Kategori: Güç Sistemleri ve Yüksek Gerilim Tekniği

TRAFO KÖŞKLERİNDE TOPRAKLAMA NASIL YAPILIR?

Aralık 24, 2023 / / 1 Comment

Topraklama Nasıl Yapılır?

Trafo köşklerinde topraklama şalt tesislerinin önemli konularından biridir. Genel olarak tesislerin topraklama sistemini kurulurken dikkat edilmesi gereken bazı noktalar vardır. Bunlar toprak özgül direnci, toprak geçiş direnci ve toprak yayılma dirençlerinin doğru bir şekilde ölçülmesidir. Öncelikle tesis kurulmadan önce toprağın özgül direncinin ölçülmesi gerekir. Bu değer projelendirme aşamasında bilinmelidir çünkü elektrotlar yerleştirilirken ölçülecek değerle aynı olması gerekir. Daha sonra topraklama elektrotlarının (topraklayıcıların) toprağa çakılması gerekir. Şerit veya örgülü iletken, çubuk, profil, levha veya şerit elektrotlar kullanılabilir. En az iki adet veya daha fazla elektrot kullanılmalıdır. Topraklama elektrodu çakıldıktan sonra, topraklama kablosunun veya iletkenlerinin çekilmesi ve elektrotlarla bağlanması gerekir. Burada kullanılacak iletken tipi, elektrotun çeşidine bağlı olarak değişiklik gösterebilir. Bağlantı yapıldıktan sonra toprak altı bağlantılarda iletkenler arası veya elektrotla iletken arasındaki bağlantıların daha sağlıklı olması için termokaynak bağlantı yapılabilir. İletken çekildikten ve elektrotlarla bağlantı kurulduktan sonra bu rota üzerinde toprak direncini düşürücü malzemeler kullanılır. Daha sonra ölçüm için referans noktalarına ölçüm rögarları yerleştirilir.

Topraklama sistemi sahada kurulduktan sonra topraklama ölçümleri yapılır. Toprak gerilimi ve topraklama direnci ölçülür. Toprak direncinin 5 ohm’dan daha düşük bir değerde çıkması beklenir. Bu değer ne kadar düşürülebilirse o kadar verimli topraklama yapılır. Topraklama yapılırken cihaz ile referans toprak (topraklanan nesnenin elektrodundan oldukça uzak, en az 20 m uzakta) arasındaki direncin (toprak elektrodu geçiş direnci, yayılma direnci) olabildiğince küçük olmasını sağlamak gerekmektedir. Aynı şekilde işletme esnasında cihazların ve madeni aksamlarının aralarındaki potansiyel farkın meydana gelmemesi sağlamak gerekmektedir.

Kurulumu tamamlanmış olan bir topraklama tesisi, işletmeye alınmadan önce gözle muayene edilmeli ve ölçülmesi gerekir. Burada koruma potansiyel dengeleme iletkenlerinin (baraların) sürekliliklerinin kontrolü yapılmalıdır. İlk başta belirtildiği gibi toprak direnci ve özdirencinin tekrar ölçülmesi gerekir. Elektrik beslemesindeki koruma şalterinin otomatik açma kapama yapıp yapmadığının kontrolü yapılmalıdır.

Trafo Köşklerinde Topraklama Nasıl Yapılır?

Trafo köşklerinde topraklama en önemli konulardan biridir. Beton köşklerde (veya metal, prefabrik köşklerde) koruma ve işletme topraklaması birbirlerinden ayrı yapılır. Elektrik tesislerinde insanların temas geriliminden korunması için koruma topraklaması yapılır. Bunun için işletmenin akım devresinde yer almayan ancak bir arıza anında gerilim altında kalabilecek ekipmanlar bir iletken üzerinden topraklayıcıya bağlanır. İşletme topraklaması ise işletmenin akım devresine ait bir noktasının topraklanması işlemidir. Koruma topraklamasında trafo köşkü içerisindeki orta gerilim hücreleri, dağıtım transformatörü, alçak gerilim panosu, metal veya beton köşk ve kapıları da örgülü bakır iletkenler yardımıyla eş potansiyel dengeleme barasına bağlanır. Trafo köşkünün taban döşemesinin altında 30×3,5 mm’lik galvaniz topraklama şeridi tüm köşkün tabanını çevrelemiştir. Bu şeritten köşkün her odasına, odadaki ekipmanların gövdeleriyle irtibatlandırmak için bakır çubuklar çıkmaktadır.

Trafo Köşklerindeki Topraklama İletkenlerinin İrtibatlandırılması Bakır Çubuklar İle Yapılır.

Trafo köşkünün koruma topraklaması, sahada var olan trafo merkezinin bağlı olduğu eş potansiyel dengeleme barasını kullanabilir. Köşkün dört köşesinden yaklaşık 2 veya 3 metre uzaklığa 65x65x7 mm sıcak daldırma galvaniz topraklama kazığı çakılır ve köşkün tabanını çevreleyen, ekipmanların gövdelerinin irtibatlandırıldığı topraklama şeridi ile bağlanır. Bu bağlantı 30×3,5 mm’lik galvaniz şeritler ile yapılır. Böylece eş potansiyel dengeleme barası oluşturularak köşkün koruma topraklama sistemi tamamlanır. Köşkte işletme topraklaması ise dağıtım transformatörün yıldız noktasının direkt topraklanmasıyla yapılır. Yıldız noktası bir direnç üzerinden de topraklanabilir. Transformatörün yıldız noktası ile toprak arası bağlantı için alçak gerilim genelde 0,6/1 kV 1×150 mm2 sarı yeşil NYY kablo kullanılır. İşletme topraklaması için köşkten 30 metre uzakta 65x65x7 mm sıcak daldırma galvaniz topraklama kazığı toprağa çakılır ve transformatörün yıldız noktasından çıkan 1×150 mm2 NYY kablo bu kazığa bağlanır. Böylece köşkün işletme topraklanması da tamamlanmış olur. Sistemin koruma ve işletme topraklaması ayrı ayrı yapılmıştır. Örnek bir trafo köşkünün topraklama şeması aşağıdaki modelde gösterilmiştir.

Trafo Köşklerinin Topraklama Sistemi

Topraklama Neden Yapılır ve Önemi

Topraklama, elektrik tesisatlarında güvenliği sağlamak ve olası arızalarda insan hayatını korumak için yapılır. Topraklama ölçümü, sistemdeki topraklama direncinin uygun seviyede olduğunu belirlemek için yapılır ve bu işlem için genellikle meger ölçüm cihazı kullanılır. Meger topraklama ölçümü, elektrik tesisatlarının güvenliğini doğrulamak için en yaygın yöntemlerden biridir. Özellikle, doğalgaz topraklama ölçümü ve paratoner iletkeni gibi hassas sistemlerde düzenli ölçüm yapılması hayati öneme sahiptir.

Koruma topraklaması ve işletme topraklaması, elektrik tesisatlarında yaygın olarak kullanılan topraklama türlerindendir. Topraklama tesisatları, enerjinin doğru şekilde topraklanmasını sağlar ve bu sistemlerin düzenli topraklama kontrolü ile denetlenmesi gerekir. Topraklama belgesi veya EMO topraklama belgesi, bu kontrollerin uygun şekilde yapıldığını gösterir. Toprak direnci ölçümü, genellikle multimetre ile topraklama ölçümü veya daha gelişmiş cihazlarla yapılır. Bu ölçüm sırasında, sistemde kullanılan grafit elektrot, alüminyum elektrot, ve tungsten elektrot gibi elektrotların durumu önemlidir. Elektrot çeşitleri, toprağın özgül direncine ve tesisin ihtiyaçlarına göre seçilir. Örneğin, grafit elektrot fiyatları, dayanıklılık ve performansa bağlı olarak değişkenlik gösterir.

Topraklama işlemi sırasında kullanılan toprak kablo ve topraklama kabloları, elektrik enerjisinin güvenli bir şekilde toprağa iletilmesini sağlar. Ayrıca, toprak özgül direnci ölçümü, tesisatın bulunduğu bölgenin topraklama performansını değerlendirmek için kritik bir adımdır. Temel topraklama, binaların güvenli enerji bağlantısı için önem taşırken, elektrik tesisatı periyodik kontrol işlemleri bu güvenliği sürekli kılar. Sonuç olarak, topraklama hem tesisat güvenliği hem de insan sağlığını korumak için gereklidir. Topraklama ölçümü yapan firmalar, bu alandaki uzmanlıklarıyla güvenli sistemler oluşturulmasına katkıda bulunur. Düzenli topraklama ölçümleri ve kontrolleri, elektrik sistemlerinin sorunsuz çalışması için temel bir gerekliliktir.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

GENERATÖRLERİN KISA DEVRE AKIMINA ETKİSİ

Mart 5, 2023 / / 0 Comments

Generatörlerin Kısa Devre Akımına Etkisi

Güç şebekelerinde herhangi bir noktada meydana gelen kısa devre akımının hesaplanmasında endüktif yükler ve generatörler (üreteçler) önemli rol oynar. Özellikle senkron veya asenkron generatörlerin yapısı gereği endüvi reaksiyonu, uyarma alanı, stator ve rotorda meydana gelen kaçak reaktanslar kısa devre akımını etkiler. Bu neden generatörlerin üç tip kısa devre reaktansı vardır. Bunlar subtransient (başlangıç), transient (geçici) ve sürekli reaktans olarak isimlendirilir. Bu reaktanslar, kısa devre arıza akımı oluştuktan hemen sonraki ilk periyotta etkili olur ve başlangıçta kısa devre akım genliğinin, efektif değerinin yükselmesine neden olmaktadır. Bu konu generatöre yakın kısa devre ve generatöre uzak kısa devre olarak iki ana başlıkta incelenmektedir.

Generatöre Yakın Kısa Devre Analizi

Kısa devre arızası boyunca generatörün uyarma alanı, endüvi reaksiyonundan dolayı zayıflar ve generatörün gerilimi, arıza önceki değerine göre azalır. Bu da generatörün empedansının artması demektir (generatör gücünü sabit kaldığını düşünecek olursak). Empedansın artması kısa devre akımını düşürmesi anlamına gelir ki generatöre yakın kısa devre analizinde subtransient süresi generatörden uzak kısa devre arıza akımına göre daha çok daha kısadır. Darbe kısa devre akımı ve başlangıç kısa devre akımı bu nedenden dolayı hemen düşer ve kararlı hale gelir. Kısa devre akımı endüvi reaksiyonuna sebep olur generatörün uyarma alanını zayıflatır. Bu nedenle de generatörün ürettiği EMK’yı azaltır. Bu sürede kısa devre akımı bir süre daha kararsızdır, bu süreye transient (geçici) süre denir. Daha sonra ise kısa devre akımı kararlı bir hal alır. Özetle, aşağıdaki grafikte görüldüğü gibi generatörün bulunduğu bir hatta kısa devre olduğu zaman subtransient süresi çok kısa, transient süresi biraz daha uzun sürer ve arıza akımı kararlı bir hal alır.

