Teknisyenler.Net

Wednesday
Sep 08th
Text size
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size
Anasayfa Dökümanlar Güç Sistemleri

Güç Sistemleri

Elektrik Enerjisi Dağıtım Sistemlerinde Enerji Kalitesi Yükseltilebilir, Kayıp ve Kaçaklar Azaltılab

Elektrik Enerjisi Dağıtım Sistemlerinde Enerji Kalitesi Yükseltilebilir, Kayıp ve Kaçaklar Azaltılab

"Enerji Kalitesi" ve "Enerji Kalitesi Düzeltilebilir mi ?" konulu yazılarımızda Ülkemiz genelindeki enerji kalitesi düzensizliklerinden bahsetmiş buna bağlı olarak görevlilerin imkanları nisbetinde bu konu üzerinde çalışmalar yapacaklarından emin oluğumuzu belirtmiştik.

Enerji kalitesine bağlı olarak "Üretim , İletim ve Dağıtım" kuruluşların etkinliklerini bunların yatırım olanaklarını dolayısı ile Ülkemiz bütçesini etkileyen kayıp ve kaçakların üzerinde önemle düşünülmesi ve acil cözümler üretilmesi gerekmektedir.

Giderek ithal yakıtlara ağırlık verilerek gelişen elektrik enerjisi üretim yatırımlarımız da yıllık milyar dolarlarla konuşulan kayıp ve kaçak elektrik enerji açıklarının bütçelere kazandırılması ile enerji kalitesinin düzeltilmesi ve üretimin ekonomik yöntemlerle arttırılması için gerekli iç kaynağın yaratılmasına hiç şüphesiz ki büyük olanaklar sağlayacaktır.

Konut, işyeri ve endüstri tesislerinde, enerji tasarrufu için alınabilecek önlemleri yine bir önceki yazımızda kısaca açıklamıştık.

 Kayıp-kacak elektrik enerjisi oranlarının ülkemiz genelinde ortalama %26 olduğu hesaplanmaktadır. Bu, takriben üretilen enerjinin dörtte birinin tüketilemediği, dolayısı ile esasen verimsiz kullanılan (Çevrim santrallarında max. %52) ithal yakıtların daha da yüksek maliyetlerle enerji üretimine katıldığını göstermektedir.

Kayıp- kaçakların önlenmesi dolayısı ile enerji kalitesinin yükseltilmesi mümkün değil mi ? Niçin mümkün olmasın ?

Kayseri ve Civarı Elektrik T.A.Ş. ile İnegöl Organize Sanayi Bölgesi bunun en güzel örnekleri. Kayseri ve Civarı Elektrik T.A.Ş.' inde ortalama kayıp kacak oranı % 8,79, İnegöl Organize Sanayi Bölgesi'nde ise %2.

Büyüklükleri ve yapıları dikkate alındığında Kayseri ile Organize Sanayi Bölgesi'ni mukayese etmek mümkün değil, ancak bir örnek olarak sunulması uygun olacaktır.

Şimdi birlikte Kayseri örneğini inceleyelim:

Müşteri memnuniyetini ilke edindiklerini belirten Genel Müdür Taner Yıldız aşağıdaki bilgileri bize yerinde göstererek iletti.

Kayseri ve Civarı Elektrik T.A.Ş., 11 Ekim 1926 tarihinde Bakanlar Kurulu Kararnamesiyle İmtiyazlı Şirket olarak kurulmuş, 2705 sayılı yasaya istinaden 1982'de görevini Türkiye Elektrik Kurumuna (TEK) devretmiştir. 3906 sayılı yasayla TEK dışındaki kuruluşlara da elektrik üretimi, iletimi, dağıtımı ve ticareti yapma imkanı tanındığından Şirket 01.03.1990 tarihinden itibaren "Görevli Şirket" statüsüyle yeniden faaliyete başlamıştır.

