Upload
hoangtuong
View
320
Download
33
Embed Size (px)
Citation preview
EMO YAYIN NO:EK/2011/11
TMMOBElektrik Mühendisleri Odası
e-kitap ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM (9)Koruma Kontrol ve İzleme 2
*Koruma Elemanlarının Seçimi*RCD (Rezidüel Akım Koruma Cihazları)*Alçak Gerilim Yüksek Kesme Kapasiteli*OG Akım Sınırlandırıcı Sigortaların Dizaynı ve Kullanılması*Doğruluk Sınıfı*Doğruluk Sınıfı*Koruma ve Uygulama Şekillerine Göre Akım Transformatörlerinin Seçimi *Akım Transformatörlerinin Seçiminde Kullanılan Genel Pratik Kurallar ve Bilgiler* Uyum Akım Transformatörleri *Kondansatör Gruplarının Korunması * Orta Gerilim Motor Koruması * Fider Koruma* Fider Koruma*Transformatör Koruması * Kontrol Ve İzleme
TURGUT ODABAŞI
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 289-
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM (9)
Koruma Kontrol ve İzleme 2
334
Koruma Kontrol ve İzleme
Koruma Kontrol ve İzleme
9
9
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 290-
Notları Derleyen:
Aydın Bodur
Notları Yayına Hazırlayan:
Aydın Bodur
M.Turgut Odabaşı’na Saygılarımızla
Elektrik Kuvvetli Akım Notları, Turgut Odabaşı’nın Elektrik Tesisat Mühendisleri Dergisinde yayınladığı
yazılardan, ‘Elektrik Kuvvetli Akım Tesisat El Kitabı’ ile her bölümün sonunda belirtilen ABB, Schneider,
Chevron, NAFVAC ve Siemens’in hazırladığı İmalat, Bakım, Montaj El kitaplarından EMO için
derlenmiştir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 291-
9.21. Koruma Elemanlarının Seçimi .............................................299
9.21.1. Orta Gerilim Kesicileri ..................................................299
9.21.2. Alçak Gerilim Kesicileri ................................................305
9.21.3. Kesicilerin Temel Karakteristikleri .................................309
9.22. RCD (Rezidüel Akım Koruma Cihazları) ...............................312
9.22.1. RCD Cihazının Yapısı .....................................................313
9.22.1.2. Ölçü Ünitesi ..........................................................314
9.22.1.3. Açtırma Ünitesi .....................................................315
9.22.2. RCD cihazlarının tipleri .................................................315
9.22.2.1. Elektro mekanik röleli RCD ....................................315
9.22.2.2. Elektronik röleli RCD .............................................316
9.22.3. RCD Cihazlarının Tesiste Çalışma Prensipleri .................317
9.22.4. Rezidüel Akım Kesicileri (RCCB) ....................................322
9.22.5. Aşırı Yük Korumalı Rezidüel Akım Kesici (RCBO) ............323
9.22.6. RCD tarafından Korumanın Sağlanması.........................324
9.22.7. RCD Cihazının Koruma Yapmadığı Durumlar. ................325
9.22.8. Tesis Tertipleri .............................................................326
9.22.8. RCD Tesisinde Meydana Gelen Problemlerin Ortak
Sebepleri .................................................................................330
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 292-
9.22.8.1.Hatalı Nötr Bağlantıları ...........................................330
9.22.8.2. Çapraz Bağlı Nötr ve Faz Hatları ............................331
9.22.8. Üçlü-Nötr-Toprak Bağlantısı .......................................332
9.22.8.1. Şebeke Nötründe Üretilen 3. Harmonik Akımları ...335
9.22.8.2. TN-C Sistemler .....................................................335
9.22.9 RCD ile Korunan Sistemde Hatanın Bulunması ...............336
9.22.9.1. RCD Cihazının Test Butonunun Çalışmaması durumu
............................................................................................337
9.22.10. Tüketicinin Eğitimi ......................................................341
9.22.11. Orta ve Yüksek Gerilim Sistemleri ile Yüksek Değerde
Akım Çeken AG Sistemlerinde RCD kullanımı............................342
9.22.11.1 RCD Sensörleri .....................................................343
9.22.11.2. Özel durumlar .....................................................344
9.22.12. Koruma Röleleri ve Açtırıcılar .....................................354
9.22.13. Sonuçlar .....................................................................356
9.22.13.1. RCD cihazlarınınn Kullanımında Seçiciliğin
sağlanması ..........................................................................358
9.22.13.2. RCD kullanarak seçiciliğin uygulanması ................358
9.23. Alçak Gerilim Yüksek Kesme Kapasiteli NH-Sigortalar 360
9.23.1. Uygulama Alanları ........................................................360
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 293-
9.23.2. Dizayn ..........................................................................361
9.24. OG Akım Sınırlandırıcı Sigortaların Dizaynı ve Kullanılması ..371
9.24.1. Temel Karakteristikler ..................................................371
9.24.2. Transformatörlerin Korunması .....................................372
9.24.3. Motor Koruması ...........................................................376
9.24.4. Kapama Darbe Akımı ....................................................380
9.24.5. Akım Transformatörleri ................................................384
9.24.5.1. Akım Transformatörünün Karakteristik Değerleri ..385
9.25. Doğruluk Sınıfı .....................................................................386
9.25.2. Birden Çok Sekondere Sahip Akım Transformatörü ......388
9.25.3. Doğruluk Sınır Faktörü ALF üzerine yüklerin etkisi ........389
9.26. Koruma ve Uygulama Şekillerine Göre Akım
Transformatörlerinin Seçimi.........................................................392
9.26.1. Koruma amaçlı akım transformatörlerinin doğruluk sınır
faktörünün (ALF) seçimi ...........................................................393
9.26.1.1. Sabit zamanlı aşırı akım koruması ..........................393
9.26.1.2. Ters zamanlı aşırı akım koruması ...........................394
9.26.1.3.Yönlü aşırı akım koruması ......................................395
9.26.1.4. Toprak hata koruma ..............................................395
9.26.1.5. Diferansiyel Korumalar ..........................................398
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 294-
9.26.2. Uygulamalara Göre Akım Transformatörlerinin
Karakteristiği ...........................................................................398
9.26.2.1.Tipik Korumalar için gerçekleştirilen uygulamalar ...400
9.26.2.2.Diferansiyel Korumanın Özel Durumu ....................407
Şekil 9.261: Pilot hatlı kablo veya hat diferansiyel koruması .....414
Mesafe Koruması .....................................................................419
9.26.3. Akım Transformatörlerinin Kısa Devre Dayanımı...........422
9.26.3.1.Termal Kısa Devre Dayanımı .................................422
9.26.3.2. Dinamik Kısa Devre Dayanımı ................................424
9.26.4 Akım Transformatörlerinin Kısa Devre
Dayanımlarının Belirlenmesi ....................................................424
9.27. Akım Transformatörlerinin Seçiminde Kullanılan Genel
Pratik Kurallar ve Bilgiler .............................................................427
9.27.2. IEC Standartlarına göre Primer Devre Karakteristikleri ..427
9.27.2.1.Nominal primer devre gerilimi ATPU .....................427
9.27.2.2. Primer işletme akımı )( ATPI : ................................428
9.27.2.3. Akım transformatörü nominal primer akımı ..........430
9.27.3. IEC Standartlarına Göre Akım Transformatörünün
Sekonder Devre Karakteristikleri. .............................................432
9.27.3.1. Nominal sekonder akımlar 2ATNI ..........................432
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 295-
9.27.3.2. Akım Transformatörünün Sekonder Terminallerine
Bağlanan Gerçek Güç ...........................................................433
9.28. Uyum Akım Transformatörleri .............................................439
9.28.1. Ana Akım Transformatörünün Gerekli Değerleri ...........440
9.28.2. Toplama Akım Transformatörleri ..................................442
9.28.3. Ara Akım Transformatörü .............................................443
9.29. Gerilim Transformatörleri....................................................446
9.29.1.Karakteristikleri .............................................................446
9.29.2. Gerilim Düşümü ...........................................................449
9.29.3. Ölçü Cihazlarının Güç Tüketimi .....................................450
9.30. Orta Gerilim Motor Koruması ..............................................452
9.30.2. 1500 BG ve daha yüksek güç değerlerinde motorlar için
minimum koruma ....................................................................453
9.31. Fider Koruma ......................................................................455
9.31.1. Standart yön elemanı ile donatılmamış koruma devresi ve
rezidüel akıma göre çalışan toprak koruması durumunda: ......455
9.31.2. Standart yön elemanı ile donatılmamış koruma devresi ve
tiroidal toprak akım sensörü üzerinden bağlı toprak hata
koruması durumunda: .............................................................456
9.31.3. Yönlü röleler vasıtasıyla fider koruma durumunda:.......457
9.32. Transformatör Koruması .....................................................458
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 296-
9.32.1. Küçük güçte transformatörlerde koruma ......................458
9.32.2. Yüksek güçte transformatör koruması .........................459
9.32.3. İlave Transformatör Toprak Koruması ..........................460
9.33. Bara Koruması ....................................................................461
9.33.1. Tek kaynak girişli radyal konfigürasyon .........................461
9.33.2. İki kaynak girişli bara kuplaj kesicili sistem ...................462
9.33.3. Tek veya çok kaynaklı kuplaj kesicili veya kesicisiz bara
diferansiyel koruması...............................................................463
9.33.4. Birden fazla besleme kaynaklı, kuplaj kesicili, değişken
çevirme oranlı akım trasformatörü ile gerçekleştirilen diferansiyel
koruma ....................................................................................464
9.33.5. Besleme sisteminden doğrudan yapılan giriş koruması (İç
enerji üretimi olmadığı durum) ................................................465
9.33.6. Dağıtım veya güç transformatörü üzerinden yapılan giriş
koruması (İç enerji üretimi olmadığı durum) ............................466
9.33.7. İç Enerji üretimli tek kaynaklı giriş koruması .................467
9.35. Kontrol Ve İzleme .........................................................468
9.35.1.Elektrik enerjisinin dağıtım kontrol ve izleme sistemlerinin
yararları ...................................................................................469
9.35.1.1. Şebekenin kontrolü ve izlenmesi ...........................469
9.35.2.Enerji Faturalarından Tasarruf .......................................470
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 297-
9.35.3. Enerji Elde Edilebilirliği ..........................................473
9.35.4.Zamana Bağlı Programlama ...........................................477
9.35.6. Şebeke Bakım Araçları ..............................................478
9.35.7. Dağıtım Şebekesi Kontrol Sistemi ..............................478
9.35.8. Bakım Ekipmanlarının Uygunluğu ..............................479
9.36. Elektrik Şebekesindeki Fonksiyonların Tanımları ..480
9.36.1. Otomatik Bağlantı Değiştirme ...................................480
9.36.2 Orta Gerilim Gözünün Teşkil Edilmesi .......................486
9.36.3. Yük Atma ..................................................................488
9.36.3.1. Yük atmada tarife yönetimi ..................................489
9.36.3.2. Transformatör aşırı yük koruma için yük atma ......490
9.36.4. Transformatörün Sıralı Olarak Yüklenmesi ................494
9.36.5.Anahtar ve ayırma cihazları arasındaki kilitleme işlemleri
................................................................................................495
9.36.6.Anahtarlama cihazlarının karşılıklı açtırmaları................496
9.36.7.Topraklama transformatörünün bağlantı
değişikliği .................................................................................497
9.36.8.Reaktif enerji kompanzasyonu ......................................498
9.36.9.Alt sistemlerden ölçüm ve enerji kalitesinin kontrolü ....499
9.36.10.Zamana bağlı programlama .........................................500
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 298-
9.36.11.Tarife yönetimi............................................................500
9.36.12.İç üretim jeneratör gruplarının kontrolü ......................501
9.36.12.2. Genel dağıtım şebekesine bağlı olarak çalışma ....502
9.36.13. Son durumun tesbiti .............................................505
9.36.14. Hata kayıtları ........................................................506
SON SÖZ ......................................................................................507
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 299-
9.21. Koruma Elemanlarının Seçimi
9.21.1. Orta Gerilim Kesicileri
Kesiciler şebekede kontrol ve korumayı sağlayan cihazlardır. Kısa
devre akımlarına, açma ve kapama akımlarına ve sürekli işletme
akımlarına dayanabilecek kapasitede olmaları gerekir.