Generatöre Yakın Kısa Devre Akımı Değişimi

Generatöre Uzak Kısa Devre Analizi

Kısa devre arızası generatörden uzak bir noktada meydana gelirse, generatör empedansının etkisi, şebeke empedansının etkisinin yanında çok düşük kalır, etkisini kaybeder. O zaman kısa devre akımının geçici hal süreleri değişir. Bu değişim aşağıdaki grafikteki gibi olur. Şekilden anlaşılacağı gibi, başlangıç kısa devre akımının değeri, sürekli kısa devre akımın değerine çok yakındır. Bunun nedeni ise, şebekenin empedansı generatör empedansından daha büyük olduğu için generatör uçlarında daha büyük bir EMK, dolayısıyla gerilim oluşur. Bu gerilim, yükleri bir süre daha besleyeceğinden kısa devre akımını küçültmüş olur. Dolayısıyla arıza oluştuktan sonraki ilk periyotta arıza akımı değişimi çok büyük olmaz.

Generatöre Uzak Kısa Devre Akımı Değişimi

Sonuç olarak, kısa devre analizi yaparken güç sisteminde bir generatörün olup olmadığı bilinmelidir. Çünkü eğer sistemde generatör varsa, arıza başladıktan sonraki ilk periyotta başlangıç kısa devre akımı ve darbe akımı daha yüksek çıkabilir. Bu değere göre koruma elemanlarının anahtarlama boyutlandırılması yapılması gerekmektedir.

Generatörlerin Kısa Devre Akımına Etkisi

Jeneratörlerin kısa devre akımına etkisi, jeneratörün türü, gücü ve tasarımına bağlı olarak değişir. Örneğin, kiralık mobil jeneratör kullanıldığında, kısa devre durumunda hızlı bir yanıt sağlanarak sistemin korunması hedeflenir. Kohler marin jeneratör, suyla çalışan sistemlerde güvenilir bir enerji kaynağı sağlarken, kısa devre akımını sınırlamak için özel tasarım özelliklerine sahiptir. Benzer şekilde, imc jeneratör ve vanguard jeneratörler, kısa devre akımı sırasında sistemin kararlılığını artırmak için modern teknolojilerle donatılmıştır. Silent jeneratör veya süper sessiz jeneratör gibi modeller, kısa devre durumunda düşük gürültü avantajıyla dikkat çekerken, 70 kVA Aksa jeneratör gibi yüksek kapasiteli jeneratörler, kısa devre akımını dengeleme yetenekleriyle endüstriyel alanlarda tercih edilir. Özellikle türbin jeneratör ve su türbini jeneratör gibi yenilikçi sistemler, suyla çalışan uygulamalarda kısa devre akımının kontrolü için optimize edilmiştir. Sistem tasarımında kullanılan jeneratörün gücü, örneğin 165 kW jeneratör veya 220 kVA jeneratör, kısa devre hesaplarında kritik bir faktördür. Bu tür jeneratörlerin doğru seçimi, kısa devre durumunda enerji sisteminin güvenliğini sağlar. Son olarak, kiralık jeneratör fiyatları ile ekonomik seçenekler, kısa süreli projelerde kısa devre yönetimi için pratik çözümler sunar.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

GÜÇ SİSTEMLERİNDE KISA DEVRE – ARIZA TİPLERİ VE FORMÜLLER

Mart 4, 2023 / / 0 Comments

Kısa Devre Formülleri

Kısa Devre Arıza Türleri

Güç sistemlerinde kısa devre formülleri konusunu inceleyecek olursak, kısa devre analizinde teoride dört çeşit kısa devre arıza tipi vardır. Bu arızalar kısa devre formülleri ile hesaplanmaktadır.

  • Üç faz kısa devre akımı
  • Faz-toprak kısa devre akımı
  • Faz-faz kısa devre akımı
  • Faz-faz-toprak kısa devre akımı

Bu dört tip kısa devre arıza akımlarından simetrik arızalar üç faz kısa devre arızasıdır. Diğer üç arıza akımı tipi asimetrik arıza akımlarıdır. Güç sistemlerinde arızaların çoğu (genelde %50’sinden fazla) faz-toprak kısa devre arızası olarak meydana gelmektedir. Kısa devre hesapları yapılırken transformatörlerin ana kademesinde olduğu, ark dirençlerinin hesaba katılmadığı, kısa devrenin olduğu noktada eşdeğer bir gerilim kaynağının olduğu ve kısa devre eşdeğer devrelerinde arıza üzerinde yer alan elemanların pozitif, negatif ve sıfır bileşen empedanslarının belirlenebildiği varsayılarak formüller oluşturulmuştur.

Kısa Devre Formülleri

Üç Faz Toprak Kısa Devre Arızası

Üç fazlı kısa devre arızası simetrik (dengeli) bir arızadır ve üç fazında birbirleriyle teması sonucu oluşur. Aşağıdaki şekilde arızanın genel görünümü verilmiştir. Zf ise arızanın toprak empedansını simgelemektedir ve sıfır olarak düşünülecektir. Bu tür arıza tipinde yıldız noktasının toprağa bir direnç üzerinden bağlı olması akımın büyüklüğünü değiştirmez.

Üç Faz Toprak Kısa Devre Arıza Durumu

Burada, arızanın meydana geldiği noktadan, ilerlediği hat boyunca tüm elektrik ekipmanlarının (transformatör, enerji iletim hatları, kablolar vb.) kısa devre empedansları hesaplanır ve sonrasında kısa devre eşdeğer devresi oluşturulur. Bu devre aslında simetrili bileşenlerde pozitif bileşen devresine denk gelmektedir. Arıza dengeli olduğu için, negatif ve sıfır bileşenler pozitif bileşen devresiyle temas kurmaz ve sadece pozitif bileşen devresinde işlem yapılır.

Örnek Bir Güç Sistemi

Yukarıda örnek, basit bir güç sistemi verilmiştir. Buna göre üç faz kısa devre eşdeğer devresi aşağıdaki gibi olacaktır.

Güç Sisteminin Kısa Devre Eşdeğer Devresi

Buradan arıza akımı aşağıdaki kısa devre formülü ile bulunur (ZF=0 düşünülmüştür).

    \[I'_k\;=\frac{\displaystyle\frac{c\;U_n}{\sqrt3}}{(Z_{QT}+Z_{TK}+Z_L)}\]

Faz-Toprak Kısa Devre Arızası

Faz-toprak kısa devresinde ise bir faz iletkeninin herhangi bir nedenden dolayı toprak irtibatlı bir nesneye teması sonucu oluşan bir arızadır. Toprak empedansını ihmal edecek olursak simetrili bileşen eşdeğer devresi aşağıdaki şekilde olacaktır.

Faz-Toprak Arızası Simetrili Bileşen Eşdeğer Devresi

Buradan a fazının pozitif, negatif ve sıfır bileşen kısa devre akımı aşağıdaki kısa devre formülleri ile bulunur.

    \[I_0=I_1=I_2=\frac{V_H}{(Z_0+Z_1+Z_2)}.\]

Simetrili bileşen matrisinden a fazının kısa devre akımı aşağıdaki formülle bulunur.

    \[I_a=\frac{3V_H}{(Z_0+Z_1+Z_2)}.\]

Faz-Faz Kısa Devre Arızası

Faz-faz kısa devre arızası, iki fazın birbirlerine teması sonucu olur ve gösterimi aşağıda verilmiştir.

Faz-Faz Kısa Devre Arıza Durumu

Bu arıza tipinde simetrili bileşen devre görünümü aşağıdaki gibi olacaktır (toprak empedansı ihmal edilmiştir).

Faz-Faz Kısa Devre Simetrili Bileşen Eşdeğer Devreleri

Burada simetrili bileşen devrelerinde kısa devre akımları aşağıdaki gibi olur.

    \[I_0=0.\]

    \[I_1=-I_2=\frac{V_H}{(Z_1+Z_2)}.\]

“b” ve “c” fazlarının birbirlerine temas ettiğini düşünecek olursa simetrili bileşen matrislerinden b ve c fazlarının kısa devre akımları aşağıdaki formülle hesaplanır.

    \[I_b=-I_c=\frac{j\sqrt3V_H}{(Z_1+Z_2)}.\]

Faz-Faz-Toprak Kısa Devre Arızası

Faz-faz-toprak kısa devre arızası, iki fazın birbirleriyle ve ekstra toprakla temaslı bir noktaya temas etmesinden meydana gelir. Arızanın görünümü aşağıdaki gibidir.

Faz-Faz-Toprak Kısa Devre Arıza Durumu

Bu arıza tipinin simetrili bileşen eş değer devresi aşağıdaki gibidir. Burada toprak empedansı ihmal edilmiştir.

Faz-Faz-Toprak Kısa Devre Simetrili Bileşen Eşdeğer Devresi

Burada simetrili bileşen devrelerinde kısa devre akımları akım bölme kuralına göre I1, I2 ve I0 bulunur. “a” ve “b” fazlarının birbirlerine ve toprakla temas ettiğini düşünecek olursa simetrili bileşen matrislerinden a ve b fazlarının kısa devre akımları aşağıdaki formülle hesaplanır.

    \[I_a=-I_b=j\sqrt3\frac{V_H\;(Z_0-a^2Z_1)}{Z_1(Z_1+2Z_0)}.\]

Bu tüm kısa devre analizlerinde eğer toprak kısa devre empedansını da eklemek istersek, bu değeri tüm simetrili bileşen devrelerinde göstermek gerekir. Devrelerde pozitif, negatif ve sıfır bileşen akımları hesaplanır. Sonrasında da simetrili bileşen matrisinden kısa devre faz akımları bulunur. Kısa devrenin olduğu noktada gerilimler düşer. Gerilimler de aynı şekilde simetrili matrisler yardımıyla önce simetrili bileşenler, sonrasında da faz gerilimleri simetrili bileşenler matrisi yardımıyla hesaplanır.