3096 sayılı yasa kapsamında özelleştirmenin ilk örneği olan şirket, çalışmaları ile İlgili kuruluşlar tarafından takdir edilmektedir. Kamu ağırlıklı sermaye yapısıyla, kamu yararını gözeten yönetim anlayışıyla ve çağdaş işletmecilik ilkeleri ışığında müşteri memnuniyetini hedef alan yönetim anlayışı bulunmaktadır.

Şirket görev bölgesi TEAŞ'a ait 14 trafo merkezi ve 2 Hidroelektrik santralından beslenmektedir. Bölge'deki trafo kurulu gücü Şirket ve 3 şahıslar toplamı 2001 yılı sonu itibariyle 1.106 MVA'dır. Yine 2001 yılı sonu itibariyle toplam alınan enerji miktarı 1.490.000.000. kWh. aktif, 387.000.000 kWh reaktif'dir. Ortalama reaktif oranı % 26'dır.

Toplam satışı ise 1.370.000.000. kWh'tır. Bu satış içerisinde bedelsiz enerji miktarı yaklaşık 50.000.000 kWh, kayıp enerji miktarı 120.000.000 kWh'dır. Oranı ise % 8.79, bedelsiz oranı ise % 3,80 dir. Dağıtım sisteminin Ülkemiz genelindeki kayıp-kaçak oranı % 22'dir. Sanayide kullanılan enerji miktarı toplam satışımızın % 54,62'sini, Meskenler % 24,78'ini Ticarethane Resmi Daireler % 8,45'ini Tarımsal Sulama % 3,06'sını İçme Suları % 3, Bedelsiz tüketimimiz % 3,64 Diğerleri ise % 2,45'tir.

Toplam abone sayısı 419.000'dir. Kişi başına düşen elektrik tüketimi ise 1311 kWh'dır. Gerçekleşen tahsilat oranı % 98,5'dir. Şehir merkezini ve çevre yerleşim birimlerini besleyen 31,5/15 kV indirici trafo merkezleri 1994 yılında SCADA ( Uzaktan İzleme Kontrol ve Kumanda ) sistemine dahil edilmiş, bu sistemle komple enerji kesintilerinde 7 dakika gibi bir sürede yeniden enerji verilmesi gerçekleştirilmektedir.

Scada sistemine 1997 ve 1999 yıllarında yeni ilaveler yapılarak 15/0,4 kV'luk önemli dağıtım merkezlerinde bu sistem aracılığı ile işletmesi sağlanmıştır. Scada sistemi Türkiye'de elektrik dağıtımında ilk defa Kayseri'de gerçekleştirilmiştir. Şirket toplam 675 personelle görev yapmaktadır.

Elektrik enerjisi tüketimi açısından aynı büyüklükte olan dört ili ve çevresini mukayese ettiğimizde karşımıza çıkan tablo da gerçeği ortaya koymaktadır.

 Balıkesir EDMİçel EDMSamsun EDMKayseri ve Civarı Elektrik T.A.Ş
Satın Alınan Enerji kWh1.589.061.7161.417.9514151.319.727.5991.489.439.523
Abone Sayısı Adet538.551592.216457.142404.425
Kayıp- Kaçak Oranı %15,5734,6819,278,80

Personel sayısı
487690755732
Tahsilat Oranı %   98,5

 

Kayseri ve Civarı Elektrik A.Ş. nin bunları nasıl gerçekleştirdiğini görmek için tesis ettikleri Scada ve Master Proje- Coğrafi Bilgi sistemlerine bir göz atalım.

SCADA Sistemi

Elektrik dağıtım hizmetlerinde uzaktan izleme, kontrol ve kumanda sistemi (SCADA) Türkiye'de ilk kez Kayseri ve Civarı Elektrik A.Ş. öncülüğünde 1994 yılında gerçekleştirilmiştir.İlk aşamada Kayseri İl merkezi ve yakın çevresinin enerji ihtiyacını karşılayan 12 adet 31,5/15 kV'luk indirici trafo merkezi SCADA sistemi kapsamına alınmış, sağladığı sayısız yararlar nedeniyle 1997 yılında 5 adet, 2000 yılında 3 adet daha önemli dağıtım ve trafo merkezleri sisteme dahil edilmiştir.