Kesici herhangi bir hasara uğramaksızın
1 veya 3 saniye süre ile termik=kısa devre akımına
50 Hz de KI .5,2 (IEC)
60 Hz de KI .6,2 (IEC)
KI .7,2 (ANSI) değerlerinde elektrodinamik akımlara
Sürekli sabit yük akımına dayanabilecek kapasitede
olmalıdır.
Kesicilerin belirlenmesini sağlayan ana karakteristikler
Nominal gerilim
Nominal izolasyon gerilimi
Nominal kısa süre akımı
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 300-
Nominal darbe dayanım akımı
Kısa devre dayanım süresi
Açma –kapama cihazları ve yardımcı devreler için nominal
besleme gerilimleri
Nominal frekans
Nominal kısa devre kesme akımı
Nominal transiyent toparlanma gerilimi
Nominal kısa devre kapama akımı
Nominal açma kapama sayısı
Nominal çalışma süresi
Nominal gerilim (IEC 60694)
Nominal gerilim normal çalışmada ekipmanın dayanabileceği
gerilimim maksimum rms değeridir. Standard değerler (kV) 3,6-7,2-
12-17,5-24-36 dır.
Nominal izolasyon seviyesi (IEC 60 056 ve 60 694)
İzolasyon seviyesi iki değerle karakterize edilir.
Darbe dalga dayanımı s50/2,1
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 301-
Şekil 9.184 dalga dayanımı
1 dakika süre ile güç frekansında dayanım gerilimi
Tablo 9.29
Nominal Akım (IEC 60 694)
Kesici daima kapalı olduğunda malzeme fonksiyonu ve bağlantı
tipine uygun olarak maksimum sıcaklık derecesini aşmadan sürekli
olarak taşıyabileceği yük akımıdır. 400C maksimum değeri aşmayan
ortam sıcaklıklarında kullanılan çeşitli malzemelerin maksimum izin
verilen sıcaklık yükselmeleri (IEC 60 694)de verilmiştir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 302-
Nominal Sürekli Akım (Yük akımı) (IEC 60 694)
Kesicinin belirlenen normal şartlar altında her hangi bir açma
yapmadan sürekli taşıyabileceği nominal akım değeridir
Nominal kısa süre dayanım akımı (IEC 60 694)
Kısa devre akımı LL
KK
U
SI
.3
ifadesiyle verilir.
Burada
KS kesicinin bağlandığı noktadaki kısa devre gücü (MVA)
LLU kesicinin bağlandiği noktadaki faz-faz gerilimi (kV)
KI kesicinin bağlanacağı noktadaki simetrik kısa devre akımıdıri
1 veya 3 saniye süre için şebekede izin verilen maksimum kısa devre
akımlarının standart değerleri (kV) 6,3-8-10-12,5-16-20-25-31,5-40-
50 kV’dır.
Nominal darbe dayanım akımı (IEC 60 694) ve kapama akımı (IEC
60 056)
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 303-
Kapama akımı tesiste kısa devre olduğunda kesicinin kapama
kapasitesinin maksimum değeridir. KI Kesicinin nominal geriliminde
kısa devre akımının maksimum değeri olmak üzere kısa süre
dayanım akımının tepe değeri
50 Hz de KI .5,2
60 Hz de KI .6,2
KI .7,2 (özel uygulamalar için) olmalıdır.
Nominal kısa devre süresi (IEC 60 694)
Nominal kısa devre süresi 1 veya 3 saniyeye eşittir.
Açma kapama cihazlarının ve yardımcı devrelerin nominal
gerilimleri
Yardımcı devrelerin besleme gerilimleri,
Doğru akım için 24-48-60-110 veya 125-220-250 Volt
Alternatif akım için 120-220-230-240 Volt
İşletme gerilimleri, aşağıda verilen aralıklar içinde bulunmalıdır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 304-
Motor ve kapama üniteleri Doğru ve alternatif akımda
Nominal gerilim değerinin -%15 ile +%10 u
Açma ünitelerinde:
- Doğru akım devreleri için nominal gerilimin - %30 ile
+ %10 u
- Alternatif akım devreleri için nominal gerilimin - %15
ile + %10 u
Nominal frekans (IEC 60 694)
Dünyada 50 Hz avrupa , 60 Hz amerikada olmak üzere iki tip frekans
kullanılır.
Nominal Çalışma sırası, (IEC 60 056)
Nominal anahtarlama sırası IEC’ye göre O-t-CO-t’-CO dur
O, açma işlemini gösterir
CO, açma işlemini takip eden hemen sonraki kapama işlemini
gösterir.
Üç nominal işletme sırası vardır.
Yavaş O-3dak-CO-3dak-CO
Hızlı 1 O-0,3 sn-CO-3dak-CO
Hızlı 2 O-0,3 sn-CO-15sn-CO
Nominal kısa devre kesme akımı (IEC 60 056)
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 305-
Nominal kısa devre kesme akımı kesicinin nominal gerilim altında
açma yapabileceği akımın en yüksek değeridir.
İki değerle karaterize edilir.
Periyodik bileşenin rms değeri: Nominal kısa devre kesme
akımı
Kesicinin açma süresine uygun aperiyodik bileşenin yüzdesi
Şekil 9.185: zaman aralığının fonksiyonu olarak (%DC) bir aperiyodik
bileşenin yüzdesi
9.21.2. Alçak Gerilim Kesicileri Kesiciler yüklerin devreye sokulup çıkarılması için kullanılması ile
birlikte bağlı olduğu sistemi veya bölümü aşırı yüke, kısa devreye
karşı korumasını sağlar ve ayrıca gerekli açtırma sistemi ile birlikte,
toprak kaçak ve düşük gerilim koruması da gerçekleştirilir.
Kesici ana koruma fonksiyonlarına göre:
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 306-
Sistem koruması yapan kesiciler
Motor koruması yapan kesiciler olmak üzere iki kategoriye
ayrılır.
Kesiciler yapı tiplerine göre:
Kapalı tip kasalı kesiciler
Açık tip kesiciler olmak üzere iki yapı tarzında imal edilirler.
Kesiciler akım kesme metoduna göre:
Sıfır akım kesmeli kesiciler
Akım sınırlandırıcılı kesiciler olmak üzere iki tiptir.
Sıfır akım kesmeli kesici
Sıfır akım kesmeli kesiciler, alternatif akım arkını ikinci yarı
periyodda akım sıfır değerinden geçerken söndürür.
Şekil 9.186: Akımın sıfırdan geçerken kesilmesi
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 307-
1t kontakların açılması
2t açma işleminin sonu
Lt ark süresi
Bu ark gerilimi
SI Maksimum asimetrik kısa devre akımının tepe değeri
u ani gerilim
ı ani akım
Akım Sınırlandırıcı Kesiciler
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 308-
Akım sınırlandırma denilince kısa devre akımının tepe değerine
ulaşmadan ilk yarım peryodda kesilmesi anlaşılır. Böylece küçük
kesme değerinde akım sınırlandırılır.
Şekil 9.187: Kısa devre akımının sınırlandırılarak kesilmesi
Aşırı akım açtırıcıları
Aşırı akım açtırıcıları ya kesicinin uzerine yerleştirilmiş bir şekilde
veya takılıp sökülebilen yapıdadır. Kullanılan aşırı akım açtırıcıları,
mekanik ve elektronik yapıdadır. Bunlarla ilgili karakteristikler
imalatçı kataloğlarında verilmektedir.
Büyük miktarlarda harmoniklere sahip sistemlerde Mekanik
(Termik) aşırı akım açtırıcıları
Yüksek miktarlarda harmonik bulunduran sistemlerde ters zamanlı
aşırı akım açtırıcı ile koruma yapmak uygun değildir. Bu gibi
durumlarda aşağıda belirtilen uygulamalar yapılır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 309-
Mekanik açtırıcılar yerine elektronik açtırıcılar kullanmak,
Kısa devre korumasını sabit zamanlı ve/veya ani açtırıcılar
vasıtasıyla gerçekleştirmek ve aşırı akım korumasını
kesiciden ayrı olarak monte edilmiş aşırı yük açtırıcısı
vasıtasıyla gerçekleştirmek
Sabit Zamanlı Açtırıcılarla kısa devre koruması
Kısa süre gecikmeli sabit zamanlı açtırıcılar, zamana bağlı seçici aşırı
akım koruması açtırıcısı olarak kullanılırlar. Ancak aşırı akımların çok
yüksek olabileceği durumlarda belirlenen akım değerlerine ani
alarak açtırma yapacak ani açtırıcılarla kombine edilmelidir.
9.21.3. Kesicilerin Temel Karakteristikleri
Nominal İşletme Gerilimi eU : Şebekedeki herhangi bir bozucu etki
göz önüne alınmadan normal işletme şartlarında işletme için dizayn
edilen kesicinin gerilim değeridir. Gerilimin diğer değerleri bozucu
şartlara uygun olarak kesici karakteristikleri olarak belirtilir.
Nominal Akım NI : aşırı akım açtırma rölesi ile donanmış, taşıdığı
akım değerine belirlenen sıcaklık sınırlarını aşmaksızın imalatçı firma
tarafından belirlenen bir ortam sıcaklığında sürekli olarak kesicinin
taşıyabileceği akımdır.
Örnek:
400C ortam sıcaklığında AI N .125 nominal akımında 125 A
ayarlanan aşırı akım rölesi ile donatılacaktır. Aynı ayar değerindeki
kesici , daha yüksek ortam sıcaklığında sürekli akım taşıma
kapasitesi azalacak 500C ortam sıcaklığında 117 A olacak 600C ise
sürekli akım taşıma kapasitesi 109 A olacaktır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 310-
Aşırı akım röle açtıma akım ayarı
Küçük kesiciler ayrı tutulacak olursa, endüstriyel tesislerde kullanılan
kesiciler ayarlanabilir aşırı akım açtırma rölelerine sahiptir. Bununla
birlikte kesiciyi devre ihtiyaçlarına ve kontrollerine uymlu hale
getirmek tesiste kabloların aşırı boyutlandırılmasını önlemek
amacıyla rölelerin açtırma değerleri genellikle ayarlanabilir.
Açtırma akımının rhI veya rthI kesiciyi açtıracak üst akım
değerleridir ve aynı zamanda herhangi bir açtırma olmaksızın
kesicinin maksimum akım değerini gösterir. Bu değer maksimum yük
akımı BI den büyük ve fakat ZI maksimum izin verilen akımdan
küçük olmalıdır. Konu ile ilgili detaylı bilgiler İletkenlerin
boyutlandırılması ile ilgili 7. ciltte İletkenlerin Korunması
bölümünde verilmiştir.
Kısa devre röle açtırma ayarı
Kısa devre açtırma röleleri (ani veya mili saniyeler mertebesinde çok
az gecikmeli) yüksek değerlerde hata akımlarının meydana gelmesi
halinde hızlı bir şekilde kesiciyi açtırması istenir.