Kısa Devre Formülleri ve Kısa Devre Testi

Kısa devre formülleri konusunu inceleyecek olursak, kısa devre bir elektrik devresindeki iki nokta arasında dirençsiz veya çok düşük dirençli bir yol oluşmasıyla meydana gelir. Bu durum, kısa devre akımı olarak adlandırılan, normalden çok daha yüksek bir akımın oluşmasına neden olur ve devre elemanlarının zarar görmesine yol açabilir. Elektrik ve elektronik sistemlerde kısa devreyi önlemek veya oluştuğunda tespit etmek için çeşitli yöntemler ve ekipmanlar kullanılır. Kısa devre testi, devrede kısa devre olup olmadığını anlamak için multimetre ile yapılan yaygın bir yöntemdir. Özellikle kabloda kısa devre bulma veya elektronik devrede kısa devre bulma gibi uygulamalarda bu test oldukça önemlidir. Ayrıca, trafo kısa devre testi ve transformatör kısa devre testi, güç sistemlerindeki ekipmanların güvenli çalışmasını sağlamak için kritik testlerdir.

Faz toprak kısa devre, nötr toprak arası kısa devre ve toprak ve nötr kısa devre gibi arızalar, elektrik sistemlerinde yaygın görülen kısa devre türlerindendir. Bu durumlarda, doğru kısa devre hesapları yapılmalı ve diyot ile kısa devre koruması veya mosfet kısa devre koruma gibi yöntemler kullanılmalıdır. Elektronik devrelerde kısa devre koruması için genellikle diyot, mosfet ve kondansatör kısa devre önleme devreleri kullanılır. Ayrıca, şaseye kısa devre veya rezistans kısa devre gibi durumları tespit etmek için multimetre kısa devre testi yapılabilir. Grup kısa devre gibi daha karmaşık durumlar ise daha ileri düzey analiz gerektirir. Kısa devre örnekleri incelenerek, arızaların nasıl önlenebileceği ve giderileceği öğrenilebilir. Örneğin, nötr ile toprak kısa devre arızası genellikle yanlış bağlantılardan kaynaklanır ve dikkatlice kontrol edilmelidir. Böylece, sistemlerin güvenli ve uzun ömürlü çalışması sağlanabilir.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

GÜÇ SİSTEMLERİNDE KISA DEVRE – SİMETRİLİ BİLEŞENLER

Mart 4, 2023 / / 0 Comments

Simetrili Bileşenler

Teoride dört çeşit kısa devre arıza tipi vardır. Bunlar; üç faz, faz-toprak, faz-faz ve faz-faz-toprak kısa devre akımlarıdır. Bu dört tip kısa devre arıza akımlarından üç faz kısa devre olanı simetrik (dengeli) olup, diğerleri asimetrik (dengesiz) arızadır. Kısa devre arıza akımı hesabı yapılırken empedans metodu ve simetrili bileşenler metodu kullanılır. Üç fazlı alternatif akım güç sistemleri teoride dengeli olduğu kabul edilir. Aslında pratikte, gerçek uygulamalarda sistem genelde dengesizdir. Özellikle dengesiz sistemlerde kısa devre arıza akımını hesaplamak çok zor ve karışıktır. Hatta sistem büyük ise, işinden içinden çıkılmaz hal alır. Buna çare olmak adına simetrili bileşenler yöntemi dengesiz güç sistemlerinde kısa devre arıza akımını ve etkilerini hesaplamada kullanılır.

Simetrili Bileşenler

Üç fazlı sistemlerde simetrili bileşenler metodu uygulandığında üç adet bileşen devresi elde edilir. Bunlar; pozitif, negatif ve sıfır bileşen devreleridir. Eğer güç sistemi dengeli ise bu üç bileşen birbirlerinden bağımsızdır, aralarında elektriksel herhangi bir bağlantı bulunmaz. Ancak sistem dengesiz hale gelirse, bileşen devreleri arıza tipine göre birbirlerine bağlı duruma gelirler ve sistemin analizi daha kolay hale gelir.

Simetrili Bileşen Fazör Diyagramları

Fazörel olarak gösterimi kolaylaştırmak için bir a operatörü kullanılır.

    \[a=1\angle120^\circ\]

    \[a^2=1\angle240^\circ\]

Burada simetrili bileşen (1, 2, 0) fazör diyagramlarından yararlanılarak her bir fazın (a, b, c) akım ve gerilim matrisleri aşağıdaki şekilde oluşturulur. Burada a fazı referans olarak alınmıştır. V0, V1, V2 ve I0, I1, I2 parametreleri a fazının gerilim ve akım değerlerinin sırasıyla sıfır, pozitif ve negatif bileşenlerini ifade etmektedir.

Gerilim parametrelerinin simetrili bileşen cinsinden matris değerleri aşağıdaki gibidir.

    \[\begin{bmatrix}V_a\\V_b\\V_c\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}1&1&1\\1&a^2&a\\1&a&a^2\end{bmatrix}\begin{bmatrix}V_0\\V_1\\V_2\end{bmatrix}\\\\\]

    \[\begin{bmatrix}V_0\\V_1\\V_2\end{bmatrix}=\frac13\begin{bmatrix}1&1&1\\1&a&a^2\\1&a^2&a\end{bmatrix}\begin{bmatrix}V_a\\V_b\\V_c\end{bmatrix}\]

Akım parametrelerinin simetrili bileşen cinsinden matris değerleri aşağıdaki gibidir.

    \[\begin{bmatrix}I_a\\I_b\\I_c\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}1&1&1\\1&a^2&a\\1&a&a^2\end{bmatrix}\begin{bmatrix}I_0\\I_1\\I_2\end{bmatrix}\\\\\]

    \[\begin{bmatrix}I_0\\I_1\\I_2\end{bmatrix}=\frac13\begin{bmatrix}1&1&1\\1&a&a^2\\1&a^2&a\end{bmatrix}\begin{bmatrix}I_a\\I_b\\I_c\end{bmatrix}\]

Güç Sistemlerinde Kısa Devre Arıza Akımı ve Yük Akışı Analizi Hangi Programlarla Yapılır?

Günümüzde teknolojinin gelişmesiyle güç sistemleri artık manuel olarak yük akışı ve kısa devre analizi yapılmamaktadır. Bunun yerine birçok bilgisayar simülasyon yazılım programları kullanılmaktadır. Bu programlardan en çok kullanılanları ETAP, PSCAD ve MATLAB Simulink programlarıdır.

Kısa Devre

Kısa devre, bir elektrik devresindeki iki nokta arasında dirençsiz veya çok düşük dirençli bir yol oluşmasıyla meydana gelir. Bu durum, kısa devre akımı olarak adlandırılan, normalden çok daha yüksek bir akımın oluşmasına neden olur ve devre elemanlarının zarar görmesine yol açabilir. Elektrik ve elektronik sistemlerde kısa devreyi önlemek veya oluştuğunda tespit etmek için çeşitli yöntemler ve ekipmanlar kullanılır. Kısa devre testi, devrede kısa devre olup olmadığını anlamak için multimetre ile yapılan yaygın bir yöntemdir. Özellikle kabloda kısa devre bulma veya elektronik devrede kısa devre bulma gibi uygulamalarda bu test oldukça önemlidir. Ayrıca, trafo kısa devre testi ve transformatör kısa devre testi, güç sistemlerindeki ekipmanların güvenli çalışmasını sağlamak için kritik testlerdir.

Faz toprak kısa devre, nötr toprak arası kısa devre ve toprak ve nötr kısa devre gibi arızalar, elektrik sistemlerinde yaygın görülen kısa devre türlerindendir. Bu durumlarda, doğru kısa devre hesapları yapılmalı ve diyot ile kısa devre koruması veya mosfet kısa devre koruma gibi yöntemler kullanılmalıdır. Elektronik devrelerde kısa devre koruması için genellikle diyot, mosfet ve kondansatör kısa devre önleme devreleri kullanılır. Ayrıca, şaseye kısa devre veya rezistans kısa devre gibi durumları tespit etmek için multimetre kısa devre testi yapılabilir. Grup kısa devre gibi daha karmaşık durumlar ise daha ileri düzey analiz gerektirir. Kısa devre örnekleri incelenerek, arızaların nasıl önlenebileceği ve giderileceği öğrenilebilir. Örneğin, nötr ile toprak kısa devre arızası genellikle yanlış bağlantılardan kaynaklanır ve dikkatlice kontrol edilmelidir. Böylece, sistemlerin güvenli ve uzun ömürlü çalışması sağlanabilir.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

GÜÇ SİSTEMLERİNDE KISA DEVRE – KISA DEVRE AKIMI PARAMETRELERİ

Mart 4, 2023 / / 0 Comments

Güç Sistemlerinde Kısa Devre Parametreleri

Kısa devre analizi yapmak için kısa devre parametreleri belirlenmelidir. Bir güç sisteminde kısa devre akımı arızası olduğunda oluşan arıza akımının büyüklüğü zamana göre değişir ve sonra kararlı hale oturur. Önce bir “transient” denilen geçici durumu vardır, sonra ise akımın değeri sürekli sabit bir noktaya ulaşır. Arıza oluştuktan çok kısa bir süre sonra (bu süre ms mertebelerindedir) çok yüksek akımlar meydana gelir ve bu çok tehlikelidir. Bu yüzden güç sistemini meydana getiren tesis elemanlarının boyutlandırılmasında, şebekedeki tesis elemanlarının korunması konusunda bu değerlerin önceden hesaplanması ve buna göre koruma elemanlarının seçilmesi çok önemlidir. Şimdi bu parametrelerin neler olduğuna bir göz atalım.

Kısa Devre Parametreleri Nelerdir?

Subtransient (başlangıç) kısa devre akımı (I’’k) : Arıza olduktan sonra kısa devre akımının ilk periyottaki en büyük değeridir. Aşağıdaki formülle hesaplanır.

    \[I^{''}k=2\sqrt2\;I_k\]

Transient (geçiş) kısa devre akımı (I’k): Bu değer, arızada ilk başta oluşan subtransient (başlangıç) kısa devre akımıyla sürekli kısa devre akım değerinin arasındaki geçiş akımıdır. Kısa sürelidir. Sürenin uzunluğu, kısa devrenin generatöre yakın veya uzak kısa devre olması ile ilişkilidir.

Sürekli kısa devre akımı (Ik): Bu değer, artık kısa devre arıza akımının kalıcı, dengeye ulaştığı akım değeridir. Referans alınan kısa devre akımıdır. Arıza olduktan sonra arıza akımı dengeye ulaştığında, sistemden beslenen yükler etkilenirler.