SCADA Sistemi kapsamına alınan tüm trafo merkezlerinden sürekli olarak bütün elektriki değerler, sistemde oluşan arızalar, trafoların tüm koruma sinyalleri ve merkezlerin güvenlikleri ile ilgili bilgiler alınmakta olup tüm fiderlerin açma ve kapama işlemleri uzaktan yapılmakta ve bu fiderlere ait teçhizat bilgileri kaydedilmiş bulunmaktadır.

Trafo merkezlerinden gelen tüm ihbarlar gün, saat dakika ve saniye bazında anında alınarak raporlama sistemine kaydedilmekte, enerji kesintilerinin sebep ve süreleri raporlanmakta ve gün boyunca her saat başı tüm fiderlerin akım, güç ve gerilim bilgileri alınmaktadır.

Şirket' in merkez binasında bulunan SCADA ana kumanda merkezinde, ana ve yardımcı bilgisayar sistemi, PLC panosu ve kesintisiz güç kaynağı, alt istasyonlarda ise PLC panoları ile akü-redresör grubu bulunmaktadır. Alt istasyonların şalt cihazlarından alınan bilgiler PLC panosuna iletilmekte burada bulunan Simatic S5 ve S7 mikro işlemcil üniteler ve transdüserlerle algılanarak data hatları ile ana kumanda merkezine iletilen bilgiler buradan WCC yazılım sistemi ile bilgisayarlara aktarılmaktadır. Data haberleşmeleri 30 km uzaklıktaki bir merkezde telsiz sistemi ile diğer merkezlerde ise PTT data hatları ile gerçekleştirilmektedir.

SCADA'ya bağlı olan Dağıtım merkezleri

Master Proje ve Coğrafi Bilgi Sistemi:

Master Plan:

Kayseri ili Kent Merkezi mücavir alan sınırları içerisindeki ve buna ilave olarak Hacılar, Talas İlçeleri ile Erkilet, Gesi, Mimarsinan Kasabalarını kapsayan yerleşim bölgelerindeki Elektrik Dağıtım şebekesini kapsamaktadır. Elektrik Dağıtım şebekesinin sorunlarına çözüm getirmek, gelecekteki gelişmeleri planlamak, ekonomik kolay işletilebilir ve gelişmeye açık bir sistem meydana getirmek genel prensip olarak hedeflenmiştir.. Master planlamada OG/OG merkezlerinin OG çıkışından itibaren OG/AG trafoların AG çıkışına kadar olan sistem dahil edilmiştir. Bunu gerçekleştirmek için mevcut sistem bilgileri derlenmiş tüm YG/OG, OG/OG ve OG/AG merkezleri gezilerek tek hat şemaları çıkarılmış kullanılan teçhizatların karakteristikleri belirlenmiştir. Ayrıca kent merkezi ve civarında tüm OG/AG şebekeleri tespit edilerek 1/1000 ölçekli imar paftalarına işlenerek bilgisayar ortamına aktarılmıştır.

Yine proje kapsamındaki tüm OG/AG dağıtım trafolarının yük ölçümleri yapılarak mevcut sistem yükleri belirlenmiştir.

Dağıtım şebekelerinin hızla büyümesi ve çalışılması gereken bilgilerin artması sonucu bilgilerin bilgisayar ortamında saklanması ve kullanılması zorunlu hale gelmiştir. CBS ile kağıt üzerinde ulaşılması zor olan şebeke planları tek hat şemaları ve teçhizat bilgileri imar planları ile birleştirilerek bilgisayar ortamına aktarılmıştır. Proje alanını kapsayan yaklaşık 800 adet 1/1000 ölçekli imar planları digitaizer cihazıyla sayısallaştırılarak bilgisayar ortamına aktarılmış ve bu paftalar üzerinde coğrafi olarak şebeke bilgileri işlenmiştir. Her bir bilgi alanı için çeşitli veritabanı kısımları açılıp bunlara gerekli bilgiler girilmiştir.