Açtırma eşik değerleri mI
IEC 898 standardlarına göre meskenler için sabit değerli
IEC 947-2 standardlarına uygun ayar değerleri imalatcı
firmalar tarafından belirlenen endüstriyel tipler için
belirlenir
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 311-
Tablo 9.30: Alçak gerilim kesicileri için aşırı yük ve kısa devre açtırma akım
eşik değerleri
Nominal Kısa devre kesme kapasitesi CUI veya cnI
Kesicinin kısa devre akım kesme değeri olabilecek en yüksek kısa
devre akımını herhangi bir hasar olmaksızın kesme kapasitesidir.
Standartlarda yer alan akımın değeri, hata akımının AC bileşeninin
RMS değeridir. DC bileşen standart değerin belirlenmesinde daima
sıfır kabul edilir. Endüstriyel kesicilerde nominal CUI değeri ve
mesken tiplerinde cnI değeri normal olarak kA rms olarak verilir.
CUI en son kısa devre kesme kapasitesi ve CSI nominal işletme kısa
devre kesme kapasiteleri IEC 947-2 farklı kullanma kategorileri için
açıklanmıştır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 312-
Tablo 9.31: Hata akımının güç faktörüne bağlı olarak IEC 947-2 ye
Göre CUI değerleri
Nominal izolasyon gerilimi IU
Yaklaşma mesafesi göz önünde bulundurularak dielektrik test
geriliminin değeridir. Nominal işletme geriliminin maksimum değeri
asla IU nominal izolasyon geriliminin değerini aşmamalıdır.
Nominal darbe dayanım gerilimi impU
Bu karakteristik kV tepe değer olarak ifade edilir.Bu gerilim değeri
test şartları altında herhangi bir hasara uğramaksızın ekipmanın
dayanım kapasitesidir.
9.22. RCD (Rezidüel Akım Koruma Cihazları) Son yıllarda kullanımı güncel hale gelen ve fakat gerek yapısı ve tesis
şekli hakkında gerekli bilgiye sahip olunması önemsenmeden,
tesislerde rasgele yerlere takılırlar. Fonksiyonuna veya işletme
şekline uygun olmayan tarzda tesis edilmeleri nedeniyle ya sürekli
veya fasılalalı olarak sık sık açma yaptıkları görülür ve dolayısıyla
sökülürler. Aynı zamanda, sıklıkla farklı yapıda ve koruma mantığına
sahip kaçak akım koruma cihazları ile birbirine karıştırılırlar. Oysa
gerek insan hayatını tehlikeli elektrik şoklarına karşı koruyan,
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 313-
gerekse tesiste oluşabilecek izolasyon hatalarını önceden tesbit
ederek, izolasyon hatalarından kaynaklanan yangınları önleme
amacıyla kullanılması gereken çok önemli bir koruma cihazıdır.
9.22.1. RCD Cihazının Yapısı RCD cihazları algılama ünitesi, ölçü ünitesi ve açtırma ünitesi olmak
üzere üç kısımdan meydana gelmektedir.
9.22.1.1. Algılama Ünitesi
Şekil 9.188. RCD algılama ünitesi
Primer sargılarına, korunacak devrenin faz ve nötrünün bağlandığı,
akım toroidal transformatörüdür. Akım transformatörünün faz ve
nötr sargılarının yönü, yük ve nötr akımları birbirinin etkilerini
ortadan kaldıracak şekildedir. Korunan devre hatasız olduğunda;
akımlar, tes yönde ve birbirine eşit olarak aktığından ve toplam akım
değişimi, sıfır olduğundan akım transformatörünün demir
çekirdeğinde endükleme olmaz. RCD ile korunan devrede bir toprak
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 314-
hatası meydana geldiğinde söz konusu akım dengesi bozulur ve
sekonder sargıda rezidüel akım denilen bir akım endüklenir.
9.22.1.2. Ölçü Ünitesi
Sekonder sargıdan gelen elektrik sinyalını yani rezidüel akımı
ayarlanan açtırma eşik değeriyle karşılaştıran elektromekanik bir
röle kullanılır.
Şekil 9.189. RCD Ölçü Ünitesi
Bu rölede sabit miknatıs özelliğini haiz mıknatıs açtırma
mekanizmasına bağlı döner klape kapalı pozisyonda tutar
Bunun karşılığında elektromıknatıs üzerinden rezidüel akım
aktığında elektromıknatısın çekme özelliği, rezidüel akımın
miktarına göre azalmaya başlar istem duyarlılığına göre
ayarlanan kalıcı mıknatısın çekme kuvveti, döner klapeye
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 315-
bağlı yayın çekme kuvvetinden daha fazla olduğu
durumlarda klapeyi kapalı pozisyonda tutar
9.22.1.3. Açtırma Ünitesi
Sabit miknatısın etkisini ortadan kaldıracak seviyede rezidüel akım
meydana geldiğinde yay döner klapeyi çekerek açtırma
mekanizmasını tetikler ve hatalı devre açılır.
Şekil 9.190. Açtırma ünitesi
9.22.2. RCD cihazlarının tipleri Cihazlar, elektromekanik röleli ve elektronik röleli olmak üzere iki
tiptir.
9.22.2.1. Elektro mekanik röleli RCD
Bu RCD, herhangi bir yardımcı gerilim kaynağı olmaksızın çalışır.
Toroid tarafından sağlanan enerji, sabit mıknatıslı mıknatıs
tarafından kapalı pozisyonunda tutan bir elektro mıknatısı
enerjilendirir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 316-
Şekil 9.191. Elektromekanik röleli RCD
Hata akımı enerjisi, doğrudan açtırmayı sağlar .Bu hata orjinine
bakılmaksızın en güvenli işletme teknolojisidir. Kullanıcı emniyeti,
birinci oncelik olduğundan çalışma güvenirliği şebeke ve tesis
kalitesine, nötr sistemi seçimine bağlı olmamalıdır. Tek tesislerde
gruplar ve devreler için kullanışlıdır. Zaman bağlı seçilik ayarları
yapmak çok zordur.
9.22.2.2. Elektronik röleli RCD
Bu tip RCD yardımcı besleme kaynağı ile çalışır. Toroid tarafından
sağlanan elektrik enerjisi şebekeye bağımlı kaynak tarafından
beslenen elektronik kutu tarafından yükseltilir.
Şekil 9.192. Elektronik röleli RCD
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 317-
Hatanın algılanmasıyla açtırma cihazı harekete geçer. Bu RCD’ler
bağlandığı açtırma cihazından tamamen bağımsız yapılabilirler.
Bu cihazlar,
Yüksek ayar değerleriyle beslemenin sürekliliğini sağlarlar
Değerlerine bakılmaksızın tüm fider tipleri için çözümdür
9.22.3. RCD Cihazlarının Tesiste Çalışma
Prensipleri RCD, elektromanyetik prensiplere göre çalışan koruma cihazıdır. Bu
tip koruma cihazında, RCD içinden geçen akımları taşıyan ve
korunan devreye ait aktif yani faz ve nötr iletkenlerinde meydana
gelen manyetik alanı algılayan toroidal transformatör kullanılır. Söz
konusu akımların yönü ve büyüklüğü göz önüne alınarak vektör
toplamları (residuel -yani artık- akımlar olarak bilinir) normal işletme
şartlarında, yani hatasız devrelerde efektif olarak sıfırdır. Anormal
şartlar halinde yani bir izolasyon hatası meydana geldiğinde;
dengesiz akımların meydana getirdiği rezidüel manyetik alan cihazın
açtırma bobinine rezidüel akım gönderir ve bu akım, daimi
mıknatısın çekme etkisini ortadan kaldırır, yayın çekme kuvvetini
dengeleyen çekme etkısi ortadan kalktığından; yay kuvveti
vasıtasıyla klape açılarak RCD ile korunan devrenin açılması sağlanır.
Normal ve Anormal işletme şartları altındaki akım akışı, manyetik
alanlar ve rezidüel akım arasındakı bağlantılar aşağıdaki şekillerle
açıklanmaktadır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 318-
Şekil 9.193. İzolasyon hatası olmayan tesiste normal şartlar altındaki
cihazda akım ve manyetik alan (MF=MN ) olur ve Rezidüel manyetik alan
sıfırdır.
Şekil 9.194. Anormal şartlar altındaki yani cihazda meydana gelen
izolasyon hatasından dolayı Akım ve manyetik alanlardaki değişme (MF=
MN) olup ve rezidüel manyetik alan sıfırdan farklıdır.
Şekillerde gösterilen semboller:
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 319-
MF Faz iletkeninde meydana gelen manyetik alan
MN Nötr iletkeninde meydana gelen manyetik alan.
IF Faz iletkeninden akan akım
IN Nötr iletkenden akan akım
IE1 Topraklama iletkeninden akan akım
IE2 İnsan vücudu üzerinden köprülenen hata akımı
Açıklanması gereken bir durumda Rezidüel akım koruma
sistemleriyle, kaçak akım koruma sistemlerinin (tamamen ayrı
koruma mantığına ve açtırma mekanizmalarına sahip olmalarına
rağmen) birbirleriyle karıştırılmasıdır.
Bu anlam karmaşası sebebiyle bir açma meydana geldiğinde RCD
cihazının koruduğu devrede meydana gelen hatanın nedeni,
genellikle tesbit edilememekte veya RCD cihazı yapısı ve koruma
mantığının gerektirdiği uygun şartlarda tesis edilemediğinden tesiste
bir izolasyon hatası oluşmadığı halde cihaz sürekli açma yapabilir.
Sıklıkla açma yapmanın ötesinde sebebi anlaşılamayan zaman
zaman ortaya çıkan aralıklarla da açmalar yapabilir ve sonuçta
cihazın kullanımının iptal edilmesine neden olabilmektedir. Piyasada
rezidüel akım koruma cihazı, ’kaçak akım koruma anahtarı’ olarak
anılmaktadır.
Bu iki sistem arasındaki farklar aşağıda belirtildiği gibidir.
1.Rezidüel akım koruma cihazı faz iletkenlerinin içinden
geçtiği akımları algılamak amacıyla yerleştirilen bir adet
akım transformatöründen meydana gelir, bkz Şekil 9.188.
Toprak kaçak koruma sistemleri ise korunacak sistemin
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 320-
girişine ve çıkışına konulan; fonksiyonu cihaza giren ve çıkan
akımların farkını algılayan akım transformatörleriyle çalışır.
Bkz. Şekil 9.195. Yani Rezidüel akım korumasında korunacak
cihazın sadece giriş tarafındaki akım tranformatörü ile
cihazın çalışması sağlanır, Toprak kaçak koruma sisteminde
korunacak cihazın hem girişine ve hem de çıkışına akım
transformatörleri yerleştirilir.
Şekil 9.195. Kaçak akım koruması
2. Rezidüel akım koruma cihazı bu cihazın toroidal akım
transformatörlerinin içinden geçen faz ve nötr iletkenlerdeki
akımların, arıza halinde vektörel toplamlarının sıfır
olmamasından dolayı ortaya çıkan rezidüel akımın açtırma
mekanizmasını harekete geçirmek suretiyle arızalı devreyi
açtırma esasına dayanan sistemdir. Bakınız Şekil 9.190 ve
şekil 9.196.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 321-
Şekil 9.196. RCD cihazına ait vektör diyagramları
Toprak kaçak koruma ise bir izolasyon hatası meydana
geldiğinde korunan cihazın giriş ve çıkışındaki akımlar arasındaki
farkı algılayarak açma yaptıran diferansiyel akım prensibine göre
çalışan bir sistemdir.
3.Rezidüel akım koruma sisteminin öncelikli amacı, insan
hayatını korumaktır; alçak gerilim sistemlerinde ev, büro ve iş
yerlerindeki dağıtım panolarındaki priz çıkışlarına yerleştirilir.