Darbe kısa devre akımı (Ip): Bu değer, arıza başladıktan sonra akımın ilk periyottaki maksimum değeridir. Efektif değer değildir, ortalama 10 ms sonra arıza akımı değeri bu noktaya ulaşır. Aşağıdaki formülle hesaplanır. Formülde belirtilen “K” sabiti, tesisat elemanlarının R/X oranına bağlı olarak 1 ile 2 değerleri arasında bir sabit kabul edilir.

    \[I^{''}k=K\sqrt2\;I_k\]

Kısa devre açma akımı (Ib): Kısa devre arızasının kesmesi için kesicinin kontaklarını ayırabileceği alternatif akımın efektif değeridir. Bu değere göre anahtarlama ekipmanlarının zorlanma derecesi tayin edilir. Güç sistemindeki tesis elemanlarının hangi değerde ne kadar süre boyunca dayanıp anahtarlamanın yapılacağı hesaplanır. Böylece minimum açma ve gecikme süreleri tayin edilir.

Kısa Devre Empedansı

Kısa devre parametreleri, kısa devre akımının hesaplanması için arıza olduğu, onu takip eden hat boyunca tesis elemanlarının kısa devre empedansları hesaplanır. Bu empedans değeri direnç ve reaktans olarak veya sadece reaktans olarak hesaba katılır. Dirençler çoğu durumda ihmal edilir. Çünkü kısa devre anında endüktif yüklerin empedans değerinin büyük bir kısmını reaktans oluşturmaktadır. Bu değer yanında direnç değeri çok ufak bir değer kaldığından ve hesapların da kolaylaşması için dirençler ihmal edilebilir. Kısa devre empedans değerini elde etmek için aşağıdaki parametrelerin kısa devre empedanslarını bilmek gerekir. Bu parametreler uygulamaya göre daha da artabilir.

  • Şebeke kısa devre gücü
  • Şebeke kısa devre empedansı
  • Generatör subtransient, transient ve sürekli hal reaktansı
  • Elektrik motorların subtransient, transient ve sürekli hal reaktansı
  • Enerji iletim hatları empedansı
  • Kablo empedansı
  • Transformatör empedansı
  • Reaktör empedansı

Eşdeğer Gerilim Kaynağı

Kısa devre arıza akımını hesaplarken kısa devre eşdeğer devresi oluşturulur. Arızanın meydana geldiği noktadaki gerilimin farklı olması ve tam olarak ortaya konulamaması nedeniyle sistemin yapısına uygun bir eşdeğer gerilim kaynağının belirlenmesi gerekir. Bu değerin belirlenmesinde generatörlerin, statik yüklerin ve transformatörlerin kademe pozisyonlarının önemli etkisi vardır. Kısa devre empedansları belirlenip, eşdeğer devre oluşturulduktan sonra kısa devre noktasında bir kaynak olduğu kabul edilerek, diğer bütün kaynaklar kısa devre edilir ve eşdeğer gerilim kaynağının arızayı beslediği düşünülerek hesap yapılır. Bu değer aşağıdaki formülle hesaplanır.

    \[V_f=\frac{c\;U_n}{\sqrt3}\]

Formülde belirtilen “c” katsayısı gerilim faktörünü göstermektedir ve IEC standartlarına göre belirlenmiş olan aşağıdaki tablodan seçilir.

Nominal GerilimGerilimc maxc min
Alçak Gerilim0,4 kV10.95
Orta Gerilim1-36 kV1.11
Yüksek Gerilim35-230 kV1.11

Kısa Devre Testi

Kısa devre, bir elektrik devresindeki iki nokta arasında dirençsiz veya çok düşük dirençli bir yol oluşmasıyla meydana gelir. Bu durum, kısa devre akımı olarak adlandırılan, normalden çok daha yüksek bir akımın oluşmasına neden olur ve devre elemanlarının zarar görmesine yol açabilir. Elektrik ve elektronik sistemlerde kısa devreyi önlemek veya oluştuğunda tespit etmek için çeşitli yöntemler ve ekipmanlar kullanılır. Kısa devre testi, devrede kısa devre olup olmadığını anlamak için multimetre ile yapılan yaygın bir yöntemdir. Özellikle kabloda kısa devre bulma veya elektronik devrede kısa devre bulma gibi uygulamalarda bu test oldukça önemlidir. Ayrıca, trafo kısa devre testi ve transformatör kısa devre testi, güç sistemlerindeki ekipmanların güvenli çalışmasını sağlamak için kritik testlerdir.

Faz toprak kısa devre, nötr toprak arası kısa devre ve toprak ve nötr kısa devre gibi arızalar, elektrik sistemlerinde yaygın görülen kısa devre türlerindendir. Bu durumlarda, doğru kısa devre hesapları yapılmalı ve diyot ile kısa devre koruması veya mosfet kısa devre koruma gibi yöntemler kullanılmalıdır. Elektronik devrelerde kısa devre koruması için genellikle diyot, mosfet ve kondansatör kısa devre önleme devreleri kullanılır. Ayrıca, şaseye kısa devre veya rezistans kısa devre gibi durumları tespit etmek için multimetre kısa devre testi yapılabilir. Grup kısa devre gibi daha karmaşık durumlar ise daha ileri düzey analiz gerektirir. Kısa devre örnekleri incelenerek, arızaların nasıl önlenebileceği ve giderileceği öğrenilebilir. Örneğin, nötr ile toprak kısa devre arızası genellikle yanlış bağlantılardan kaynaklanır ve dikkatlice kontrol edilmelidir. Böylece, sistemlerin güvenli ve uzun ömürlü çalışması sağlanabilir.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

KISA DEVRE NEDİR, NASIL OLUR?

Mart 4, 2023 / / 0 Comments

Kısa Devre Nedir?

Kısa devre nedir sorusuna cevap vermek için önce elektriğin üretim, iletim ve dağıtım sistemlerini bilmek gerekir. Elektriği güç santrallerinde üretiyor, transformatörlerle gerilimi artırıp enerji iletim hatlarıyla taşıyor, yine transformatörlerle gerilimi düşürüp tüketicilere (yüklere) dağıtıyoruz. Bu hat üzerinde bir arıza olduğunda enerji kesintisi riski bulunmaktadır. Bu arıza türlerinden biri kısa devre akımı arızasıdır.

Kısa devre, bir devrede genellikle farklı gerilimli iki veya daha fazla noktanın bağıl olarak düşük direnç veya empedans üzerinden kaza veya kasıt ile birbirine temasına denir (IEC) / (IEEE Std.100-1992). Herhangi bir kısa devre anında oluşan akıma kısa devre akımı denir ve kısa devre akımının genliğini, kaynaktan yüke kadar olan empedansların toplamı belirler. Bu durumda sistemde, kaynak ile kısa devre noktası arasında empedans çok düşer ve akım alabileceği en yüksek değerini alır.

Diğer bir tabirle, gerilim altındaki iletken kısımların birbirine veya nötrü topraklanmış olan devrelerde toprağa teması ile kısa devre oluşur. Kısa devre genellikle bir fazda ve kısa zamanda diğer fazlara sıçrayarak üç fazlı kısa devreye dönüşebilir. Gerilim atlamaları genellikle ark aracılığı ile meydana gelir. Üç fazlı kısa devre arızası, diğer arıza tiplerine göre daha az meydana gelir.  Kısa devre arızası esnasında akım yolu üzerindeki tesis elemanları, kısa devrenin termik ve dinamik etkilerine maruz kalırlar. Eğer doğru bir selektivite hesabıyla ve anahtarlama ekipmanlarının seçimiyle yeterli koruma sağlanmamışsa can ve mal kayıpları meydana gelebilir.

Kısa Devre Nedir, Kısa Devre Arızası Neden Oluşur?

Kısa devre nedir sorusuna cevap vermek için kısa devrenin kaynağını incelemek gerekir. Bunlar iç veya dış etkenler olabilir. Kısa devreye neden olabilecek başlıca iç etkenler aşağıdaki gibidir.

  • Aşırı yüklenme sonucu izolasyonun bozulması
  • Aşırı gerilimler sonucu meydana gelen delinmeler ve atlamalar
  • İzolasyondaki yapım hataları ve yaşlanmalar

Başlıca dış etkenler aşağıdaki gibi sıralanabilir.

  • Kablo ve izoleli hava hattı iletkenlerinin izolasyonlarının zedelenmesi
  • Havai enerji iletim hatları ile atmosfere açık elektrik tesislerine yıldırım düşmesi
  • Havai iletim hattı izolatörlerinin kırılması
  • Atmosferik şartlardan (kirlenme, rutubet, hava hatlarına konan kuşlar vb.) dolayı oluşabilecek gerilim atlamaları
  • Havai iletim hatlarında kar, buz ile oluşabilecek atlamalar
  • Transformatör merkezlerine giren çeşitli hayvanların, topraklanmış kısımlar ile gerilim altındaki kısımlar arasında veya fazlar arasındaki teması
  • Bakım veya operasyon esnasında güvenlik amacı ile kapatılan topraklama ayırıcılarının tesisatta tekrar gerilim verilirken unutulmaları ve yanlış manevralar

Kısa Devre Arızasının Olumsuz Etkileri Nelerdir, Nasıl Koruma Sağlanır?

Kısa devre arızasının oluşturabileceği başlıca olumsuz etkiler aşağıdaki gibidir.

  • Sistem elemanlarında mekanik ve ısıl zorlamalar
  • Uzun süreli enerji kesintileri
  • Can ve mal kaybı
  • Trafo ve elektrik odalarında meydana gelebilecek patlamalar
  • İnsanların yoğun olarak bulunduğu mekanlarda patlamalar ve yangınlar

Kısa devre arızasından korunmak için çeşitli anahtarlama elemanları kullanılır. Bunların başında kesiciler gelir. Hem alçak gerilim hem de orta ve yüksek gerilimde kısa devreden koruyan anahtarlama elemanı kesicilerdir. ETAP, PSCAD gibi yazılımlarla hesaplanan en yüksek kısa devre akım değerine göre kesicinin koruma yapacağı kA akım değeri belirlenir. Selektivite hesabı yapılır. Böylece hangi noktalara hangi değerde kesicilerin konulacağı, ne zaman açma yapacağı doğru bir şekilde belirlenmesi gerekir. Alçak gerilimde kesiciler genelde 150-200 kA değere kadar hızlı bir şekilde (milisaniyeler içerisinde) açma yapabilir. Orta gerilimdeki kesiciler ise özel uygulamalar haricinde genelde 40 kA değerine kadar koruma yapabilmektedir.

Bunun dışında güç şebekelerindeki motor, generatör, transformatör gibi ekipmanların yıldız noktalarını bir şönt direnç bağlayarak kısa devre akımları sınırlandırılır. Aynı şekilde enerji iletim hatlarına şönt reaktörler bağlanarak yine kısa devre akımlarının değerleri sınırlandırılabilmektedir.