 

Elde edilen verilerin bilgisayar ortamına aktarılmasında Mapİnfo programı kullanılmıştır.

Mapinfo ortamında elde edilen veriler PRAO ( Bilgisayar Destekli Elektrik Şebekesi Analiz Programı yazılım paketi ) programına aktarılmıştır. Bu program Fransız Elektrik Kurumu EDF tarafından dağıtım şebekelerinin planlama ve işletilmesinin en uygun şekilde yapılması amacı ile geliştirilmiştir. Bu program sayesinde Gerilim düşümü hesapları, üç fazlı kısa devre gücü hesapları, joule ve demir kayıplarının hesapları gibi sistemin verimli çalışmasına yönelik hesaplamalar yapılmaktadır.

 

PRAO Programından bir görünüş

İmarsız alanlarda veri aktarımını doğru olarak sağlamak amacı ile Türkiye'de ilk defa Şirket tarafından GPS sistemi elektrik dağıtımı etüd, projelendirme ve veri toplama işlerinde kullanılmıştır.

Kaynak : Tahsin Yüksel Armağan ( Elektrik Yük. Mühendisi )

 

Güç Sistemlerinde Harmonikler, Etkileri ve Çözüm Yöntemleri

Güç Sistemlerinde Harmonikler, Etkileri ve Çözüm Yöntemleri

Bütün teknolojik alanlarda oldugu gibi güç elektronigi alanında yasanan gelismeler; anahtarlamalı güç kaynakları, ark ve pota ocakları, motor sürücüleri, AA/DA dönüstürücüler ve çevirgeçler gibi dogrusal olmayan yüklerin kullanımını artırmıstır. Bu yüklerin kullanımındaki artıs, iletim ve dagıtım sistemlerinde güç kalitesinde büyük ölçüde bozulmalara neden olmustur. Dogrusal olmayan yüklerin kullanımındaki artısa paralel, enerji kalitesine duyarlı hassas yüklerin kullanımı da oldukça artmıstır ve artmaya devam etmektedir. Bu sebeple, akım harmonikleri ve akım harmoniklerinden kaynaklı gerilim harmonikleri bugün birçok ülkede ciddi bir problem haline gelmistir.

Harmoniklerin güç sistemlerinde yarattıkları baslıca olumsuz etkiler sunlardır:
1-Kayıpların artması
2-Motorlarda, jeneratörlerde ve trafolarda asırı ısınma
3-Ölçüm ve koruma sistemlerinin hatalı çalısması
4-Elektrik cihazlarının ömrünün azalması
5-Paralel ve seri rezonans problemlerinin artması

Güç sistemlerinde harmoniklerden kaynaklı olumsuz etkiler çogunlukla tespit edilememekte ve bunun sonucu olarak güç kalitesindeki bozulma da giderek artmaktadır. Güç sistemlerinde akım harmoniklerinin bastırılması amacıyla filtreler kullanılmaktadır. Filtreler yapıları itibariyle pasif ve aktif harmonik filtreler olarak iki ana baslıkta sınıflandırılmaktadır. Pasif harmonik filtreler; kondansatör (C), reaktör (L) ve dirençten (R) olusmaktadırlar (Sekil.1).