RCD’nin koruduğu devrede cihaz bir izolasyon hatası meydana
geldiğinde hata akımının açma eşik değerine ulaşmasıyla ani
olarak çalışır. Toprak kaçak koruma sisteminin öncelikli amacı,
izolasyon hatası olan cihazın tamamen tahrip olmasını
engellemektir.
Şebekede seçiciliği sağlama amacıyla ve geçici olaylardaki
akımlar göz önüne alınarak; zaman gecikmeli çalıştırılabilir.
Halbuki RCD cihazı, insan hayatı için tehlike oluşturacak şekilde
gerilimlerin meydana gelmesiyle hangi şartlar olursa olsun, ani
olarak devreyi keser.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 322-
RCD Şekil 9.190’da görüleceği üzere cihazı toroidal akım
transformatörü, daimi mıknatıs ve bu mıknatıs tarafından çekili
tutulan klape, hata meydana geldiğinde endüklenen akım
vasıtasıyla daimi mıknatısın çekme kuvveti ortadan
kaldırıldığında klapeyi açtıran yay ve bu açmayı kuvvetlendirerek
cihazın kontaklarını açtıran mekanik amplifikatörden meydana
gelir.
9.22.4. Rezidüel Akım Kesicileri (RCCB) Toprak hata algılamasına ilave olarak rezidüel akım kesicisi
anahtarlama ve ayırma elemanı olarakta kullanılabilir. Kısa devre ve
aşırı akım koruma sistemi olarak kullanılmayıp bir besleme tarafı
kesicisi olarak kullanılır.
Şekil 9.197.
RCCB’nin ana fonksiyonu,
fider grubunu korumaktır.
RCCB’nin kesicilerle (MCB
anahtarlı otomatik
sigortalarla) donatılmış tesisin
yukardaki şekilde görüldüğü
gibi toprak hatasına karşı
korunması için kullanılması
tavsiye edilir.
Sonuç olarak özellikle meskenler, ticari ve küçük endüstriyel
sistemlerde kullanılır. Avantajı düşük fiyatla hassas devrelerin
tamamının emniyetini sağlamış olmasıdır. Örneğin mutfakta,
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 323-
banyoda, atölyelerde ve alışveriş yerlerinde tüketiciler için elektrik
şok riski olan her yerde ve ıslak çalışma zeminli olan bölümlerde
kullanılır.
Tüketici ünitelerin giriş veya çıkış devrelerine bağlı mevcut tesislerde
tek bir cihaz içinde kullanılabilir.
Ani gerilim değişimlerinden ve akım değişimlerinden kaynaklanan
enterferanslardan dolayı istenmeyen açmalara karşı RCCB, bağışıklık
sistemine sahip olmalıdır.
9.22.5. Aşırı Yük Korumalı Rezidüel Akım Kesici
(RCBO)
Şekil 9.198.RCBO, kesici ile rezidüel akım kesicinin aynı cihazda
kombine edilmesidir. Böylece kısa devre aşırı akım ve izolasyon
hatasına karşı tam bir koruma sağlanır. Bu cihazın ana uygulaması,
sadece hatalı cihazı devreden çıkararak hatadan etkilenmeyen
cihazların devrede kalmasını sağlayarak işletme sürekliliğini
sağlamaktır. Sonuç olarak özel devreler için kullanılırlar ve sağlam
devrelerin toprak hatasından etkilenmemelerini sağlarlar. Pozisyon
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 324-
ve risk derecesine göre uygun rezidüel akım cihazları vasıtasıyla her
bir seviye koruması sağlanabilir.
RCBO kullanarak
Son devrrelerin veya yüklerin aşırı akım ve izolasyon
hatalarına karşı tam bir koruma sağlanır.
Personelin doğrudan veya dolaylı temaslarına karşı 30mA
eşik değeriyle koruma sağlanır.
Hat tarafı açılabilşir ve böylece devrenin ayrılması sağlanır.
9.22.6. RCD tarafından Korumanın Sağlanması RCD cihazları, önceden imalatçı firma tarafından tesbit edilen ve
açma akım eşik değeri, 30 mA ile 500 mA arasında değişen ve
sistemin bir bölümünde veya cihazlarda izolasyon hatası meydana
geldiğinde rezidüel akımın, cihazın belirlenen açma eşik değerine
ulaştığında arızalı bölümü veya cihazı, besleme kaynağından ayırır.
Devreden ayırma olayı, ani olarak genellikle 20 msn ile 50 msn
arasında, yani 50 Hz’lik sistemde 1 ila 2.5 periyotluk süre arasında
gerçekleşir.
RCD cihazından beklenen özellik, yüksek hassasiyet ve hızlı
ayırmadır; yani bir toprak hatası ortaya çıktığında, herhangi bir
yaralanma veya tahribat olmadan devrenin kesilmesidir.
RCD cihazlarının kullanımında üç fayda göz önüne alınır:
Personel emniyeti
Elektrik ekipmanlarının emniyeti
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 325-
Mal (izolasyon hatalarından kaynaklanan yangın)
emniyetidir.
9.22.7. RCD Cihazının Koruma Yapmadığı
Durumlar.
RCD cihazının bağlantı yerinin üst tarafında yani giriş
tarafına kadar olan kısmında bir toprak hatası veya temas
halinde koruma yapmazlar.
RCD cihazının çıkışında bir insan tarafından hem faz hem de
nötre aynı anda temas edilirse ve bu durumda RCD
cihazından dengeli akım geçeceğinden koruma yapmaz
RCD cihazları, yüksek değerdeki kısa devre akımlarına ve
yüksek değerde aşırı akım hatalarına karşı koruma yapan
sigortalar ve kesicilerin yerine kullanılamazlar.
RCD cihazları, düşük akım değerindeki izolasyon-toprak
hatalarına karşı koruma yapar. Tesis korumasının
tamamlanması için her iki tipte koruma cihazının
kullanılması şarttır. Zira yüksek akım değerlerinde sigorta ve
kesici akımı yarı periyotta hat akımı açma veya kesme
değerine eriştiğinde devre kesilir, RCD cihazında ise açtırma
sisteminin bir elemanı olan daimi mıknatısın satüre
olabilmesi için en az iki periyodun tamamlanması gerekir.
Bunun açıklaması ise; sigorta ve kesicilerin kesme sistemi
akımının tepe değerine göre, RCD cihazının açma sistemi ise
akımın efektif değerine göre çalışır. Yüksek değerlerde kısa
devre akımının RCD üzerinden geçmesi halinde cihaz tahrip
olabilir veya yüksek akım sebebiyle cihazın toroidal akım
transformatörü doyuma ulaşabilir ve sekonderinden akım
çıkışı olmayabilir ve sonuçta RCD koruma yapamayabilir. Bu
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 326-
sebeble devrede aşırı akım ve aşırı yüke karşı koruma
cihazları mutlaka RCD ile birlikte tesis edilmelidir.
9.22.8. Tesis Tertipleri RCD’nin güvenilir olarak çalışması kullanım tipinin, yerinin ve akım
değerinin doğru olarak seçilmesine bağlıdır.
Seçim esnasında 3 kriter göz önüne alınmalıdır.
Koruma seviyesi
Seçicilik
Maliyet
Şekil 9.199. Tertip 1 MCB anahtarlı otomatik sigorta RCD Rezidüel akım
koruma cihazını göstermektedir.
TERTİP 1’de RCD cihazı, buzdolabı ve mikrodalga fırına ait priz
devreleri hariç güç-priz devrelerinin hepsinde kullanılır. Bu tertipde
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 327-
diğer çıkışlara RCD cihazı konulmadığından sistemin tamamı için
insan hayatı koruması orta, izolasyon hatasından kaynaklanan
yangına karşı koruma düşük, seçicilik orta seviyede ve tesis maliyeti
ise ucuzdur. Tertip 1’in hem tesis kolaylığı hem de maliyet açısından
eski ve mevcut tesislerde uygulanması tavsiye edilir.
Şekil 9.200. Tertip 2
Tertip 2’de RCD cihazı, yine buzdolabı ve mikrodalga fırına ait priz
devreleri hariç, güç-priz devrelerinin hepsinde kullanılır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 328-
Bu tertipde sistemin tamamı için insan hayatı koruması orta,
izolasyon hatasından kaynaklanan yangına karşı koruma düşük,
seçicilik yüksek seviyede ve tesis maliyeti ise tertip 1’e göre biraz
pahalıdır. Tertip 2’nin hem tesis kolaylığı, hem de maliyet açısından
eski ve mevcut tesislerde uygulanması tavsiye edilir.
Şekil 9.201. Tertip 3 (RCCB Rezidüel akım kesicisini ifade etmektedir)
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 329-
Tertip 3, sistemin tamamı için insan hayatı koruması orta, izolasyon
hatasından kaynaklanan yangına karşı koruma yüksek, seçicilik
yüksek seviyede ve tesis maliyeti ise pahalıdır. Yeni yapılan tesisler
için ideal bir tertiptir ve üzerinde gecikmeli açtırma düzeni
bulunmayan RCCB cihazları için uygundur. Bu tertipte izolasyon
hatasından kaynaklanan yangın tehlikesine karşı devrelerin hepsi
koruma altındadır. Tertip 3de priz devreleri için 30 mA açma eşik
değerinde ve diğer devreler için 500 mA açma eşik değerinde RCCB
cihazları kullanılır. Meydana gelebilecek 3. harmonik akımlarından
dolayı gereksiz açmaları önlemek için 500 mA RCCB cihazı,
3.harmonik filtre elemanına sahip olmalı; açtırma zaman eşik değeri
ayarlanabilmelidir. .
Şekil 9.202 Tertip 4
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 330-
Tertip 4’de insan hayatı koruması orta, izolasyon hatasından
kaynaklanan yangına karşı koruma yüksek, seçicilik yüksek seviyede
ve tesis maliyeti ise pahalıdır. Yeni yapılan tesisler için ideal bir
tertiptir ve üzerinde gecikmeli açtırma düzeni bulunmayan RCD
cihazları için uygundur.
Bu tertipde izolasyon hatasından kaynaklanan yangın tehlikesine
karşı devrelerin hepsi koruma altındadır. Tertip 4. de priz devreleri
için 30 mA açma eşik değerinde ve besleme girişi için 500 mA açma
eşik değerinde ve ayarlanabilir zaman eşik değeri olan RCD cihazları
kullanılır.
Giriş tarafında bulunan 500 mA açma eşik değerindeki ana RCD
cihazı seçiciliğin sağlanması için gecikmeli tip olmalıdır. Meydana
gelebilecek 3.harmonik akımlarından dolayı gereksiz açmaları
önlemek için 500 mA RCD cihazı, ayrıca 3.harmonik filtre elemanına
sahip olmalıdır.
9.22.8. RCD Tesisinde Meydana Gelen Problemlerin
Ortak Sebepleri
9.22.8.1.Hatalı Nötr Bağlantıları
Ortak hatalarından birisi priz girişine faz bağlantısı RCD cihazının
girişinden yapılmışken RCD’den çıkan nötr hattına söz konusu prizin
nötrünün bağlanmasıdır. RCD cihazı, mükemmel olarak denetler;
fakat su ısıtıcısının anahtarı kapandığında yükün tamamı, dengesiz
olarak nötr kutubunda görülür ve RCD açar.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 331-
9.22.8.2. Çapraz Bağlı Nötr ve Faz Hatları
Esas olan RCD tarafından korunan devrenin yük akımları ve RCD
üzerinden dönen akımların arızasız durumda dengede olmasıdır.