Kısa devre, bir elektrik devresindeki iki nokta arasında dirençsiz veya çok düşük dirençli bir yol oluşmasıyla meydana gelir. Bu durum, kısa devre akımı olarak adlandırılan, normalden çok daha yüksek bir akımın oluşmasına neden olur ve devre elemanlarının zarar görmesine yol açabilir. Elektrik ve elektronik sistemlerde kısa devreyi önlemek veya oluştuğunda tespit etmek için çeşitli yöntemler ve ekipmanlar kullanılır.

Kısa devre testi, devrede kısa devre olup olmadığını anlamak için multimetre ile yapılan yaygın bir yöntemdir. Özellikle kabloda kısa devre bulma veya elektronik devrede kısa devre bulma gibi uygulamalarda bu test oldukça önemlidir. Ayrıca, trafo kısa devre testi ve transformatör kısa devre testi, güç sistemlerindeki ekipmanların güvenli çalışmasını sağlamak için kritik testlerdir.

Faz toprak kısa devre, nötr toprak arası kısa devre ve toprak ve nötr kısa devre gibi arızalar, elektrik sistemlerinde yaygın görülen kısa devre türlerindendir. Bu durumlarda, doğru kısa devre hesapları yapılmalı ve diyot ile kısa devre koruması veya mosfet kısa devre koruma gibi yöntemler kullanılmalıdır. Elektronik devrelerde kısa devre koruması için genellikle diyot, mosfet ve kondansatör kısa devre önleme devreleri kullanılır. Ayrıca, şaseye kısa devre veya rezistans kısa devre gibi durumları tespit etmek için multimetre kısa devre testi yapılabilir. Grup kısa devre gibi daha karmaşık durumlar ise daha ileri düzey analiz gerektirir. Kısa devre örnekleri incelenerek, arızaların nasıl önlenebileceği ve giderileceği öğrenilebilir. Örneğin, nötr ile toprak kısa devre arızası genellikle yanlış bağlantılardan kaynaklanır ve dikkatlice kontrol edilmelidir. Böylece, sistemlerin güvenli ve uzun ömürlü çalışması sağlanabilir.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

ORTA GERİLİM OG KORUMA RÖLESİ SEÇİMİ

Aralık 6, 2022 / / 0 Comments

ORTA GERİLİM OG KORUMA RÖLESİ SEÇİMİ

Orta Gerilim OG Koruma Rölesi Nedir?

OG koruma rölesi elektrik anahtarlama sistemlerinin beynidir. Elektrik enerjisi üretim santrallerinde alçak veya orta gerilimde üretilir, bir güç trafosu ile gerilim yükseltilerek yüksek gerilim ile iletilir. İndirici merkezlerde enerji, orta gerilime düşürülür. Daha sonra da bir dağıtım trafosu ile gerilim, 400 V alçak gerilim seviyesine indirilerek dağıtılır. Böyle bir sistemin doğru bir şekilde elektriksel koruması yapılmazsa oluşabilecek bir arıza, ilk başta üretilen santralden en sondaki kullanıcıya kadar zarar verebilir. 

Schneider OG Koruma Röle Serisi; Easergy Schneider Koruma Rölesi

Elektrik sistemlerinde korumalar, üretimden tüketime elektrik enerjisinin kesintisiz olarak var olması için yapılır. Devredeki koruma sisteminin başlıca görevi elektrik tesisinde çıkan arızaları çabuk ve güvenilir biçimde tespit etmek ve gerektiğinde işletme elemanını (hat, transformatör veya jeneratör) hızlı bir şekilde devre dışı bırakmaktır. Bu işlemi yapan cihazlara dijital koruma röleleri denir. Şebekede bir arıza olduğunda arıza akımını veya gerilimini akım ve gerilim trafoları vasıtasıyla mikroişlemci tabanlı koruma röleleri algılar, devredeki anlık bilgiyi okur ve açma yapıp yapmayacağını ayarlanmış set değerlerine göre karar verir. Koruma röleleri arızayı tespit eder ve kesiciye açma-kapama yapması için gerekli sinyali gönderir. Ölçü transformatörlerinden gelen değerleri kendi içinde tekrar ölçü trafolarının oranı kadar yükselterek akımın ve gerilimin gerçek değerini hesaplar. Arıza akımı veya geriliminde kesiciye açma-kapama sinyali göndererek sistemi korur. Koruma işlemi hangi akım ve gerilim değerlerinde isteniyorsa, röle ayarları bu değerlere göre set edilir. Örneğin bu röle orta gerilim aşırı akım rölesi, frekans koruma rölesi veya aşırı gerilim, düşük gerilim koruma rölesi olabilir. Korumanın yapılacağı fonksiyona göre seçilmelidir. Bu yüzden orta gerilim koruma rölesi seçimi orta gerilim sistemlerinde çok önemlidir.

Koruma işlemi yapılırken rölelerin, seçiciliği doğru yapması (selektivite), hızlı çalışması ve güvenilir olması beklenir. Böylece enerjinin mümkün olabildiğince sürekli olması sağlanır. Selektif (seçici) korumada sadece arızalı noktanın devre dışı bırakılması değil, aynı zamanda diğer noktalarda enerji temininin devamının sağlanması amaçlanır. Bunun için orta gerilim koruma rölelerinin set değerleri uzman teknik ekipler tarafından doğru bir şekilde seçilmelidir.

OG koruma röleleri, og (orta gerilim) hücrelerin beyni gibidir.

Orta Gerilim OG Koruma Rölesi Nasıl Seçilir? Orta Gerilim Aşırı Akım Koruma Rölesi Nasıl Seçilir?

ANSI standartları elektrik koruma fonksiyonlarını ve tanımlarını belirler. ANSI kodlarına göre istenilen koruma fonksiyonunu yerine getiren röleler devreye entegre edilir. Genelde orta gerilim dağıtım şebekelerinde trafo koruma hücrelerinde aşırı akım ve toprak akımı koruması yapan röleler kullanılırken, daha fonksiyonel hat giriş ve otoprodüktör hücrelerinde akım, gerilim, toprak arızaları, frekans ve yönlü korumalar gibi özellikleri bulunan daha fonksiyonel dijital röleler kullanılmaktadır. Koruma röleleri, koruma fonksiyonuna bağlı olarak; trafo, hat, motor, kapasitör bankı, bara diferansiyel, hat diferansiyel, jeneratör, mesafe koruma vb. gibi sınıflara ayrılmaktadır. Orta gerilim dağıtım şebekeleri uygulamalarında ANSI kodlarına göre şebekede hangi tip korumalar yapılmak isteniyorsa, koruma rölesi buna göre seçilir. Koruma rölelerinin teknik föylerinde hangi tip ANSI koruma fonksiyonlarının bulunduğu belirtilir. Bu bilgilere göre uygun koruma rölesi seçildikten sonra şebekede doğru bir şekilde selektif koruma yapılabilmesi için doğru set değerleri belirlenir ve rölenin ayarları set edilir.  Orta gerilim dağıtım şebekelerinde genel olarak en çok kullanılan ANSI koruma kodları ve açıklamaları aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Siemens OG Koruma Röle Serisi; Siprotec Siemens Koruma Rölesi

Tablo: Bazı ANSI kodları ve koruma tipi fonksiyonu açıklamaları.

ANSI KoduKoruma Fonksiyonu Tanımı
27Düşük Gerilim Koruma
32Yönlü Güç Koruma
46Dengesiz Yük, Negatif Bileşen Akımı
47Negatif Bileşen Gerilimi
49Termal Aşırı Akım Koruma
50Ani Aşırı Akım Koruma
50NAni Toprak Akımı Koruma
51Zamanlı Aşırı Akım Koruma
51NZamanlı Toprak Akımı Koruma
59Aşırı Gerilim Koruma
67Yönlü Aşırı Akım Koruma
67NYönlü Toprak Akımı Koruma
81UDüşük Frekans Koruma
81OAşırı Frekans Koruma
87GJeneratör Diferansiyel Koruma
87LHat Diferansiyel Koruma
87TTrafo Diferansiyel Koruma

Orta gerilim tesislerinde doğru röle seçimi, sistemin güvenliğini ve verimliliğini sağlamak açısından kritik öneme sahiptir. Bu bağlamda ABB REF615 röle serisi, özellikle koruma ve kontrol ihtiyaçlarını karşılamak için sıkça tercih edilmektedir. REF615 ABB ürünleri, mesafe koruma rölesi özellikleriyle geniş bir kullanım alanına sahiptir. Ayrıca, ABB REF615 röle fiyat seçenekleri, bütçe dostu çözümler sunarken yüksek performans vaat etmektedir. Orta gerilimde koruma ve izleme için ABB’nin REF 615 modeli ile Siemens’in Siprotec serisi sıklıkla karşılaştırılmaktadır. Schneider Easergy röle serisi, enerji izleme ve koruma çözümleri sunarak tesis güvenliğini artırmaya yönelik yenilikçi bir alternatiftir. Her üç marka da güvenilir çözümler sunarak sistem güvenliğini artırmayı hedeflemektedir. Röle seçiminizi yaparken sistem gereksinimlerini ve bütçe kriterlerinizi göz önünde bulundurmayı unutmayın.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

OG HÜCRELER (ORTA GERİLİM MODÜLER HÜCRELER)

Aralık 6, 2022 / / 0 Comments

OG HÜCRELER (Orta Gerilim Modüler Hücre) Nedir?

OG hücreler veya diğer bir deyişle orta gerilim modüler hücreler, (sektörde genelde og modüler hücreler diye adlandırılır) 36 kV gerilim seviyesine kadar dağıtım şebekesine bağlı olan trafo merkezleri, endüstriyel tesislerin dağıtım merkezleri, indirici veya yükseltici trafo merkezleri gibi dahili veya harici mekanlarda kullanılan anahtarlama, koruma veya ölçme gibi fonksiyonlar içeren orta gerilim şalt ekipmanlarıdır.  Modüler hücreler dağıtım şebekesinde kullanılan koruma rölelerini, akım ve gerilim transformatörlerini, kesicileri, ayırıcıları, kablo giriş noktalarını, baraları gibi birçok ekipmanları barındırır ve insanların bu yapılara ulaşabileceği güvenli bir hale getirir. Kompakt yapıdadırlar ve bakım gerektirmezler. Kolay ve güvenilir bir şekilde işletilir.

