı akmakta ve giren akım ile çıkan akım birbirine eşit olduğu için I1+I2 sıfıra eşit olmaktadır. Ancak koruma bölgesinde yani CT1 ile CT2 arasında bir arıza meydana gelmesi durumunda I1+I2 sıfıra eşit olmayacak ve röleler karşılıklı olarak trip sinyali üreteceklerdir. Yukarıdaki şekil hat diferansiyel rölelerinin pilot kablo (bakır) kullanan modelleri için çizilmiş bir prensip şemasıdır. Günümüzde fiberoptik kablo kullanan hat diferansiyel röleleri sıklıkla kullanılmaktadır. (Bkz. Şekil 4)

.


Hat diferansiyel koruma dağıtım şebekeleri için en selektif ve en hızlı koruma sistemidir. Bu sayede yanlış açmalar önlenmiş olur. Yani arıza hangi bölgedeyse daima arızaya en yakın iki kesicinin açması sağlanmış olur. Ring kapalı çalıştığından hiçbir tüketicinin enerjisi kesilmemiş olur. Ayrıca arıza en hızlı şekilde izole edildiği için tüketiciler gerilim düşümü veya dalgalanmalarından en az şekilde etkilenirler. Bu sayede tüketicilerin temiz ve kaliteli enerji kullanım süreleri maksimize edilmiş olur.


Hat diferansiyel koruma rölelerinin tek dezavantajı bara arızalarına karşı selektif açma sağlayamamalarıdır. Dağıtım merkezlerinde barada oluşan bir kısadevre diferansiyel koruma rölelerinin koruma bölgesi dışında kalacağı için bara arızası bu röleler tarafından algılanmayacaktır. Ancak bu durumda hattın iki ucundaki rölelerin aşırıakım elemanları kullanılarak tüm ring hattı her iki uçtan açtırılarak sistem korunmaktadır. Burada bara arızası tüm ring hattı üzerindeki tüketicilerin enerjisiz kalmasına yol açmaktadır. Ancak metal clad hücrelerde bara arızası olma olasılığı neredeyse sıfıra yakındır. Metal Clad hücrelerde istatistiksel olarak arıza olma olasılığı fider başına yılda 0.001’dir, yani fider başına 1000 yılda 1 arıza demek. Ortalama 10 fideri olan bir istasyonda bu olasılık 100 yılda 1 arızaya tekabül eder. Bu nedenle metal clad hücreler kullanılan dağıtım tesislerinde genelde sadece hat diferansiyel röleleri yeterli olur ve bara arızaları için sistemin tüm ringi enerjisiz bırakma riski alınır. Ancak bu riski (bara arızası) almak istemeyen ama hat diferansiyel korumanın hızına da ihtiyaç duyulan tesislerde hat diferansiyel koruma rölelerine back-up olarak yönlü aşırıakım koruma röleleri kullanılabilir. Yani hem hat diferansiyel rölesi hem de yönlü aşırıakım koruma rölesi birlikte kullanılır. Ancak burada dikkat edilmesi gereken konu yönlü aşırıakım röleleri için bir takım blokaj düzenlerinin gerekebileceğidir. Eğer dağıtım istasyonu adedi yönlü koruma röleleri için zaman kademelendirmesi yapılabilmesine müsaade etmeyen durumlarda birazdan bahsedeceğimiz blokaj düzenleri kullanılır.


1.YÖNLÜ AŞIRIAKIM KORUMA RÖLELERİ VE YÖN KARŞILAŞTIRMALI BLOKAJ


Şekil 5’te yönlü aşırıakım koruma röleleri ile yön karşılaştırmalı blokaj düzeni kullanılması durumunda blokaj prensibini göstermektedir. Hat üzerindeki tüm rölelerin yönsüz koruma elemanları aynı zaman gecikmesi verilerek set edilir. Örneğin 300 ms. Burada ana mantık yönlü elemanlardan sadece yön bilgisi alınarak yönsüz koruma elemanlarını bloke etmektir. Bazı arıza durumlarını inceleyecek olursak:

1. İstasyon A ve İstasyon B arasındaki kabloda bir arıza meydana gelmesi durumu:

R1 ve R2 röleleri arızayı hatta doğru görecekler ve bu röleler diğer hiçbir röle tarafından bloke edilmeyeceklerdir. Ayrıca R2 rölesinin İstasyon B barasına bakan yön elemanı R3 rölesini, R3 rölesinin İstasyon B’ye bakan yön elemanı R4 rölesini, R4 rölesinin İstasyon C’ye bakan yön elemanı R5 rölesini, R5 rölesinin İstasyon C’ye bakan yön elemanı R6 rölesini bloke edecektir. Böylelikle de 300 ms. süre sonunda R1 ve R2 röleleri karşılıklı olarak trip sinyali üretecektir.


2. İstasyon B ve İstasyon C arasındaki kabloda bir arıza meydana gelmesi durumu:

R3 ve R4 röleleri arızayı hatta doğru görecekler ve bu röleler diğer röleler tarafından bloke edilmeyeceklerdir. Çünkü R2 rölesinin R3 rölesini bloke edebilmesi için arızayı hat yönünde görmesi gerekmektedir. Aynı şekilde R5 rölesinin de R4 rölesini bloke etmesi arızayı hat yönünde görmesi koşuluna bağlıdır. Dolayısıyla R2 rölesi de R5 rölesi de ters yönde arızalar görecekler ve karşılarında bulunan R1 ve R6 rölelerini bloke edeceklerdir. 300 ms. sonunda R3 ve R4 karşılıklı olarak açarak arızayı temizler.

3. İstasyon B’de çıkış fiderlerinden birinde arıza olması durumu:

Bu durumda arızalı fiderde bulunan aşırıakım kısadevre koruma rölesi R2 ve R3 rölelerini bloke edecektir. Aynı zamanda R2 ve R3 rölelerinin İstasyon B barasına bakan elemanları R1 ve R4 rölelerini bloke edecektir. Yine R4 ve R5’te arıza yönüne bakan elemanlar bir sonraki röleyi bloke edecektir.


Yani R4 R5’i, R5 R6’yı bloke edecektir. Bu sayede sadece arızalı fiderde bulunan rölenin açması sağlanmış olur. Ancak bu durumda arızalı fider kesicisinde bir kesici arızası meydana gelir fider kesicisi açamaz ise hat üzerindeki tüm röleler blokajlı olduklarından blokaj süresi sonunda tüm hattın kesicilerinin açması riski vardır. Bu durumun önüne geçmek için dağıtım merkezi çıkış fiderlerinde kullanılan rölelerde kesici arızası koruması bulunmalıdır. Bu sayede kesici arızası oluşursa blokaj sinyali sonrasında İstasyon B’deki giriş ve çıkış kesicilerine blokaj kalkmadan önce trip sinyali gönderilerek arızanın lokal olarak temizlenmesi sağlanmış olur.

4. İstasyon B’de bara arızası olması durumu: Bu durumda R2 ve R3 röleleri dışında 3 no.lu arıza senaryosunda blokajlanan rölelerin tamamı yine aynı şekilde bloklanacaklardır. 300 ms. sonra R2 ve R3 röleleri açarak bara arızasını lokal olarak temizlemiş olurlar. Yukarıdaki örneklerden görüldüğü gibi yön karşılaştırmalı blokaj düzenleri ring şebekelerinde arızanın temizlenme süresinin 300-500 ms. gibi süreler için tolere edilebilir olduğu durumlarda tek başlarına kullanılabilirler. Ancak arıza temizleme hızı şebeke stabilitesine etki etmekteyse (örneğin üretim tesisine sahip OSB’lerde söz konusu olabilir) ya da tüketicilerin üretimde kullandıkları makinelerin hassasiyeti bu sürelere tolerans göstermeyecek kadar hassas ise bu durumda hat diferansiyel koruma ile birlikte yön karşılaştırmalı blokaj düzeni birlikte kullanılabilir. Bu uygulamaya örnek olarak da İzmir Atatürk Organize Sanayi bölgesindeki (İAOSB) uygulamamızı verebiliriz. İAOSB’de henüz sistem devreye alınmamış olup üretim aşamasındadır. Nisan ayı içerisinde sistemin devreye alınması planlanmaktadır