Nötr hatlarındaki bağlantı hatalarından dolayı eğer RCD’den geçen
aynı nötr tarafından, korunmamış cihaza bağlanır ve söz konusu
cihazın faz beslemesi de RCD üzerinden alınmamışsa cihazda arzu
edilmeyen açmalar meydana gelir.
Diğer bir hatalı bağlantı şekli de RCD cihazından geçen nötrün
cihazdan çıktıktan sonra bir şekilde toprağa bağlanmasıdır. Zira bu
durumda dönüş akımının tamamı, RCD üzerinden geçmeyip az da
olsa bir kısmı, devresini topraktan tamamlayacağından cihaz içinden
geçen akımda, dengesizlik olur ve cihaz açma yapar.
Şekil 9.203. Çapraz bağlantı yapılmış Nötr ve Faz Hatları
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 332-
Şekilde görülen hatalar, ekseriya eski veya mevcut tesislerde sistem
bağlantıları kontrol edilmeden ve gerekli düzenlemeler yapılmadan
RCD takılmasından dolayı oluşur. Hatta mevcut panoda RCD cihazını
takacak yer bulunamazsa sigorta iptal edilerek yerine sadece RCD
cihazının takılmasına bile rastlanmaktadır!
9.22.8. Üçlü-Nötr-Toprak Bağlantısı Tesislerde görülen genel hatalardan biriside PE iletkeninin RCD
cihazının çıkışında yani yükün çekildiği tarafta nötr hattına veya nötr
barasına bağlanmasıdır. Bu gibi hatalardan sakınmak için aşağıda
şekil 204 ve 205’de görüldüğü gibi tesis bağlantıları yapılmalıdır.
Şekil 9.204. 1F+N+PE 3 hatlı 1-fazlı sistemde RCD ile koruması yapıldığında
sistemin doğru bağlantısı
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 333-
Genellikle bir tüketici çıkışı için bir RCD kullanılması seçicilik için
tavsiye olunur. Ancak maliyet problemi olduğu durumlarda şekilde
görülen bağlantıya uymak kaydıyla birkaç tüketici için tek bir RCD
kullanılabilir.
Şekil 9.205. 3-Faz+N+PE 5 hatlı sistemde seçici koruma amaçlı yapılan
RCD Bağlantıları
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 334-
Çıkış yüklerine bağlantılarda her bir RCD çıkışında bağımsız bir nötr
ve faz bağlantısı tesis edilecek, nötr çıkışları ne birbirleri arasında ve
ne de Nötr barası ve PE barası ile iletken vasıtasıyla koprülenerek
irtibatlandırılmayacaktır.
Nötr iletkeni ile PE iletkeni arasındaki hatalı izolasyon, RCD cihazları
tarafından koruma yapılan tesislerde en önemli problemlerin
başında gelir. Nötr–toprak hataları sebebiyle sürekli açma olayının
farklı iki sebebi vardır.
1. Nötr akımı birisi RCD cihazının nötr kutbu üzerinden diğeri
de PE iletkeni vasıtasıyla toprak üzerinden olmak üzere iki
ayrı yola bölüneceğinden; RCD içindeki faz iletkeninden
geçen akımla nötr akımı birbirini dengelemeyeceğinden
dolayı cihaz açma yapar.
2. Alçak gerilim sistemlerinde tek fazlı yüklerden dolayı üç
fazın dengeli yüklenmesi pratik olarak mümkün değildir. Bu
sebeple nötrden geçen akımlardan dolayı nötr küçük te olsa
gerilim meydana gelmektedir.
Eğer bağlantılar şekil 204 ve 205’de görülen şekilde
yapılmayıp Nötr ile PE iletkeni cihazın yük çıkış tarafında
birbirleri ile bağlanırsa iletkenlerin direncinin de çok küçük
olmasından dolayı nötrde çok küçük değerde gerilimimin
olması durumunda bile nötr ile toprak arasında meydana
gelen ve devreden akan akım dolayısı ile cihaz çıkışına bağlı
herhangi bir elektrikli ev aleti olmasa dahi RCD cihazı sürekli
açma yapar.
Benzer bir hata da RCD cihazından çıkan nötr hattının gerek iç
tesisattaki buatlarda PE iletkeni ile karıştırmak suretiyle
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 335-
birleştirilmesi veya kullanılan cihaz üzerinden topraklanmasıdır. Bu
durumda da RCD cihazı, sürekli açma yapar.
9.22.8.1. Şebeke Nötründe Üretilen 3. Harmonik Akımları
Şebekeye bağlı deşarj lambalı armatürler, kesintisiz güç kaynakları,
bilgisayarlar ve elektronik cihazlar gibi lineer olamayan yükler,
bilindiği üzere şebekeye harmonik akımlar verirler. Özellikle bu
cihazların ürettiği 3. harmonikler, nötr hattını 3. harmonik akımları
ile yükler. Söz konusu 3. harmonik akımlarından dolayı, RCD
içerisindeki akım dengesi bozulacağından; sistemde herhangi bir
arıza olayı olmasa dahi cihaz açma yapabilir. Bu sebeple RCD
cihazlarının çıkış yükleri tarafında korunacak cihazın üreteceği
harmonik miktarına göre uygun açma eşik değerli (30mA, 300 mA)
cihaz seçilmesi gerekmektedir.
Cihaza bağli nötrden oldukça büyük bir 3. harmonik akımı geçmesi
durumunda üzerinde 3. harmonik tutucu filtre elemanı bulunan RCD
cihazları kullanılır.
9.22.8.2. TN-C Sistemler
Bilindiği üzere TN-C sistemlerde koruma iletkeni olarak aynı
zamanda nötr iletkeni olan PEN iletkeni kullanılmaktadır. 3-fazlı
alçak gerilim şebekelerinde bir fazlı yüklerden dolayı sistemin
tamamen dengeli yüklenmesi mümkün olmamakta ve hayati tehlike
olmamasına rağmen dengesiz akımlardan dolayı PEN iletkeni gerilim
altında kalmaktadır. PEN iletkeni prizlerin toprak klemenslerine ve
korunacak cihazların metalik gövdelerine bağlandığından ya prize
bağlı cihaza insan temas ettiğinde veya cihazlar zemine
yerleştirildiğinde gerilim altindaki PEM iletkeni devresini
transformatörünn nötr topraklaması üzerinden tamamlayan devre
üzerinden akım akıtacak ve bu akım RCD cihazının açma eşik
değerine ulaştığında cihazda herhangi bir arıza olmamasına rağmen
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 336-
açma yapacaktır . Örneğin Nötr hattı 10 V gerilimi haiz olsun;
zemine yerleştirilen cihazın geçiş direnci 100 ohm olsun devreden
akan akım mAmAohm
VI 30100
100
10 olacak ve RCD cihazı
sürekli açma yapacaktır. Bu nedenle TN-C sistemlerde RCD cihazı
kullanılamaz.
TN-C-S sistemlerde ise PEN iletkeni panonun çıkış fiderlerinde
kullanılmayıp, sadece panonun enerjı giriş tarafında PEN barasına
bağlanacaktır. (Bak. Şekil 9.205)
9.22.9 RCD ile Korunan Sistemde Hatanın
Bulunması
Şekil 9.206: Aralıklı veya Sürekli Açma Durumu
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 337-
Yukarda verilen diyagram iki tip problem için hatanın nasıl
bulunacağını açıklar
1. RCD fasılalı veya sürekli açma vermesi ve cihazın reset
edilememesi
2. Cihazın test butonuna basıldığında açma yapmaması
9.22.9.1. RCD Cihazının Test Butonunun Çalışmaması
durumu
Şekil 9.207
NOT:
Hata yeri aranırken göz önüne alınması gereken hususlar.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 338-
1. Nötr ve PE hatları ve bağlantıları arasında tesisat yapılırken
bunlara ait klemensler üzerinden veya kullanılan cihazlarda
ve hatta prizler üzerinden dikkatsizlik, kötü işcilik vs
sebeplerden dolayı temas veya sistemi etkileyecek düşük
izolasyon değeri olabilir.
2. Mevcut tesislerde ve zamanla, yeni tesislerde dikkatsızlik ve
kötü işçilik sebebiyle bağlantı terminallerinde nem,
tozlanma kötü izolasyonlu malzeme kullanımından dolayı ya
kısa devre şeklinde veya düşük izolasyonlu temaslar
gerçekleşebilir.
3. Özellikle konuya tam vakıf olmayan personel tarafından
hata bulunmaya çalışılırken kısa devre testinde uygulanan
metodlardan birisi olan multimetrenin buzzer kademesi
kullanılır fakat 3-5 kilo ohm gibi düşük izolasyon değerinde
multimetre kısa devre ikazı yapamıyacağından kontrolu
yapılan devrenin sağlam olduğuna kanaat getirilir. Halbuki
RCD cihazları kısa devre olmayan ve devrenin 7 kohm düşük
izolasyon direnç değerinde hemen 10 kohm gibi düşük
izolasyon direnci değerlerinde belirli bir süre sonunda açma
yapabilen cihazlardır. Özelikle gerek nemli ve tozlu
ortamlarda zamanla prizlerin içine bu gibi izolasyonu bozucu
maddelerin sızması ile gerekse tesis yapılırken gereken
itinanın gösterilememesi nedeniyle iç bağlantılarının gevşek
yapılması ve gerekse kullanım sırasında geçici aşırı yüklenme
ve diğer sebeblerden dolayı ısınma meydana gelmesi priz iç
bağlantıları arasındaki izolasyonu sağlayan malzemenin
izolasyon direncinin çok düşmesine yolaçar.
4. Yukarda söz konusu edilen sebeblerden dolayı RCD ile
korunan devrelerde hata aranırken hatalı bağlantı
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 339-
kontrolları yapıldıktan sonra Bu cihazla korunan devrelere
ait Faz iletkenleri ile nötr ietkenleri arasında ve Nötr
iletkenleri ile PE iletkeni ve toprak arasında izolasyon testi
yapılmalı ve izolasyon direncinin değeri ölçülmelidir.
5. Söz konu iletkenler arasındaki izolasyon direnç değeri 40
kohm’un üstünde olmalıdır . Bu değerden az izolasyon
direncini haiz devrelerde kullanılan gerek iletken gerekse
bağlantı cihazları değiştirilerek hata giderilmelidir.
6. Kısa devre testi yapılarak arıza bulunamayıp sonunda ya
sebebi anlaşılamadı veya teori ile pratik birbirine uymaz
denilen safsata mantığına kapılıp izolasyon testi yapılmadan
RCD kullanımını iptal etmek son derece sakıncalı bir
harekettir. Zira bu izolasyon direncinin değeri zamanla çok
daha düşecek miliamper mertebelerinden 5-10 amper
seviyesine çıkacaktır. Eğer RCD cihazıyla korunmayan
devrede,devreyi koruyan sigortanın değeri 20 amper ise
devrenin herhangi bir yerinde meydana gelen kaçak
akımdan dolayı açma yapmayacak ve sonuçta anlaşılamayan
sebebten dolayı elektrik kontağından çıkan yangına maruz
kalınacaktır.
Örneğin 20 A nominal akım değerin de sigortanın koruduğu
devrenin herhangi bir yerinde izolasyon direncinin 100 ohm
değerine kadar düştüğünü kabul edelim. Bu direnç
üzerinden geçen akım 220 Volt faz-nötr gerilim değerinde
2,2 A olacaktır. Direnç üzerinden sarf edilen güç ise
100x(2,2)2 = 484 Watt olacaktır. Koruma amacıyla konulan
sigorta açma yapmayacaktır. Dikkat edilirse bu güç aşağı
yukarı 500Watt gücünde elektrik ocağının vereceğı ısıya eşit
bir ısınma meydana getirir. Sonuç eğer RCD kullanılmamışsa
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 340-
hatalı yerde baş gösteren sebebi anlaşılamayan elektrik
kontağından çıkan yangın olacak ve sigorta izolasyon
direncinin değeri sigorta açma akım değerini verecek
miktara düşünceye kadar devreyi açmayacaktır.