 

Sekil.1. Degisik pasif filtre devreleri

Pasif harmonik filtreler ekonomik bir çözüm olmakla birlikte, çok yer kaplamaları, sabit bir kompanzasyon imkanı sunmaları, performanslarının sebeke parametrelerine baglı olması ve en önemlisi sebeke ve/veya yük ile rezonans devreleri olusturmaları en belirgin dezavantajlarıdır. Özellikle ülkemizde reaktif güç kompanzasyonu amacıyla tesis edilen sönt baglı yalın kondansatörler rezonans olaylarını (akım ve gerilim harmoniklerinin amplifikasyonu) artırmakta, ve güç kalitesini bozucu etki yaratmaktadırlar.

Güç kalitesindeki bozulmanın giderek artması ve pasif filtrelerin bu olumsuz yönleri harmoniklerden kaynaklı problemlerin giderilmesinde aktif çözümlere olan ilgiyi artırmıstır. Aktif harmonik filtrelerinin (diger bir deyisle aktif güç filtrelerinin) akım ve gerilim harmoniklerinin süzülmesi ve reaktif güç kompanzasyonu amacıyla kullanımı giderek artmaktadır.

Aktif güç filtreleri;

Akım ve gerilim harmoniklerinin süzülmesi
Şebeke ile yük arasında harmonik izolasyonun sağlanması
Reaktif güç kompanzasyonu
Nötr akımlarının kompanzasyonu
Gerilim regülasyonu
Fliker kompanzasyonu
Rezonansların bastırılması

gibi güç kalitesini artıracak uygulamalara imkan salamaktadırlar.

Aktif güç filtreleri devre yapılarına göre akım veya gerilim kaynaklı, sisteme balantı şekillerine göre ise seri veya paralel filtreler olarak sınıflandırılmaktadırlar(şekil 2)

 

Sekil.2. (a) Akım kaynaklı paralel baglı aktif güç filtresi (b) Gerilim kaynaklı seri baglı aktif güç filtresi

Paralel aktif güç filtreleri çogunlukla akım harmoniklerinin süzülmesi ve reaktif güç kompanzasyonu amacıyla; seri aktif güç filtreleri ise çogunlukla gerilim harmoniklerinin süzülmesi, gerilim regülasyonu ve harmonik izolasyon amacıyla kullanılmaktadırlar. Aktif güç filtrelerinin çalısma prensibi, örneklenen yük akım ve/veya gerilim dalga sekillerinden bir takım kontrol teknikleriyle üretilen referans akım ve/veya gerilim dalga sekillerinin kontrollu yarıiletken güç anahtarları yardımıyla üretilmesi ve sebekeye iletilmesine dayanmaktadır. Sekil.3'te 6 darbeli bir dogrultucunun yük akımı, bu akımdan üretilen aktif güç filtresinin referans akımı ve sebekeye basılan toplam akım gösterilmektedir. Sekil.3'ten görüldügü üzere aktif güç filtresi dogrusal olmayan 6 darbeli bir dogrultucu yükünün sebekeye bastıgı akım harmoniklerini neredeyse tamamen süzmektedir. Böylece sebekeye akım harmonigi basılmamakta, gerilim dalga seklinin bozulması engellenmekte ve sonuç olarak ortak baglantı noktasına (PCC) baglanacak diger yüklerin bu harmoniklerden etkilenmesinin önüne geçilmis olmaktadır. Aktif güç filtresinin yukarıda sıralanan yeteneklerinin yanı sıra diger bir önemli özelligi ise performansının sistem parametrelerinden (sebeke empedansı gibi) neredeyse bagımsız olmasıdır.

Aktif güç filtrelerinin ilk yatırım maliyetleri pasif filtrelere göre oldukça fazladır. Bu sebeple aktif ve pasif harmonik filtreler beraber kullanılarak hem bu filtrelerin yetenekleri birlestirilmekte hem de ilk yatırım maliyetleri düsürülebilmektedir. Bu tip sistemler hibrid (melez) harmonik filtreler olarak adlandırılmaktadır (Sekil.4).