Hava Yalıtımlı Metal Mahfazalı OG Hücre

Hava Yalıtımlı ve Gaz Yalıtımlı OG Hücreler

Hava yalıtımlı veya gaz yalıtımlı olmak üzere ikiye ayrılır. SF6 gazı ile yalıtılmış metal mahfazalı hücreler, hücre içinde gerilim altındaki aktif bölümleri SF6 gazı ile yalıtılmış halde bulunur. Bu tip hücreler kompakt tip RMU (Ring Main Unit) hücreler olarak adlandırılır. Hava yalıtımlı metal mahfazalı hücreler ise gerilim altındaki baralar hava ile yalıtılmıştır ancak ayırıcı ve kesiciler SF6 gazı ile yalıtılmış bir tankın içinde bulunur. Enerjinin ayrılması ve kesilmesi SF6 gazlı bir ortamda yapılır. Baralar hava yalıtımlıdır. Yapısında, kullanım amacına ve hücre tipine göre baralar, ayırıcı, yük ayırıcısı, topraklama ayırıcısı, kesici, koruma rölesi, kablo giriş buşingleri, gerilim göstergeleri, parafudrlar, OG sigortalar, akım ve gerilim transformatörleri, aydınlatma ekipmanları ve alçak gerilim bölmesi bulunabilir. Ayrıca hücreler, hücre içi kompartmanlar arasındaki bölmelendirme malzemesinin yapısına göre, iç ark arızası sınıfına göre ve servis sürekliliği kaybına göre sınıflandırılmaktadır.

Hava İzoleli Metal Mahfazalı Orta Gerilim Modüler Hücreler

OG Hücrelerin (Orta Gerilim Hücrelerin) Sınıfları

Metal Mahfazalı veya Metal Clad Hücre Nedir?

Hüre içi kompartmanlar arasındaki bölmelendirme malzemesinin yapısına göre;

  1. PM Bölmelendirme: Bu tipte hücrenin açık erişilebilir bölümleri ile gerilim altındaki ana bölümler, topraklı metal bölmeler ile birbirinden ayrıdır.
  2. PI Bölmelendirme: Bu tipte hücrenin açık erişilebilir bölümleri ile gerilim altındaki ana bölümleri metal olmayan izole malzemeler ile birbirinden ayrıdır.

İç ark arızası (IAC sınıflandırması) sınıfına göre;

  1. A: Yalnız yetkili personel erişebilir
  2. F: Ön taraftan erişilebilir
  3. L: Yan taraflardan erişilebilir
  4. R: Arka tarafından erişilebilir

Servis sürekliliği kaybına göre (LSC-1, LSC2-A, LSC2-B);

  1. LSC-1: Hücre içinde baralar, kesiciler, ayırıcılar, kablolar, ölçü transformatörleri vb. gibi ekipmanlar tek bir bölme içerisindedir. Enerji kesilmeden anahtarlama elemanına müdahale edilemez.
  2. LSC-2A: Hücredeki baralar gerilim altıda  iken anahtarlama elemanının bulunduğu bölmeye müdahale edilebilir.
  3. LSC-2B: Hücrede kablo ve bara bölümleri gerilim altında iken anahtarlama elemanının bulunduğu bölmeye müdahale edilebilir.
Hava Yalıtımlı Metal Bölmeli Metal Clad OG Hücre

OG Hücreler (Orta Gerilim Modüler Hücrelerin) Anma Değerleri

Ülkemizde kullanılan hücreler 36 kV anma geriliminde, 630A nominal akım taşıma değerinde, 16kA kesme kapasitesine sahip standart tip orta gerilim hücrelerdir. Bu tip hücreler PI bölmelendirme, A-FL iç ark sınıfına ve LSC-2A servis sürekliliğini sınıfına sahiptir. Hücrenin boyutu, gerilimin büyüklüğü ile ilişkilidir. Dağıtım şebekesinin nominal gerilimi yükseldikçe hücrenin boyutları da büyür. Bunun nedeni, baralar arasındaki gerilimin atlama mesafesidir. Havanın dielektrik atlama mesafesi yaklaşık 1 kV için 1 cm olarak kabul edilir. Bu yüzden 36 kV’luk modüler hücrelerde her bir bara arasında ortalama en az 35-36 cm’lik bir mesafe olmalıdır. Yoksa baralar arasında gerilim atlama yapar ve bu da kısa devre arızasına neden olur. Nominal gerilimi 24 kV olan hava yalıtımlı hücrelerde ise her bir bara arası en az 24-25 cm olmalıdır. Dolayısıyla 24 kV’luk hava yalıtımlı hücreler boyutsal olarak 36 kV’luk hücrelere göre daha küçüktür. Eğer gaz yalıtımlı hücreler kullanılırsa, SF6 gazının dielektrik atlama mesafesi havaya göre daha düşük olduğu için aynı nominal gerilimdeki bir hücre, gaz yalıtımlı olarak daha küçük boyutta imal edilir. Bazen alandan tasarruf etmek için hava yalıtımlı hücreler yerine gaz yalıtımlı hücreler kullanılabilmektedir.

Gaz İzoleli Metal Mahfazalı Orta Gerilim Modüler Hücreler

Ülkemizde TEDAŞ OG Hücreler (Orta Gerilim Hücreler) Şartnameleri ve Özellikleri

Orta gerilim hücreleri, IP 3x, 4x, 41 koruma sınıflarına sahip olacak şekilde üretilebilir. Orta gerilim projelerindeki uygulamalara göre en çok kullanılan hücre tipleri; yük ayırıcılı giriş-çıkış hücresi, sigortalı trafo koruma hücresi, kesicili giriş-çıkış hücresi, kuplaj hücresi, akım ve gerilim ölçü hücresi, gerilim ölçü hücresi ve kablo bağlantı hücresi sayılabilir. Her bir hücre tipinin ayrı bir fonksiyonu vardır. Bu hücrelerin dışında da uygulamaya göre özel hücre tipleri kullanılabilmektedir. Ülkemizde 36 kV gerilim seviyesine kadar ki dağıtım şebekelerinde kullanılan SF6 gaz yalıtımlı modüler hücreler TEDAŞ-MYD/95-002.B “Orta Gerilim SF6 Gaz Yalıtımlı Metal Mahfazalı Hücreler Teknik Şartnamesi’ne”, hava yalıtımlı modüler hücreler ise TEDAŞ-MYD/95-007.E “YG Hava Yalıtımlı Metal Mahfazalı Modüler Anahtarlama ve Kontrol Düzenleri Teknik Şartnamesi’ne” uygun olmalıdır.

Orta gerilim sistemlerinde kullanılan OG hücreleri, enerji dağıtımının güvenli ve verimli bir şekilde gerçekleştirilmesi için kritik bir rol oynamaktadır. Piyasada farklı üreticiler tarafından sunulan çeşitli OG hücreleri, ihtiyaçlara göre özelleştirilebilir. Schneider OG hücre, ABB OG hücre, Siemens OG hücre, Astor hücre, Ulusoy hücre ve Armtek hücre gibi markalar, kaliteli ve güvenilir çözümler sunmaktadır. Özellikle metal mahfazalı modüler hücreler, hem güvenlik standartlarını karşılamakta hem de esnek montaj seçenekleri ile projelerde sıkça tercih edilmektedir.

OG sistemlerinde kullanılan kesicili trafo koruma hücresi, OG kompanzasyon panosu ve OG ölçü hücresi gibi birimler, enerji yönetiminde hayati önem taşır. OG modüler hücreler ve OG modüler ölçüm hücreleri, modern enerji dağıtım projelerinde standart hale gelirken, fiyatlandırmalar ise üreticiye ve teknik özelliklere bağlı olarak değişmektedir. Örneğin, Schneider OG hücre fiyat listesi veya OG hücre fiyatları, proje ihtiyaçlarına göre detaylı bir şekilde analiz edilmelidir. Yüksek gerilim hücre ve orta gerilim modüler hücreleri, farklı uygulamalar için özel olarak tasarlanmıştır ve enerji dağıtım sistemlerinde yüksek performans sunmaktadır.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

ORTA GERİLİM AKIM TRAFOLARININ SEÇİMİ

Aralık 5, 2022 / / 0 Comments

ORTA GERİLİM AKIM TRAFOLARININ SEÇİMİ

Orta gerilim akım trafoları dağıtım sistemlerinde akımın ölçülmesi için en önemli ekipmanlardan biridir. Yüksek akımların direkt ölçülmesi, yüksek maliyetli olup aynı zamanda tehlikeli ve zordur. Bu nedenle akımın ölçü cihazlarının çalışabileceği belirli değerlere indirgenmesi gerekmektedir. Bu durumlarda akım trafoları bu soruna çözüm olmaktadır. Akım trafoları, bağlı oldukları devredeki akımı, belirli değerlere indirgeyerek, sekonderine bağlı olan ölçü aletlerine ölçüm için gerekli olan (genel olarak 1A ve 5A) akıma dönüştüren ve izolasyonu sağlayan bir ölçü transformatörüdür.  Devreye seri olarak bağlanırlar. Ayrıca normal çalışma koşullarında primer akımı ile sekonder akımı arasında faz farkı yaklaşık sıfır olması en önemli özelliklerinden biridir. Akım trafolarının sekonder devresinde meydana gelen döngüsel akım sayesinde kendisine bağlı olan sayaç, analizör, röle gibi elektrik cihazlarının akımı ölçmesini sağlar. Aynı zamanda orta ve yüksek gerilim devrelerinde kendisine bağlı olan cihazları primer sargılarında bulunan yüksek akım ve yüksek gerilimden izole eder.

Akım Trafoları Nasıl Çalışır?

Normal bir transformatör çalışma prensibinde olduğu gibi; primer sargısına gelen alternatif akım, bu sargıda bir gerilim indükler ve manyetik akı oluşturur. Manyetik nüve yardımıyla primer sargısının oluşturduğu akı sekonder sargısına iletilir. Değişken alternatif akı, sekonder sargısında bir gerilim indüklenmesine neden olur ve bu gerilim trafonun sekonder devresinde bir akım akmasına sebep olur. Akım trafolarında primerden akan akım, transformatör dönüştürme oranına göre sekondere manyetik yol ile iletilir. Primer sargılarında yüksek gerilim olduğu için sargılar kalın ve az sarımlı, sekonder sargılarında daha küçük gerilimler bulunduğundan sargıları daha ince ve çok sarımlıdır.