7. Anlaşılması gereken diğer bir durumda; RCD cihazlarının
İnsan hayatını tehlikeli elektrik şoklarına karşı koruması
yanında devrelerin izolasyon kontrolunü de yaptığıdır. Bu
sebeple RCD cihazının tesis edildiği sistemlerde cihazın
sürekli veya fasılalı bir şekilde açma yapması durumunda
RCD ile korunan devrelerle birlikte, bu cihaz tarafından
korunmayan diğer devrelerin izolasyon direncinin değeride
mutlaka izolasyon testi yapılarak tesbit edilmesi gerekir.
8. Bütün bunlarla beraber yani devre izolasyonunun tatmin
edici seviyede olduğu ve devre bağlantılarının uygun olduğu
sistemlerde RCD cihazında açma olayları görülür. Özellikle
bankalar iş yerleri gibi yerlerinde şebekeyi lineer olmayan
yüklerle yükleyen elektronik balastlı deşarj lambalı
armatürler,bilgisayarlar ve bunlara bağlı kesintisiz güç
kaynakları veya elektronik cihazlar sıkca kullanılmasından
dolayı bunların meydana getirdiği 3. harmonık akımlarının
varlığı sebebiyle sistemde herhengi bir arıza olmadığı halde
RCD açma yapar ve kontolu yapan kişi saf sinus eğrisi efektif
değerine göre dizayn ve imal edilmiş klasik ölçü cihazı
kullandığı için bu durumu teşhis ve tesbit edemez.
Bu gibi durumlarda harmonik değerlerininde birlikte
ölçebildiği alternatif akımın şebekedeki mevcut dalga
şekline göre ölçüm yapabilecek şekilde dizayn ve imal
edilmiş ölçü aletleri kullanmak gerekir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 341-
9.22.10. Tüketicinin Eğitimi RCD’nin tesis edilmesinden azami faydayı sağlamak için aşağıda
belirtilen hususların tesisi yapan yetkili tarafından açıklaması
yapılmalı ve öğretilmelidir.
1. RCD cihazı, ana kesici gibi yükte açma/kapama cihazı olarak
kullanılamaz. Devreye alınacak cihazlar arızada kapatma
riskinden dolayı RCD kapatıldıktan sonra aynı devre
üzerindeki anahtarlar vasıtasıyla devreye alınmalıdır.
2. RCD cihazının akım taşıma değerleri ve açtırma değerleri
hakkında gerekli bilgilendirme yapılmalıdır.
3. RCD cihazı korunması gereken devrenin koruma sistemini
mükemmeleştirir, ancak kısa devre ve aşırı yüke karşı
koruma cihazlarının yerini alamaz. Bu nedenle koruma
sisteminde diğer koruma cihazları ile birlikte kullanılması
zorunludur.
4. İyi yapılan bir tesiste ve iyi kullanım şartlarında olan
elektrikli ev aletlerinde RCD açma yapmaz veya nadiren
açma yapar. Bununla beraber üç aylık süreyi geçirmemek
kaydıyla test butonuna basarak cihaz belirli aralıklarla test
edilmelidir.
5. RCD cihazı test uygulaması haricinde açma yapar ve cihaz
reset edilemezse kullanıcı aşağıdaki işlemleri uygular.
Kesicilerin hepsi devre dışı edilir,veya anahtarlar
açılır sigortaların hepsi sökülür.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 342-
Gerilimsiz durumda RCD kapatılır.Eğer bu durumda
cihaz reset edilemiyorsa konuyu bilen bir elektrik
teknisyeni çağrılır.
Cihaz reset edilip kapatılabiliniyorsa ; ana kesici veya
sigortadan başlayarak kademe kademe ve sıra ile
her bir devre enerjilendirilir. Hangi kesici
kapatıldiğında veya hangi sigorta takıldığında cihaz
açma yapıyorsa o devre hatalı olabilir.
Hata ihtimali olan çıkışın devresi açılır ve diğer tesis
çıkışları enerjilendirilir.
Hata ihtimali olan devre çıkışına bağlı elektrikli
aletlerin hepsi prizlerinden çıkartılır.
Söz konusu olan çıkışa ait RCD cihazı kapatılır, eğer
RCD açma yapıyorsa ilgili devrede bir izolasyon
hatası vardır ve konuya vakıf elektrik teknisyeni
çağrılır.
Açma yapmıyorsa elektrikli aletler teker teker
devreye alınır, devreye alındığıda RCD cihazına
açtırma yaptıran alet sökülerek tamir edilmek üzere
elektrikçiye teslim edilir.
9.22.11. Orta ve Yüksek Gerilim Sistemleri ile
Yüksek Değerde Akım Çeken AG Sistemlerinde RCD
kullanımı. Bu cihazlar sensör ve RCD röleleri veya açtırıcılar olmak üzere iki
kısımdan oluşur.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 343-
9.22.11.1 RCD Sensörleri
Sensörler aktif iletkenler üzerinden akan ve bu iletkenler üzerinden
akan akımların vektörel toplamlarının sıfırdan farklı olması
durumunda ortaya çıkan elektriksel sinyali algılayan cihazlardır.
Alternatif akım devrelerinde iki tip sensör vardır.
Akım kaçaklarını veya kaçak akımları ölçmede en çok
kullanılan toroidal transformatörler
YG, OG devrelerinde sıklıkla bazende AG devrelerinde
kullanılan akım transformatörları
Toroidal transformatörler
Enerji altındaki tüm iletkenleri çevreleyen ve böylece akım vektörleri
toplamına uygun olarak meydana gelen rezidüel magnetik alan
tarafından uyarılan bir sensördür. Bu sensörler rezidüel akımları mili
amperler mertebesinden onlarca amper mertebsine kadar algılarlar.
Akım transformatörleri
Nötrsüz 3-fazlı alternatif akım devresinin rezidüel akımlarını ölçmek
için kullanılır.
Şekil 9.208. Faz akımlarının vektör toplamları sonucu ortaya çıkan rezidüel
akımlar
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 344-
Üç adet akım transformatörü akım jeneratörleri olarak paralel
bağlanmış olup çakilen akımlar arasında toprsk kaçağından ilri
gelecek akım farkında Ave B noktalarında akımların vektörel olarak
toplamı sıfıra eşit olmayacağından meydana gelecek rezidüel akım
dolaşacaktır. Bu rezidüel akımdan dolayı RCD açma yaptıracaktır.
Genellikle Orta Gerilim ve Yüksek Gerilim tesislerinde toprak hata
korumasında toprak hata akımının bir kaç on amper
mertebelerinden bir kaç yüz amper mertebelerine ulaştığı
devrelerde kullanılan bu bağlantı sistemi Nicholson devresi olarak
bilinmektedir.
Bu bağlantı sisteminin kullanılmasında akım transformatörünün
doğruluk sınıfının %5 ile toprak hata akımının nominal akımın
%10’undan aşağı değere ihtiyaten ayarlanamıyacağı dikkate
alınmalıdır.
9.22.11.2. Özel durumlar
Yüksek güç temini
AG tesisleri kuvvetli akımların taşınması için kullanılan baralar ve
yüksek kesitte kablolarda çok kullanışlı Nicholson akım
transformatör devresi akım transformatörleri kuple edilse dahi insan
hayatı açısından uygun ayarlanamaz. Örneğin motor devrelerınde
özellikle yol alma sırasında akım dengesizliklerinden ileri gelen
istenmeyen açmaları önlemek için açtırma eşit değeri yüksek
tutulur.
Bunun için aşağıda tavsiye edilen çözüm gerçekleştirilebilir.
Eğer ana panoda transformatörün çıkışında problemler
ortaya çıkarsa
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 345-
1. Transformatörün AG nötr çıkışı toprak bağlantısı
üzerinde toroid transformatör tesis edilir.
Şekil 9.209. Transformatör koruması için RCD bağlanması
Kirchhoff kanununa göre rezidüel akım N sensörü tarafından
algılanır.Aynı şekilde AG tarafında gelişen hatada G sensörü
tarafından algılanır. Gerçek toprak hatası halinde her iki
sistemin çalışması gerekeceğinden istenmeyen açmaların
önüne geçilir.
2. Aşağıdaki şekilde görüleceği gibi her bir çıkış toroid akım
transformatörü vasıtasıyla parallel olarak tek bir röleye
bağlanmıştır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 346-
Şekil 9.210 . Çıkış fider koruması için toroid yerleşimi
Normal olarak elektronik olan koruma rölelerinin çalışması için
çok zayıf elektriksel uyarmaya ihtiyacı vardır. Toroidler akım
jeneratörü olarak çalışmak üzere imal edilmişlerdir. Paralel
bağlandıklarında primer akımların vektörel toplamları olarak
görüntü verirler.
Eğer problem paralel bağlı kablolarda ise bağlantı aşağıdaki
şekle göre yapılır.
Şekil 9.211. Paralel bağlantılı
kablolarda hatanın giderilmesi
için bağlantı şekli
Eğer bağlantıların empedanslarında farklılıklar ortaya çıkarsa
her bir toroid hatalı sıfır empedans bileşeni gösterecektir. Bu
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 347-
hataların uygun görülen sınırlar dahilinde röle ayarlarına
yansıtılması gerekir.
Her bir toroid n sarım sargısına bağlı olarak algılama
yaptıgından duyarlılığı azaltmak istendiğinde sarım sayısı
arttırılır.
Eğer bağlantıların empedansları arasıda farklılıklar varsa her
bir toroid korunan sistemde bir hata olmadığı halde bir sıfır
akım bileşeni hatası gösterir bundan dolayı hatlar arasında ki
hatalar bu akımlar sınırlı şekilde dikatlice yapılmalıdır
Yüksek Güç Çıkışları
Lineer torodin güvenirliliğini sağlamak için iletken mümkün olduğu
kadar toroidin merkezine yerleştirilerek hatasız durumda herhangi
bir residüel akımın oluşmasını önlemek gerekir. Gerçekte iletken
tarafından meydana getirlen manyetik alan uzaklıkla doğru orantılı
olarak azalır.
Şekil 9.212. Toroid içinde kabloların
hatalı yerleştirilmesi
Şekilde a noktasında 3. faz
bölgesel satürasyona neden olur ve böylece herhangi bir hata
olmadığı halde residüel akım meydana gelir ve sonuçta hatalı açma
ortaya çıkar. Aynı hata aşağıda şekilde görüldüğü gibi toroid kablo
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 348-
bükümünün yakınına yerleştirildiğin de meydana gelir. Aşağıdaki
şekilde hatalı açmanın meydana gelmemesi için gerekli minimum
açıklıklar verilmektedir.
Şekil 9.213. Toroidden geçen kablunun tek büküm olması durumunda
büküm noktasının toroide olan gerekli uzaklığı
Kaçak Residüel akımlar, kuvvetli akımlarda toroid sekonderlerinde
hatalı açmayaya neden olacak sinyal meydana getirebilir. Bu risk faz
akımına özellikle kısa devre akımlarına bağlı olarak artar..
Bu problem için iki çözüm yolu vardır.
Gerektiğinden daha büyük çapa, örnegin toroid içindeki
kablo çapının iki katından daha büyük toroid kullanmak
Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi toroid içine boru
yarleştirmek ve kabloyu boru içinden geçirmek
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 349-
Şekil 9.214. 3-damarlı kablonon toroid içinden geçirilmesi
Bu işlemi yaparken
İletkenin merkezlenmesine
Büyük çaplı toroid kullanmaya
Borunun manyetik malzemeden yapılmasına dikkat
edilecektir.