 

Sekil.3. Yük akımı, aktif filtre akımı ve toplam sebeke akımı

 

Sekil.4. Seri aktif güç filtresi ve paralel pasif filtreden olusan hibrid filtre sistemi

Sonuç olarak, iletim ve dagıtım sistemlerinde akım ve gerilim harmoniklerinden kaynaklı problemler her geçen gün daha bir önem kazanmaktadır. Bu problemlerin çözümünde kullanılan pasif filtreler ekonomik olmaklabirlikte performanslarının sebeke parametrelerine baglı olması ve rezonans olaylarına neden olmaları en belirgin dezavantajlarıdır. Diger bir çözüm yöntemi olan aktif güç filtreleri ise güç kalitesinin iyilestirilmesi konusunda oldukça fazla imkan sunmaktadırlar. Günümüzde güç kalitesine duyarlı yüklerin kullanımının artması ve güç elektroniginde yasanan gelismeler aktif çözüm yöntemlerine olan ilgiyi artırmıs ve aktif güç filtrelerinin son ürün olarak kullanıma hazır hale gelmesini saglamıstır. Güç kalitesini iyilestirme uygulamalarından birisi olan reaktif güç kompanzasyonu uygulamalarında mümkün oldukça yalın kondansatör sistemlerinden kaçınılmalı, reaktif güç kompanzasyonu ve harmonik filtre sistemleri bir arada düsünülmeli, ve pasif filtrelerin yetersiz oldugu durumlarda ise aktif güç filtreleri kullanılmalıdır.

Kaynak : EMO Ankara Şubesi Haber Bülteni
Yazar : Alper TERCİYANLI

Y.G. Sistemlerinde Yıldız Noktası Topraklaması

Y.G. Sistemlerinde Yıldız Noktası Topraklaması

Özellikle 154 kV veya 35 kV Y.G.' den enerji alan ve kendisine ait bir Y.G. dağıtım tesisatı bulunan sanayi tesislerinde, yıldız noktasının toprağa göre durumu önemli bir konudur.

Yıldız noktası için dağıtım sistemlerinde dört çözüm kullanılmaktadır:

  • Yıldız noktası yalıtılmış şebekeler.
  • Toprak teması kompanze edilmiş(dengelenmiş )şebekeler.
  • Yıldız noktası değeri düşük bir empedans (direnç) üzerinden topraklanmış şebekeler.
  • Toprak teması kompanze edilmiş ve geçici olarak yıldız noktası, değeri düşük bir empedans üzerinden topraklanmış şebekeler.

Yıldız noktası yalıtılmış şebekeler

 

İzole yıldız noktası kullanmak en kolay ve ekonomik yoldur. Çünkü ilave yatırım gerektirmez. (Hata akımı kompanzasyonu ve topraklama sistemi gibi...) Toprak hatası durumunda elektrik cihazları ve oluşan sistemlerin kontrolünün yedekleme (redundance) ihtiyacı yoktur. Paralel giden kontrol ve haberleşme kabloları ile etkileşim ihtimali düşüktür.

Ama yine de yalıtılmış yıldız noktası, sanayi tesislerindeki uygulamalarda, sadece küçük kapasitif toprak hata akımları (ICE) için geçerlidir.

Uygulama sınırlarının en önemlisi, toprak hatası arklarının bastırılması ile ilgilidir.

ICE < 10 A olan toprak hataları için, kablolu ve yalıtılmış yıldız uygulamalarına, ilave tedbirler almadan izin verilmesi tavsiye edilmez. Çünkü bu durumda ardışık toprak hataları tehlikesi vardır. Ardışık toprak hataları sisteme tehlikeli aşırı gerilimler sürerler ve başka hatalara neden olurlar. 10 A < ICE < 35 A aralığındaki kapasitif toprak hatalarında ise toprak hatası arkları çok daha durağandır ve kendi kendisini bastırabilmektedir.