Orta Gerilim Mesnet Tipi Akım Trafosu

Orta Gerilim Akım Trafoları Sınıfları

Akım trafoları işletme gerilimine göre alçak gerilim, orta gerilim ve yüksek gerilim akım trafoları olarak sınıflandırılabilir.  Orta gerilim akım trafosu seçiminde dikkat edilmesi gereken hususlar; hata sınıfı, doyma faktörü (n), trafo gücü (VA), termik ve dinamik dayanım akımıdır. Hem ölçü hem de koruma için aynı trafonun sekonder uçları farklı fonksiyonlar için kullanılabilir. Bir akım trafosunun ölçme mi yoksa koruma mı yapacağını etiketindeki kodlarından anlaşılabilir. Bu kodlar P (Protection) ve Fs (Security Factor) kodlarıdır. P kodu koruma için, Fs kodu ölçü için kullanılır. Ölçü için kullanılan akım trafoları, herhangi bir aşırı akım veya kısa devre durumunda manyetik çekirdekleri çabuk doymaya gider. Primer sargılarındaki akım değeri arttıkça, sekonder sargılarından geçen akım da artar. Ancak belli bir akım değerinden sonra primer akımı arttıkça sekonder akımı artmaz. Bu olaya doyma denir. Bu sayede ölçü aletlerini korur. Doyma katsayısı (n) primer akımın, anma akımına oranıdır. Ölçme için kullanılan akım trafolarının manyetik doyma oranı nominal akımın 5 veya 10 katından küçük (n<5 veya n<10) olmalıdır. Ölçme için bu kodlar Fs5 veya Fs10 şeklindedir. Bu durumda doyma faktörü nominal akımın kaç katına kadar doğruluk limitleri içinde ölçeceğini belirtir. Koruma için kullanılacak akım transformatörleri sekonder uçlarında akımı doğrulukla çevirmelidir. Yoksa koruma hatalı olabilir. Akım trafosunun çekirdeği manyetik doymaya hemen gitmemelidir.

Orta gerilim akım trafosunun sınıfı, primerden geçen anma akımın sekonder uçlarında geçecek akımın hassasiyetini belirlemede kullanılır. Ölçü için kullanılacak akım trafolarında bu sınıflar 0.1, 0.2, 0.5, 1, 3 ve 5 sınıfları kullanılır. Koruma için kullanılacaklarda ise 5P veya 10P sınıfları kullanılır. Akım trafosu seçiminde dikkat edilmesi gereken bir önemli nokta da termik dayanım akımıdır. “Ith” olarak gösterilen termik dayanım akımı nominal akımın en az 100 katı kadar olmalıdır. Akım trafolarının dinamik akım değeri ise termik dayanım akımın 2.5 katı kadar olmalıdır. Ayrıca primer uçlarında bir akım geçerken sekonder uçları açık devre halini alırsa, primer uçlarında yüksek gerilimler indüklenebilir. Bu yüzden eğer primer devrede bir gerilim varken sekonder devrede bir çalışma yapılacak ise akım trafosunun sekonder uçları kısa devre edilmelidir. Çalışma bittikten sonra sekonder uçları eski haline getirilmelidir.

Akım Trafoları ve Gerilim Trafolarının Hücre İçerisine Yerleşimi

Orta gerilim hücrelerinde kullanılan akım trafoları mesnet tip, toroidal tip ve LPCT (Low Power Current Transformer) olmak üzere üç tiptir. Mesnet tip akım trafoları gerilimin yalıtılması için epoksi reçine dökümü ile imal edilirler. Modüler tip hücre içine monte edilebilirler. Toroidal tip akım trafoları ring tipi 0.72 kV’luk gerilime sahip akım trafolarıdır. Sekonder uçlarından 5 A veya 1 A değerine kadar akım alınabilir. LPCT tip akım trafoları ise yine toroidal tipe benzer ring tipi akım trafolarıdır. Ancak mV’luk gerilim ile çalışırlar ve koruma rölesi ile direkt RJ45 kablo ile haberleşerek akım bilgisini iletir. Set akım değeri 0-1250 A arasında ayarlanabilen LPCT akım trafoları basit yapılı ve çok kullanışlıdır. Mesnet veya toroidal tip akım trafoları gibi sekonder uçlarında 5 veya 1 A’lık akım çıkışı vermez, gerilim çıkışlıdır. Genelde kesicili trafo koruma hücrelerinde kullanılır.

Akım trafoları orta gerilim akım trafosu (og akım trafosu), yüksek gerilim akım trafosu (yg akım trafosu) ve alçak gerilim (ag akım trafosu) olarak kullanılır. Aynı şekilde og gerilim trafosu, yg gerilim trafosu ve ag gerilim trafoları da kullanılmaktadır. En çok kullanılan og akım ve gerilim trafoları hem yerli hem de global üreticiler tarafından üretilmektedir. Og akım trafoları genelde kısa devre koruma istenmediği zaman og toroidal akım trafosu olarak kullanılmaktadır. Böylece orta gerilim hücre içerisinde daha az yer kaplar.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

MOBİL TRAFO MERKEZİ NEDİR?

Aralık 5, 2022 / / 0 Comments

Mobil Trafo Merkezi Nedir?

Mobil trafo merkezi, elektrik enerjisinin iletim ve dağıtımında kullanılan, taşınabilir bir trafo ünitesidir. Bu merkezler, özellikle geçici veya acil durumlarda enerji ihtiyacını karşılamak için tasarlanmış, tekerlekli bir platform üzerine monte edilmiş kompakt sistemlerdir.

Bilim ve teknolojinin gelişmesi, enerji kesintisinin minimum düzeye indirilmesinde etkin rol oynamaktadır. Sadece enerjinin sürekliliği değil, daha fazla enerji tüketimi için de ihtiyacın karşılanması ve buna göre önceden birçok tedbirin alınması gerekmektedir. Modern toplumlarda uzun süreli enerji kesintilerine artık tahammül kalmamaktadır. Günümüzde insanların akıllı telefonlarını bile şarj etmek için yanlarında yedek batarya taşıdıkları düşünülecek olursa, insanların enerji kesintilerine çok fazla tahammülü olmadığı anlaşılabilmektedir. Evlerde elektrik kesintisi yaşandığında bile hemen tüketiciler elektrik dağıtım şirketlerini telefon veya mail yağmuruna tutmaktadırlar. Konutların, apartmanların dışında elektrik enerjisine daha çok ihtiyacı olan hastaneler, fabrikalar, okullar vb. gibi yapılarda elektrik kesintisi olması durumunda can ve mal kayıpları gelebilir, büyük maddi zararlar oluşabilir. Bu tür durumların üstesinden gelmek, bir nevi çözüm sunabilmek adına enerji kesintileri süresince tüketicilerin enerjisiz kalmaması adına mobil trafo merkezlerinin kullanılması önerilmektedir.

Mobil Trafo Merkezi OG ve Trafo Odaları

Neden Mobil Trafo Merkezine İhtiyaç Duyarız?

Trafo merkezlerinin bakım-onarım durumlarında beslediği bölge, bakım sırasında enerjisiz kalmaması için geçici olarak mobil trafo merkezleri ile beslenebilir. Örneğin bir mahallenin trafo merkezi eski tip, açık şalt tesisi olabilir. Trafo merkezi eski tip bir transformatör binası, açık tip kesici ve ayırıcılardan oluşabilir. Artık trafo merkezinin yeni tip, TEDAŞ şartnamelerine uygun beton köşk, SF6 gazlı kesicili ve ayırıcılı modüler hücrelerden oluşan kompakt tip monoblok bir beton köşk içerisinde bir trafo merkezi olarak restore etmek gerekebilir. Üretilen yeni tip trafo merkezinin fabrika testleri, saha ve montaj işleri, devreye alınması ve TEDAŞ kabulü biraz zaman almaktadır. Bu tür durumlarda trafo merkezinin restorasyonu sırasında mobil trafo merkezleri geçici çözüm olarak kullanılabilmektedir. Mobil trafo merkezleri sadece geçici enerji ihtiyaçlarında değil, hızlı enerji ihtiyacı artışlarında da şebekesi kapasitesini artırmak için kullanılmaktadır. Örneğin bir bölgeye göç dalgası yaşandığında veya nüfusu hızla arttığında o bölgeyi besleyen transformatör merkezinin gücü artık yeterli olmayabilir. Bu durumda ek enerji desteği olarak mobil trafo merkezleri kullanılabilmektedir. Uzun süreli, ciddi enerji kesintilerinde ve trafo arızalarında mobil trafo merkezi kullanılması önerilmektedir.

Genelde mobil trafo merkezleri 380 kV trafo merkezi veya 154 kV trafo merkezi (özellikle TEİAŞ 154 kV trafo merkezi) olarak kullanılmaktadır. Orta gerilimde örnekleri daha azdır. Bina tipi trafo merkezlerine veya PB-1 prefabrik trafo köşklerine göre daha hafiftirler. Açık tip şalt merkezlerine bağlanabilirler. Direk tipi trafo merkezleriyle pek kullanılmaz. İndirici trafo merkezi veya yükseltici trafo merkezi olarak kullanılabilirler.

Bir bölgede birçok olay enerji kesintilerine neden olabilir. Bu nedenlerden ilk akla gelenlerden biri doğal afetlerdir. Depremler, heyelanlar, fırtınalar, kasırgalar vb. doğa olayları elektrik direklerinin yıkılmasına, kısa devre arızalarına, yüksek veya orta gerilim dağıtım merkezlerinin zarar görmesine sebep olabilir. Bunun yanında doğal afet sebebiyle bir trafo merkezinde transformatör patlaması veya orta gerilim hücre içerisindeki akım-gerilim transformatörlerinin patlaması gibi nedenlerle trafo merkezi çalışmaz hale gelebilir, beslediği bölgeyi enerjisiz bırakabilir. Doğal afet veya trafo merkezinde meydana gelebilecek herhangi bir arıza sebebiyle enerjisiz kalan bölge geçici olarak mobil trafo merkezleri ile beslenebilir ve bölgenin geçici enerji ihtiyacı giderilebilir. Bir ülkede savaş durumu söz konusu olabilir. Havadan yağan bombalar, füzeler, düşen uçaklar vb. durumlar nedeniyle bölgedeki hastaneler, üretim santralleri, fabrikalar, askeri bölgeler, trafo merkezleri zarar görebilir. Savaş bölgesinde, ilk hedef alınan noktalardan biri transformatör merkezleridir. Savaş durumlarında da mobil trafo merkezleri enerji ihtiyaçlarında en çok talep edilen ürünler arasında yer alır. Transformatör merkezlerinde büyük hasarlar meydana gelir. Savaş esnasında yeni bir trafo merkezi inşa etmek yerine enerji ihtiyacı için mobil trafo merkezleri kullanmak önemli bir çözüm olmaktadır.