Şekil 9.215 Toroidin içinden tek damarlı kabloların kabloların geçirilmesi
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 350-
Kablolar toroidin içinden şekilde görüldüğü şekilde merkezlenerek
geçirilmesi gerekmektedir.
Şekil 9.216 Dikdörtgen akım sensörleri içinden tek damarlı kabloların
geçirilmesi
Şekil 9.217 Dik dörtgen akım sensörleri içinden baraların geçirilmesi
Kablo ve baraların diktörgen sensör içinden geçirilmesinde aynı
kurallar geçerlidir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 351-
Şekil 9.218. Dikdörtgen akım sensörlerinin içinden baraların yatay olarak
geçirilmesi
Şekil 9.219. Dikdörtgen akım sensörlerinden baraların düşey olarak
geçirilmesi
Şekil 9.220. Toroidlerde 5-damarlı veya 4-damarlı ekranlı kablolara aitPE
iletkeninin doğru bağlantı şekilleri
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 352-
Şekil 9.221 3-faz 3 veya 4 damarlı kabloların Toroid akım şensörlerinde
hatalı tesis edilmesi
Şekil 9.222. Toroidlerin içinden tek damarlı kabloların kabloların yanlış ve
doğru geçirilmesi
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 353-
Şekil 9.227 Toroid içinden geçen kablonun iki bükümlü tesis edilmesi
durumunda olması gereken toroid ile büküm yeri arasındaki uzaklıklar
Şekil 9.228 .Dikdörtgen akım sensörleri içinden geçen iki bükümlü kabla
veya baraların büküm noktalarının sensöre olması gereken uzaklıkları
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 354-
9.22.12. Koruma Röleleri ve Açtırıcılar RCD röleleri ve açtırıcıları besleme tarzına ve teknolojilerine göre üç
sınıftır
Besleme tarzına göre
Kendi akımı ile: Bu tip cihazda açtırma enerjisi hata akımı tarafından
sağlanır. Bu besleme tarzı uzmanların en fazla emniyetli bulduğu bir
tipdir . Bir çok ülkelerde özellikle avrupa ülkelerinde meskenlerede
ve basit tesislerde tavsiye edilirler. (EN 61008 ve EN 61009)
Yardımcı besleme kaynağı ile: Bu tip cihazda açtırma işlemi bir
yardımcı enerji kaynağını gerektirir, ve yardımci enerji kaynağı hata
akımından bağımsızdır. Genellikle elektronik olan bu cihazlar
yardımcı enerji kaynağı varsa hata akımı ortaya çıktığında açma
yapabilirler
Kendi gerilimi ile: Bu tip cihaz yardımcı besleme kaynaklı bir
cihazdır.fakat kaynağı izleme devresidir. Böylece bu devre
enejilendiğinde RCD aktif hale gelir ,enerjilenmediğinde aktif halde
değildir. İlave olarak 50 V a kadar gerilim düşümlerinde hassas bir
şekilde işleme sağlanmasıdır. Bu cihazlar ya hataaçısından emniyetli
dir veya değildir.
Teknolojilerine göre
Elektromanyetik cihazlar: Bunlar kendi hata akımı ile çalışan cihazlar
olup manyetik açılma prensibine göre çalışırlar. Çok düşük bir
elektrik gücü (100 mikro VA) açılma kuvvetini sağlayabilir ve
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 355-
mekanik amplifikator vasıtasıyla kontakların açılması sağlanır. Bu tip
cihazlar çok yaygın kullanım alanına sahip olup ayarı
değiştirilemeyen tek açma eşik değerine sahiptir.
Elektronik cihazlar:
Bu cihazlar özellikle endüstriyel tesislerde kullanılırlar ve aşağıda
açıklanan özelliklere sahiptirler
Çok düşük güç tüketimi
Hassasiyet, ayarlanabilir açtırma eşik değeri
Bu iki özellik aşağıda verilen durumlar için çok elverişlidir.
Yüksek değerli kesiciler ve kontaktörlere bağlı ayrı toridli
RCD cihazları
630 A kadar endüstriyel kesicilerle birleşik RCD cihazları
Elektronik cihazların belirli bir miktarda enerjiye ihtiyaçları vardır ve
bu genellikle çok düşüktür.
Karma Cihazlar
Bu cihazların kullanılması ile
İşletmede doğruluk ve işleme eşik değerinde kesinlik
Enterferanslara karşı mükemmel bağışıklık ve sert akım
transiyentlerine karşı uygun işletme karakteristiği
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 356-
Seçiciliği sağlamak için uygun gecikme elde edilebilinir.
9.22.13. Sonuçlar 1. Gerek insan hayatı koruma açısından, gerekse tesislerde
izolasyon hatası nedeniyle oluşabilecek yangınlara karşı
etkili olan RCD cihazlarının kullanımını şart koşmak gerekir.
2. Enerji bakanlığı tarafından konut girişlerine takılması
şartnamelerde yer almasına rağmen özellikle eski konutların
aşağı yukarı hepsinde ve yeni konutların pek çoğunda RCD
cihazı gerek yanlış bağlantılar gerekse izolasyon hataları
sebebiyle ya sürekli veya kısa fasılalarla açma yaparak enerji
kesilmesine sebep olmakta . Kontrol için gelen elektrikçi ise
sadece kısa devre testi yapmakla yetinerek devrenin hatasız
olduğuna kanaat getirebilmektedir. Ya da RCD cihazının
arızalı olduğuna kanaat getirmekte ve dolayısıyla teori ile
pratik birbirine uymaz mantığıyla RCD cihazını bırakarak by-
pass etmekte veya doğrudan cihazı sökerek cihazın
kullanımını iptal etmektedir.
3. Bu sebeple yeni yapılan konutlarda elektrik iç tesisatının
izolasyon direnç değeri test edip tesbit edilmeli ve diğer
bağlantı testlerinin yapılmasından sonra RCD cihazlarının
çalışıp çalışmadığı kontrol edilmeli sonra enerji kullanımına
izin verilmelidir.
4. Bundan sonra periyodik aralıklarla yukarıdaki bölümlerde
açıklanan açıklanan testler yapılarak enerji kullanım
güvenliği kontrol edilmelidir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 357-
5. Eski konutlarda aynı kontroller yapılarak tesis izolasyon
seviyesi gerekirse tesisatı yeniliyerek RCD kullanımı ve enerji
kullanım güvenliği sağlanmalıdır.
6. Ülkemizde sıva altı tesisat NYA kablo ile ve kalitesiz PVC
boru içerisinden birkaç linye hattı geçirilerek yepılmaktadır.
Boru içinden bu kablolar geçirilirken kablo izolasyonu tahrip
olmakta birkaç linye hattı bir boru içinden geçirildiğinden
herbir linye hatlarına ait nötr iletkenleri birbirine
karıştırılmakta ve bu nedenle konut girişinde bulunan pano
üzerindeki RCD bağlantılarında bağlantı hataları meydana
gelmekle birlikte izolasyonun tahrip olmasından dolayıda
izolasyon dirençlerinde zayıflamalar olmaktadır.
Bu sebeble iç tesisat yapılırken her bir tesisat borusundan
ayrı bir linye geçirilmeli ve kullanılan kablo dış kılıfa haiz NYY
veya NYM kablo olmalı ve bu suretle bağlantı karışıklığı ve
izolasyon hatası olmayan devreye RCD nin tesis edilmesi
gerçekleştirilmelidir.
7. Sistemde 3. harmonik akımlarının varlığı göz önüne alınarak
nötr iletkenin kesiti faz iletkene ait kablonun kesiti hangi
değerde olursa olsun en az faz iletkeni kesitinde
olmalıdır.Hatta ana dağıtım panolarını besleyen hatların
nötr iletkeni toplam 3.harmonik akımlarından dolayı gerekli
kontrollar ve hesaplar yapılarak nötrden geçen akımlar faz
iletkeninden geçen akım mıktarından fazla olabileceği
ihtimaline karşı eğer 3. harmonik filtresi kullanılması
düşünülmezse mutlaka nötr iletken kesiti bu akımları
taşıyabilecek kapasitede faz iletkeninden büyük seçilmelidir
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 358-
9.22.13.1. RCD cihazlarınınn Kullanımında Seçiciliğin
sağlanması
Tesis bölümlerindeki devre grupları arasında uygun RCD cihazları
kullanarak seçici koruma yapılabilir. Seçici koruma akım ve açma
süresi ayarlanabilen eletronik röleleri RCD kullanarak
gerçekleştirilebilir. Elektrik tesislerinin her seviyesinde uygun
karakteristikli ve açtırma akım ve zaman eşik değerli RCD’ler entegre
edilerek seçicilik kolaylıkla sağlanabilir. Şekil 9.229’da söz konusu
entegrasyon gösterilmektedir.
Şekil 9.229 . RCD lerin seçicilik için
tesis bölümlerine uygun aralıklarla
yerleştirilmesi
9.22.13.2. RCD kullanarak seçiciliğin uygulanması
Alt ve üst kademedeki RCD cihazları arasında seçiciliğin sağlanması
için bu cihazların akım ve zaman ayarlı tipte olması gerekir.
Bu ise aşağıda açıklanan kriterlere göre ayarlanarak sağlanır.
Çalışma akımı ayarları
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 359-
Çalışma akımı değerlerine bakılmaksızın açtırma süreleri
Doğru çalışmayı sağlamak için seçicilik kuralları
Akımın olarak, üst taraftaki yani besleme tarafındaki ayar
değerleri, alt taraftaki yani enerji çkıkş tarafındaki
değerlerinin en az iki katı olmalıdır. Bu durumda söz konusu
işletme akım eşik değeri bir üst standart açma eşik değer
akımı şeçilir. Örneğin çıkış tarafındaki RCD açma akım eşik
değeri 30mA ise üst taraftaki RCD açma akım eşik değeri 100
mA olmalıdır.
Açtırma süresi olarak, besleme tarafındaki cihazın zaman
eşik değeri ayarı mutlaka toplam açma süresinden daha
fazla olmalıdır. Toplam açma süresi, ayarlanan RCD
gecikmesi açtırma cihazının kesme süresinin toplamından
meydana gelir.
Bu iki şart özetlenirse:
a. Besleme tarafı akım eşik değeri .2nI çıkış tarafı
akım eşik değeri nI ve
b. Besleme tarafı açtırma süresi T çıkış tarafı
toplam açtırma süresi T
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 360-
9.23. Alçak Gerilim Yüksek Kesme Kapasiteli
NH-Sigortalar
9.23.1. Uygulama Alanları Alçak gerilim NH-sigortaları, endüstriyel veya benzeri büyüklükte
tesislerde kullanılmak üzere dizayn edilirler. VDE0636 ya göre
işletme sınıfı gL olan NH-sigortalar, kablo koruması için tasarlanır ve
aşağıda belirtilen fonksiyonlara sahiptirler:
Kısa devre akımlarına ve aşırı yüke karşı yüksek dereceli
koruma sağlamak
Radyal (dallı) ve gözlü şebekelerde seçici korumayı
sağlamak
İşletme sınıfı gL olan NH-sigortalar, aynı zamanda kısa süreli aşırı
yüklere müsaade edilebilen (mesela motorların yol alma işlemi)
uygulamalarda motor koruması için kullanılabilirler. İlave olarak şalt
tesislerinde (kontaktör ve kesicilerde) kısa devre korumasını
sağlamak üzere kullanılabilirler.