ICE >= 35 A olduğunda ise arkı bastırma özelliği ve güvenli durum ortadan kalkar. Kablolu sistemlerde, arklar yüzünden yalıtım malzemesinin tahrip olmasına engel olmak için hata akımlarının (ICE < 35 A) 35 A' den büyük olmaması gereklidir. Bunu aşan değerlerde, iki ya da üç faz kısa devre ihtimali doğabilir. Bu nedenle de kapasitif toprak hata akımlarının ICE <= 20 A ile sınırlandırılması gereklidir.

Bu limitlerin aşıldığı kablolu dağıtım sistemlerinde, yalıtılmış yıldız uygulanacaksa çok hızlı çalışan hata yeri koruma cihazları, çok hassas geçici toprak arıza röleleri kullanılması gerekecektir.

2. Toprak teması kompanze edilmiş (dengelenmiş )şebekeler

 

Toprak teması kompanze edilmiş (dengelenmiş )şebekelerin yıldız noktası topraklaması, sanayi tesislerinde en çok kullanılan yöntemdir.

Bu yöntemde asıl amaç toprak hata akımı oluştuğunda beslemeyi kesmeden devrenin çalışmasına devam edebilmesidir. Bunun için kapasitif toprak hata akımı yıldız noktasına uygulanan bir bobin ile kompanze edilir. Geriye çok küçük bir artık akım kalır. Hata yerinden bu Ir artık akımı akar. Bu artık akım için şu eşitlik verilebilir:

 

CE : Kapasitif toprak hata akımı
IL : İndüktif bobin (reaktör) akımı
Irw : Etkin artık akım
Irv : Artık akımın harmonik bileşeni (v sırasındaki harmonik için)

v = 0 için ICE = IL yapıldığında, bir kablolu dağıtım sistemindeki artık akım için
Ir (v=0) = 0.08 x ICE eşitliliği kullanılabilir.
Yukarıda belirtilen hususlar göz önüne alınır ve ilgili şartlar sağlanırsa sanayi tesislerinde düşük empedanslı yıldız topraklaması uygulanabilir.

Bu yöntemde, yalıtılmış yıldız noktası yönteminin tersine, fasılalı toprak hataları oluşmaz.
Toprak hata arkının bastırılmasından sonra oluşan gerilim tekrar ark meydana gelmesine yol açmaz.
Kendi kendini bastıramayan toprak hata arkları için DIN VDE 0105 'de belirtilen uygun önlemler alınarak hata yeri bulunabilir.
Oldukça küçük toprak hata akımları meydana geleceğinden, hata yerini belirlemek için çok zaman kazanılmış olacaktır.

Bu sistemde, toprak hatasını belirlemek üzere yüksek hassasiyette transient hata röleleri tavsiye edilir.
Ayrıca, kesin hata yeri için dijital zamana bağımlı aşırı akım koruma cihazları kullanılmalıdır.
Bunun için toprak hata akımı ve artık gerilimin ölçülmesi için hassas transducer' ler gereklidir.

3. Yıldız noktası değeri düşük bir empedans (direnç) üzerinden topraklanmış şebekeler

 

Bu yöntemde amaç, tek fazlı toprak hatalarında faz kısa devrelerinde olduğu gibi beslemeyi selektif olarak kesmektir.

Bu yöntemle ilgili olarak aşağıdaki önlemlerin alınması gereklidir.

  • Toprak hata akımı yüzünden besleme kesileceği için prosesle ilgili yedek makine, yedek besleme veya yedek besleme hattı önlemleri alınmalıdır.

  • Her toprak hatası koruma cihazları tarafından izleneceğinden aşırı akım ve diferansiyel koruma için üç fazın da akım trafosu ile donatılması gerekecektir. Sabit zamanlı (I>) aşırı akım rölelerinde, hata akımı değerinin akım trafosu nominal değerini aşması gerekmektedir. Bu durumda min. hata akımı 300 A veya 400 A değerlerini geçmesi gereklidir.

Genel olarak yüksek dirençli toprak hataları akımın yükselmesine engel olduğu için sıfır akımla çalışan koruma cihazları tavsiye edilmektedir. Bunu sağlamak için kablo tipi akım trafoları gerekli olmaktadır.