MESAFE KORUMA RÖLELERİSon olarak ele alacağımız koruma sistemi ise mesafe koruma röleleri

kullanılarak oluşturulan sistem. Mesafe koruma röleleri özellikle dağıtım şebekelerinde özellikle 10 km ve üzeri hatlarda tercih edilmektedirler. Ayrıca kısa hatlarda çeşitli blokaj düzenekleri oluşturarak hızlı ve selektif açma yapılabildiğinden hat diferansiyel koruma ve yön karşılaştırmalı blokaj düzeninin birlikte kullanılması opsiyonuna alternatif olarak düşünülebilirler. Mesafe koruma algoritmaları diferansiyel koruma kadar olmasa bile, diferansiyel koruma algoritmasından sonra en hızlı çalışan algoritmadır. Bu nedenle hat diferansiyel koruma ile birlikte kullanılan yön karşılaştırmalı blokaj düzeni yerine kullanılmaktadırlar. Ekonomik olarak bakıldığında her iki sistemin de maliyeti birbirleriyle aşağı yukarı aynı seviyelerdedir. Bir sistemde iki röle kullanılarak donanım yedeği oluşturulmakta, diğer sistemde ise donanım yedeği olarak karşı istasyondaki röle kullanılmaktadır. Mesafe koruma röleleri içerisinde aynı zamanda ters zamanlı yönlü koruma elemanı da opsiyonel olarak yüksek dirençli toprak arızaları için kullanılabilir. Şekil 6’da sistemin prensip şeması gösterilmiştir. Kısaca çalışma prensibine bakacak olursak mesafe koruma, hattın sağlıklı çalışma koşullarındaki empedansı ile arıza durumundaki empedansın birbirinden farklı olması gerçeğine dayalı olarak çalışır. Bu nedenle empedans koruma olarak da adlandırılır. Mesafe koruma röleleri parametrelenirken hattın %85’i birinci bölge olarak ayarlanır ve bu bölgede görülen arızalar için gecikmesiz olarak açma uygulanır. Burada geri kalan %15’lik kısımdaki arızalar ikinci bölge olacağından 300-350 ms.’lik gecikme süresi sonrasında açma komutu üretecektir. Ancak kısa hatlarda çeşitli hızlandırma veya blokaj düzenekleri kullanıldığından böyle bir gecikme söz konusu değildir.


Özetlemek gerekirse uygun koruma röleleri ve sistemleri kullanıldığında her türlü şebeke konfigürasyonu için selektivite sağlamak mümkündür. Bu sayede dağıtım şebekelerinde hem gereksiz enerji kesintisinin önüne geçilmiş olur hem de arızalar en kısa sürelerde sistemden izole olur. Bu açıdan bakıldığında ilk yatırım maliyetleri yüksek olan koruma sistemleri kendi maliyetlerini çok kısa bir sürede geri ödemektedirler. Uzun vadede ise hem organize sanayi bölgelerindeki enerji tüketen fabrikalara, hem de ülke ekonomisine büyük katkı sağlamaktadırlar.

ANSI KODLARI AÇIKLAMALARI:

52 : Güç Kesicisi 50/51 : Fazlar için aşırıakım kısadevre koruması 50N/51N : Toprak için aşırıakım kısadevre koruması 46 : Faz dengesizliği koruması 79 : Tekrar kapama 49 : Aşırıyük koruması 87L : Hat diferansiyel koruması 21/21N : Mesafe koruma (faz ve toprak) 67N : Yönlü toprak arızası koruması 85 :Tele-koruma (blokaj düzenekleri)


BUCHHOLZ RÖLESİ: Trafoların zati arızasında (yani trafonun içerisindeki arıza veya anormal ısınmalarda ) çalışarak sinyal veya açtırma kumandası veren mekanik bir röledir. Buchholz rölesi, ana tankla rezerve tankını irtibatla yan boru üzerinde bulunmaktadır. Rölenin içerisinde cıva kontaklı iki adet şamandıra vardır. Üst şamandıranın kontak uçları sinyal devresine, alt şamandıranın kontak uçları ise açma devresine bağlanmıştır.