Mobil Trafo Merkezi Üstten Görünüşü

Mobil trafo merkezlerinin kullanılma nedenlerinden biri de enerjinin uzun mesafelere götürülerek kullanılması durumudur. Yüksek güce ihtiyacı olan bölgelere düşük akımlarla enerji ihtiyacını sağlayabilmek için kullanılmaktadır. Örnek olarak bir tünel veya baraj inşaatı projesi sırasında, bu tür şantiyelerin yüksek güç ihtiyacı bulunur. Şantiyelerin uzunluğu 2, 3, 5 veya 10 kilometrelere çıkabilir. Yüksek güç ihtiyacını 400 V alçak gerilimde uzun mesafelerde taşımak çok tercih edilmez. Çünkü enerji kayıpları artar, kablo kesitleri artar ve maliyet yükselir. Dolayısıyla bu tür yüksek mesafelere enerjiyi, orta gerilimde taşıyıp daha sonra alçak gerilime düşürülmesi tercih edilir. Şantiye bölgesine kompakt tip beton köşklü bir trafo merkezi kurmak yerine, mobil trafo merkezlerinin kullanılması daha avantajlı olmaktadır. Ayrıca dağıtım şebekesinin ulaşmadığı ve coğrafi koşulların zor olduğu bölgelere dağıtım şebekesi kurmak hem zor hem de daha maliyetli olur. Bu tür bölgelere genelde askeri üsler veya fabrikalar kurulduğu için bu bölgelere özel mobil trafo merkezleri kullanmak daha avantajlı gözükmektedir.

Mobil trafo merkezlerinin hızlı enerji ihtiyacını karşılaması, minimum alan kaplaması, minimum bakım gereksinimi, hızlı işletme ve devreye alma süresi, düşük yatırım ve işletme maliyeti nedeniyle anlatılan olası durumlarda kullanılması hem üreticiler hem de tüketiciler açısından büyük avantajlar sağlamaktadır.

Mobil Trafo Merkezi Tasarımı ve Örnek Bir Dağıtım Sisteminde Kısa Devre Analizi (Designing of a compact mobile substation and short‐circuit analysis in a real distribution system)

International Transactions on Electrical Energy Systems dergisinde yayımlanan akademik makalemde MATLAB Simulink programı kullanılarak 1600 kVA, 34.5/0.4 kV mobil trafo merkezi tasarımı ve kısa devre analizini yapılmıştır. Özetini ve DOI numarasını aşağıda bulabilirsiniz.

Yayınlanma Tarihi – Haziran, 2021

DOI Numarası – https://doi.org/10.1002/2050-7038.12903

Yayının giriş özeti aşağıdaki gibidir.

Ülkemizde artan nüfusla birlikte elektrik enerjisine olan ihtiyaç giderek artmaktadır. Elektrik enerjisi enerji santrallerinde üretilir, yükseltici trafo merkezleri ile gerilim yükseltilir, enerji iletim hatları vasıtasıyla uzun mesafelerce taşınır ve indirici trafo merkezleri ile alçak gerilim seviyesine indirilerek son kullanıcıya ulaştırılır. Enterkonnekte sistemde trafo merkezleri çok kritik öneme sahip yapılardır. Enerji ihtiyacının artışı, trafo merkezlerinin artışına sebep olur. Trafo merkezleri elektrik enerjisinin üretildiği noktadan enterkonnekte sisteme, iletim sisteminden dağıtım sistemine bağlandığı kritik noktalarda yer almaktadır. Ayrıca trafo merkezleri sadece gerilim değiştirilmesine sağlamaz, aynı zamanda enerji dağıtımının da bu merkezlerden yapılmasına olanak sağlar. Bu noktalarda meydana gelebilecek bir arıza, tüm sistemi enerjisiz bırakabilir. Sadece bağlı olduğu tüketim noktasını değil, diğer tüketim noktalarını da enerjisiz bırakabilir. Trafo merkezleri herhangi bir nedenden dolayı devre dışı kalabilir. Bu nedenlerden bazıları; trafonun patlaması, orta gerilim modüler hücrelerdeki ekipmanların zarar görmesi, doğal afetler, savaş durumları vb. durumlar olabilir. Böyle bir durumda ya mevcut sistemdeki arıza çabuk bir şekilde giderilmeli ya da dağıtım sistemine ek enerji takviyesi yapılmalıdır. Bu enerji takviyesi jeneratör sistemleri, mobil trafo merkezleri vb. yöntemler olabilmektedir. Bazı arıza durumlarında mevcut durumdaki arıza hemen giderilemeyebilir. Bu durumda jeneratör sistemleri bir çözüm olabilmektedir. Enerji kesintisi uzun süre olacaksa bu yöntem maliyetli olabilir. Jeneratörler yerine mobil trafo merkezleri kullanılabilir. Elektrik enerjisini tedarik eden kurum veya kuruluşlarda yedekte hazır mobil trafo merkezleri varsa hızlı bir süre içerisinde sistem devreye alınır ve son kullanıcıya enerji verilir. Mobil trafo merkezleri sadece enerji kesintisi nedeniyle kullanılmaz. Aynı zamanda bir bölgeye geçici enerji tedariki durumunda da kullanılabilir. Ayrıca büyük ve uzun mesafeler içeren büyük inşaat projelerinde enerji iletimi yüksek maliyet sebebiyle alçak gerilimden ziyade orta gerilimde yapılır. Bu durumlarda mobil trafo merkezleri kullanıcının tam ihtiyacına yönelik yapılar olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında gerilimi 34.5 kV’dan 400 V’a indiren 1600 kVA anma gücünde indirici tip bir mobil trafo merkezi tasarımı yapılmıştır. Tasarımda mobil trafo merkezinin orta gerilim ve alçak gerilim elektrik dağıtım tek hat şemaları oluşturulmuştur. Orta gerilim devresindeki kesicilerin, ayırıcıların, ölçü transformatörlerinin, dağıtım transformatörün, koruma rölesinin, parafudrların ve modüler hücrelerin seçimi yapılmıştır. Kablo kesitleri hesaplanmıştır. Alçak gerilim devresindeki kesicinin seçimi ve akü redresör grubu hesabı yapılmıştır. Mobil trafo merkezinin metal köşk mimari çizimleri ve ekipmanların köşk içerisindeki yerleşimi yapılmıştır. Daha sonra ise mobil trafo merkezinin topraklama sistemi ile ilgili bilgiler verilmiştir.

Mobil Trafo Merkezi Yandan Görünüşü

Elektrik dağıtım şebekelerindeki en önemli problemlerin başında kısa devre arızaları gelmektedir. Kısa devre arızası her an meydana gelebilir. Dolayısıyla sisteme bağlı tüm ekipmanlar daima kısa devre arızasından korunması gerekmektedir. Eğer koruma yapılamazsa can ve mal kayıpları meydana gelebilir. Mobil trafo merkezi tasarımında seçilen koruma ekipmanları en yüksek kısa devre arıza şartlarına göre seçilmiştir. Tez çalışmasında mobil trafo merkezi tasarımında seçilen ekipmanların en kötü kısa devre şartlarına göre sistemi koruyup korumadığı incelenmiştir. Kısa devre arızaları simetrik ve asimetrik olarak iki farkı tipte incelenir. Simetrik arıza, dengeli üç fazlı kısa devre arızasının meydana geldiği durumdur. Genelde en yüksek kısa devre akımları bu durumda oluşur. Asimetrik (simetrik olmayan) kısa devre arızaları ise faz-toprak, faz-faz ve iki faz-toprak kısa devre arızası olmak üzere üç tipte incelenir. Genelde dağıtım şebekelerinde en çok tek faz-toprak kısa devre arızaları meydana gelir.

Tez çalışmasında MATLAB/Simulink programında bulunan elektrik şebekesi modelleri kullanılarak mobil trafo merkezinin modeli oluşturulmuştur. Mobil trafo merkezinin orta gerilim baralarında üç faz, faz-toprak ve faz-faz kısa devre arızaları meydana geldiği varsayılmıştır. Çalışmada iki farklı simülasyon yapılmıştır. Birincisi, mobil trafo merkezi direkt 100 MVA kısa devre gücündeki bir gerilim kaynağına (sonsuz güçlü dağıtım şebekesine) bağlı olduğu durum için simülasyon yapılmıştır. Bu simülasyonda önce tam yükte normal çalışma durumundaki osilografik akım ve gerilim grafikleri elde edilmiş, daha sonrasında 34.5 kV orta gerilim barasında üç faz, faz-toprak ve faz-faz kısa devre arızaları meydana gelmesi durumunda kısa devre akımı hesaplanmış ve osilografik akım ve gerilim grafikleri oluşturulmuştur. İkinci simülasyonda ise tasarlanan mobil trafo merkezinin, İstanbul’un Beykoz ilçesindeki 9 adet trafo merkezinin bulunduğu bir mahallenin dağıtım şebekesine bağlandığı durum incelenmiştir.  Bu trafo merkezleri kısa devre gücü 16500 MVA olan, 100 MVA anma gücünde 380/34.5 kV’luk Beykoz GIS indirici merkezden beslenmektedir. Dokuz adet trafo merkezlerinden biri 1600 kVA anma gücündedir. Senaryo olarak bu şebekede işletmede olan 1600 kVA trafo merkezinin arıza yaptığı ve yerine çalışmada tasarımı yapılan 1600 kVA gücündeki mobil trafo merkezinin devre alındığı düşünülmüştür. Gerçek tabanlı bu dağıtım şebekesi MATLAB programının Simulink alt programındaki elektrik şebekesi modelleri kullanılarak modeli oluşturulmuştur. Her bir trafo merkezi bir alt sistem olarak kutucuklar halinde modellenmiştir. Sistemin genel modeli ve her bir trafo merkezinin modelleri gösterilmiştir. Mobil trafo merkezinin bağlı durumda tüm trafo merkezleri tam yükteyken önce mobil trafo merkezinin, arızanın olmadığı normal çalışma durumundaki osilografik akım ve gerilim grafikleri elde edilmiş, daha sonrasında 34.5 kV orta gerilim barasında üç faz, faz-toprak ve faz-faz kısa devre arızası meydana gelmesi durumunda kısa devre akımı hesaplanmış ve osilografik akım ve gerilim görünümleri elde edilmiştir. 

Mobil Trafo Merkezi Arkadan Görünüşü (AG Odası)

Sonuç olarak elde edilen her iki simülasyon senaryosunda, elde edilen tüm akım ve gerilim değerleri bir tablo haline getirilip sunulmuştur. İki simülasyonda kendi içerlerinde hem normal çalışma simülasyonlarına hem de kısa devre arıza simülasyonlarına bakılarak, tasarımda seçilen ekipmanların normal ve kısa devre çalışma koşullarına uygun olup olmadığı kontrol edilmiştir.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

SOSYAL MEDYA

İÇERİK KATEGORİLERİ

İLETİŞİM FORMU

    © 2025 Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Dijital İçerik Platformu

    Theme by Anders Noren — Up ↑