Ayrıca düşük empedanslı yıldız toprağı olan sistemlerde, dijital aşırı akım röleleri ile akım trafosunun nominal akımının % 10' u seviyelerindeki akımlarla bile açma işlemi sağlanabilmektedir.

  • Dağıtım sistemindeki dijital koruma cihazlarını tam anlamıyla selektif kullanabilmek için simülasyon programı ile hesaplama yapmak gerekebilir.

  • Bu yöntemdeki akım değerleri diğerlerinden büyük olduğu için can güvenliği yönünden trafo ve tesislerdeki temas gerilimlerinin değerlendirilmesi de önem taşımaktadır.

  • Toprak hata akımlarının sınırlandırılması, bu yöntemde direnç ile sağlanmaktadır. ICE akımlarının hata akımı üzerindeki etkisi hayli azdır. Sınırlama reaktans ile yapıldığında bir fazlı toprak hata akımlarının ICE değerinden hayli büyük tutulması gerekir ki güvenli bir çalışma limiti üzerinde kalınabilsin.
    Sanayi tesislerindeki etkileşim, topraklama problemleri, yüksek gerilim motorlarının tahrip olması nedeniyle I"k(l)>>ICE şartını sağlamak da mümkün olmamaktadır.

  • Yıldız noktası direnç değeri t= 5 ... 10 s aralığındaki yüklenmeler için hesaplanmaktadır. Hesaplanan direnç değerinin bu süre içinde oluşan toprak hata akımı ısıl yüklerine dayanacak seviyede olması gereklidir.

  • Yüksek gerilim motorları kullanılan orta gerilim tesislerinde, düşük empedanslı yıldız topraklaması tercih edilmesi durumunda, bir fazlı toprak hata akımlarının 200 A' e sınırlandırılması önerilmektedir. Aksi halde yüksek gerilim motorlarında stator sargılarının yanması , rotor çekirdeğinin tahrip olması söz konusu olabilmektedir.

Ülkemizde YG/OG trafolarının nötr topraklama direnci uygulaması ile ilgili dengesiz beslemedeki röle koordinasyonu ve seçicilikte karşılaşılan olumsuzluklar nedeniyle bu konudaki ilgili kurumlarca ; toprak akımını sınırlamak amacıyla nötr topraklama direnç değerinin 1000 A (20 Ohm) 5sn. olması kararlaştırılmış olup uygulamalar bu şekilde yapılmaktadır.

Ancak bu durumda toprak hataları oluştuğunda potansiyel sürüklenmesi ve yüksek gerilim motorlarının tahrip olması riski vardır.Konunun ilgili kurum ve kuruluşlarca oluşturulacak bir çalışma grubunca incelenerek,en kısa zamanda çözüm önerileri getirilmesinin gerekli olduğunu düşünmekteyiz.

4. Toprak teması kompanze edilmiş ve geçici olarak yıldız noktası, değeri düşük bir empedans üzerinden topraklanmış şebekeler

 

Bu yöntem toprak teması kompanze edilmiş ( dengelenmiş )şebekeler ve yıldız noktası değeri düşük bir empedans ( direnç ) üzerinden topraklanmış şebekeler yöntemlerinin karmasıdır. Bir fazlı toprak hatası olduğunda önce rezonans devresi fonksiyonel olacaktır.

Toprak hatası akımları, kendi kendini bastıramayan arklar oluşturursa resimde görülen şalterin kapatılmasıyla düşük empedanslı yıldız modeline dönüştürülür ve otomatik açma gerçekleştirilir. Direncin devreye girişi manuel veya otomatik olabilir.

Kaynak : Levent Dirlik ( Elektrik Yük. Mühendisi )

Anketler

Sitemiz...
 

Kimler Sitede

Şu anda 2 konuk çevrimiçi