ÇALIŞMASI: Trafonun içerisinde meydana gelebilecek bir arıza sonucu çalışacağının belirtmiştik.Arızalar, bir sargıda sipir kısa devresi, sargılar arası kısa devre veya sargı ile tank arası olabildiği gibi, mağnetik devrede de olabilir.Eğer arıza küçük boyutta ise hafif gaz oluşumu olur ve bu gaz balonları rezerve tanka geçmeye çalışırlar.yavaş olan bu gaz akışı alttaki, yani açma devresine bağlı şamandıranın paletini hareket ettiremez ve rölenin üst tarafında birikmeye başlar.Yağ içinde yüzen alarm devresine ait üst şamandıra bu olay sonucu yavaş yavaş hareket ederek düşüş yapar ve kontakları bu hareket sonu kapanınca Buchholz alarmı alınır.forum.teknikvideo.com

Bu durumda trafo servis harici edilip gaz analizi yapılır.Gaz analizinde gazın rengine ve yanıcı olup olmadığına bakılır.Gazın rengi beyaz ise kağıt izolasyonunda bir bozulma, siyah ve gri ise yağ bozulmasını ifade eder.Bu durunda rölenin üst musluğundan alınan gazın yanıp yanmadığına bakılır.Gaz yanıcı değilse röleyi yağ içerisindeki havanın çalıştırdığı anlaşılır.Yağ alınır, trafo servise sokulur.Büyük ve önemli arızalarda meydana gelen gaz miktarı çok fazladır.Bu nedenle, trafo tankından rezerve tankına yağ ve gaz geçişi çok kuvvetlidir.Bu nedenle hem üst hem de alt şamandıra çalışıp kontaklarını kapatırlar.Alt şamandıranın çalışması trafoya ait giriş ve çıkış kestiricilerini açtırıp trafoyu servis harici eder.Bundan sonra trafoya ait testler yapılmadan trafo servise alınmaz


GAZ TAZYİK RÖLESİ

Bazı güç trafolarında trafo tankı tamamen yağ ile dolu olmayıp rezerve tankında bulunmamaktadır.Bu tip trafolarda sargılar ve nüve yağ içinde kalacak seviyede yağ ile dolu olup yağın üst yüzeyi ile tank kapağı arasında kalan boşluk AZOT gazı ile doldurulmuştur.Trafo üzerine yerleştirilecek basınç rölesi ile trafo içerisinde meydana gelebilecek arızalardan trafo korunur.

Ancak ani basınç değişmelerinde çalışır. Sıcaklık değişimlerinde oluşan hafif genleşmelerden etkilenmemesi için röle içerisindeki baypas kanalıyla basınç eşitlenmesi yapılır. Gaz tazyik rölesi kademe buchholz’u ile karıştırılmamalıdır. forum.teknikvideo.com

GÜNÜN SÖZÜ

“Sorunlarınıza üzülmek yerine sahip olduklarınıza şükredin.”

“Sorunlarınıza üzülmek yerine sahip olduklarınıza şükredin.”

Dale CARNEGİE


GÜNÜN SÖZÜ

Bill GATES

“Firmamızın sahip olduğu bir tek varlık bulunmaktadır; insan düş gücü.”


GÜNÜN SÖZÜGÜNÜN SÖZÜGÜNÜN SÖZÜ

“Uçmayan kuş kolay vurulur.”“Uçmayan kuş kolay vurulur.”

Benjamin FRANKLİNBenjamin FRANKLİNforum.teknikvideo.com

ders notları

Documents