Şekil 9.230. gL sınıfı NH-sigortalar 00, 1, 2, 3 büyüklükler
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 361-
9.23.2. Dizayn NH-sigorta sisteminin yapısal bölümleri sigorta tabanı, sigorta
buşonu ve sigortayı söküp takmak için kullanılan sigorta maşasıdır.
Şekil 9.231 NH-
sigorta sistemi
parçaları
NH-sigortalar 500 veya 600 V AC sistemler için kullanılabilir. Her
İki kademede DC sistemlerde 440 V’ a kadar kullanılabilir.
Tablo 9.31 Sigorta boyutları ve NH-sigorta butonları
Boyut
00
0
1
2
3
4
Nominal
Akım sınırı
A 500/400
V
6-100
6-160
80-
250
125-400
125-400
500-1000
1250
Nominal
Akım sınırı
A 660 V
6-100
6-100
80-
200
125-315
315-500
500-800
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 362-
NH-sigorta buşonları, önceleri seramikten imal edilmekteydi;
şimdilerde plastikten ve modern izolasyon malzemeleri kullanarak
yapılmaktadır. Böylece sadece akım yolu metalden yapılmaktadır.
Şekil 9.232 Plastik gövdeli NH-sigorta
Akım/Zaman karakteristikleri
NH-sigorta buşonlarının Akım/Zaman karakteristikleri: VDE 0636 gL
sınıfı ve IEC 269 gI sınıfında belirtilen performans değerlerine uygun
olmalıdır. Sigorta elemanının imal toleransları performans
değerlerinin içinde kalmalıdır. NH-sigorta buşonları herhangi bir
kesilme olmaksızın sürekli olarak nominal akımın 1.15 katını
taşıyabilmelidir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 363-
Seçicilik
Sadece hataya en yakın sigortanın çalışmasını gerçekleştirecek
şekilde seçiciliğin sağlanması gerekir.
Şekil 9.233 380 ve 660 V DA 00 boy plastik gövdeli seri bağlantılar
arasında seçici ayırma uygulamaları
Güç Kaybı
NH-sigortalarda VDE 0636 da izin verilen değerlerden daha az güç
kaybı üretilmelidir. Bu ise sigorta elemanının özel olarak dizayn
edilmesiyle gerçekleştirilir bu sayede işletme giderlerinin azaltılması
sağlanır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 364-
Kesme Kapasitesi
NH-sigortalar en düşük isletme akımından nominal kesme akımı
arasındaki tüm akımları taşıyabilmeli ve aşırı yüke karşı korunan
ekipmanı zarara uğramaktan koruyabilmelidir. NH-sigortaların
mominal kesme akımı, Cos <0.2 de >100kA değerindedir.
Şekil 9.234 Plastik gövdeli 00-boy NH-sigortaların tipik akım-zaman
karakteristikleri
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 365-
Akım Sınırlandırılması
Hızlı çalışma NH-sigortalarrının akımı sınırlandırmayı sağlar böylece
elektrik ekipmanlarının zorlanması
azaltılır.
Şekil 9.235. Plastik Gövdeli NH-sigortalarin Kesme akımı
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 366-
500V, cos =0.1-0.7
Şekil 9.236: VDE 0100’e göre Koruma iletkenli 380/220 V, 50 Hz 3-fazlı
sistemde konsantrik iletkenli PVC izoleli kabloların hata ve sigorta
akımları (Konsantrik iletken koruma iletkeni olarak kullanılmaktadır.).
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 367-
Şekil 9.237: VDE 0100’e göre Koruma iletkenli 380/220 V 50 Hz 3-fazlı
sistemlerde konsantrik iletkenli PVC kablolarda Hata ve Sigorta akımları
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 368-
ekil 9.238: VDE 0100’e göre Koruma iletkenli 380/220 V , 50 Hz 3-fazlı
sistemde NYY ve NAYY tipinde PVC izoleli kabloların hata ve sigorta
akımları.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 369-
Şekil 9.239: DIN VDE 0102 ye göre 4. iletken dönüş iletkeni olarak
kullanılan dört iletkenli NYY ve NAYY kablolarda hata akımları
Şekil 9.240: DIN VDE 0102 ye göre 4 iletken + Ekran 4. iletken ve ekran
dönüş iletkeni olarak kullanılan NYCWY , NAYCWY ve NYCY , NAYCY
kablolarda hata akımları.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 370-
Şekil 9.241: DIN VDE 0102 ye göre 3- iletken + aynı kesitte ekran, ekran
dönüş iletkeni olarak kullanılan NYCWY, NAYCWY ve NYCY, NAYCY
kablolarda hata akımları
Şekil 9.242: DIN VDE 0102 ye göre 3-iletken +ekran kesiti iletkeninkine göre
düşük ekran dönüş iletkeni olarak kullanılan NYCWY , NAYCWY ve NYCY ,
NAYCY kablolarda hata akımları
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 371-
9.24. OG Akım Sınırlandırıcı Sigortaların
Dizaynı ve Kullanılması
9.24.1. Temel Karakteristikler
NU nominal veya anma gerilimi
Hat üzerine tesis edilecek sigortanın kV olarak ifade edilen fazlar
arası maksimum gerilimidir.
Şekil 9.243. Nötrü izole sistemlerde 3-fazlı hata halinde sigorta
terminallerinde ortaya çıkan gerilimler
Sigortanın NU nominal gerilimi şekil 243’de verilen ifade yardımıyla
hatU gerilimine göre seçilir. Standartların belirlediği gerilim
seviyeleri :
UN = 3.6 - 7.2 - 12 - 17.5 - 24 – 36 kV olarak verilir.
NU OG sigorta gerilimi daima hat geriliminden büyük olacak ve
87,0
hatN
UU ifadesine göre belirlenecektir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 372-
NI Sigorta nominal veya anma akımı
Nominal sigorta akımı her hangi bir sıcaklık artışı olmaksızın ve
standartların belirlediği değerde ait olan yükte açma yapmayacak
akım değeridir. Standartların belirlediği nominal sigorta değeri 400 C
ortam sıcaklığı için verilir.
3I Minimum kesme akımı
Minimum kesme akımı, bir elektrik devresinde açtırmayı sağlayacak
akım olup, sigortadan sürekli olarak akacak akım bu akım değerini
aşmayacaktır. Minimum kesme akımı genellikle sigorta nominal
akımının 2 ila 6 katı arasındadır.
1I Maksimum kesme akımı veya maksimum kesme kapasitesi
Bu sigortanın bağlı olduğu hat üzerinde oluşacak hata akımın
değerine göre belirlenen akım değeridir. Bu değer en az sigortanın
bağlandığı hat üzerindeki maksimum kısa devre akımına eşit olup 20
kA ile 50 kA arası çok yüksek değer alabilen değerlerdir. İmalatcı
kataloğlarında hat üzerinde oluşacak kısa devre akım esas alınarak
seçilir.
9.24.2. Transformatörlerin Korunması Transformatörün sigorta ile korunmasında göz önüne alınması
gereken kriterler
Transformatör devreye alınması sırasında veya devreden
çıkarılırken açma/kapama sırasında oluşan gerilim
darbelerine dayanıklı olmalıdır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 373-
Sürekli çalışmayı sağlamalı ve herhangi bir geçici aşırı
yüklenmede (motorların devreye girmesi) açma
yapmamalıdır.
Transformatörün çıkış ana terminallerinde bir hatadan
dolayı oluşan aşırı akımları seçiciliğin sağlanması kaydıyla
kesmelidir.
Transformatörün devreye girmesi sırasında oluşan geçici darbe
akımı (Inrush akımı)
Transformatör enerjilendirildiğinde manyetik devrenin remenans
endüksiyonuna ve gerilime bağlı olarak şebekeden çok yüksek bir
akım çeker. Eğer gerilim sıfırdan geçerken ve remenans endüksiyon
maksimumda ise söz konu7 akım maksimum değerine ulaşır.
Şekil 9.244. 1000kVA transformatörde devreye girme darbe akımı
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 374-
Sigorta seçimi için mutlaka devreye girme darbe akımının RMS
değerini ve akımın uygulama süresini bilmek gereklidir.
Söz konusu akımın RMS değeri
a
t
a
CRMS et
II2
2 1...125,0 ifadesi ile belirlenir.
Burada
CI Maksimum darbe akımı,
a Zaman sabiti, akım bu zaman sonunda başlangıç değerinin
%37’sine düşer,
t Geçici olayın sona erdiği ve akımın işletme şartlarındaki
değere düştüğü süredir. Bu süre yaklaşık at .3 ’dır.
Tablo 9.32’de bu
parametrelere ait
standart değerler
verilmiştir.
Tablo 9.32.
Transformatörün
nominal akımın
katları olarak
maksimum
darbe akımı
değerleri ve zaman
sabitleri
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 375-
Sürekli hal ve aşırı yük işletmesi
Sigortanın erken eskimesinden sakınmak için sigortanın minimum
değeri, transformatörün nominal akımının 1,4 katına eşit veya daha
fazla olması gerekir.
Bu değerlendirme normal, sıcaklık şartlarında geçerlidir. IEC
tavsiyelerine göre +400C aşmamalı ve 24 saat periyodunda ortalama
sıcaklık +350 C nin üstünde olmamalıdır. Eğer transformatör belirli
bir süre aşırı yükte çalışacak şekilde dizayn edilmişse bu durum
sigorta seçiminde mutlaka göz önüne alınmalıdır. Bu gibi
durumlarda sigorta akım değeri Aşırı akım değerinin 1,4 katı
olmalıdır.
Transformatör çıkışında hata akımı oluştuğunda
Bütün durumlarda sigortanın minimum kesme akımının 13 katına
eşit veya daha fazla değerde akımların mutlaka kesilmesi
sağlanmalıdır. Eğer transformatör korunurken, AG çıkışındaki kısa
devre akımını OG tarafında algılayacak koruma rölesi ile
donatılmamışsa; söz konusu koruma, sigortalar tarafından
sağlanacaktır. Sekonder tarafta oluşacak kısa devre akımının değeri:
SCT
NTP
SCTPu
II
SCTPI AG çıkışında meydana gelebilecek kısa devre akımının
primer taraftaki değeri
NTPI Transformatörün OG primer taraf gerilimine göre
nominal akımı
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 376-
SCTu Transformatörün % kısa devre gerilimi
Sigorta seçimi için kural
3Iu
II
SCT
NTP
SCTP
Transformatör koruması için aşağıda açıklanan üç kural göz önüne
alınacaktır.
NTPSİİGORTIsaniyeI ..121,0
AŞŞRIAKIMI.4,1 sigorta nominal akımı
3Iu
II
SCT
NTP
SCTP
9.24.3. Motor Koruması Sigorta kontaktör kombinasyonu, özellikle OG motoru için etkili bir
sistemdir.
Motor sisteminde oluşan zorlamalar
Yol alma sırasında
Motorun devreye alınmasından sonra yol alma süresinde gelişen
karakteristik Şekil 9.245’de verilmektedir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 377-
Şekil 9.245. Yol alma sırasında motorun yüklenme diyagramı
Yol alma süresince motorun dan çekilen akım motor nominal
akımından çok büyüktür.
Bu SMI akımı yol alma akımı veya rotor blokaj akımı olarak bilinir.
Ve NM
SM
I
I olarak ifade edilir ve değeri genellikle doğrudan yol verme
sistemlerinde 6 civarındadır. Yol alma zamanı St motorun tahrik
ettiği yüke göre en fazla 10 saniye civarındadır. Bu değer motorun
nominal akımına göre çok yüksek değerdedir ve sigorta gereksiz
açmaya yol açmaksızın bu akıma mutlaka dayanıklı olmalıdır. Ayrıca
birden fazla yol alma sayısı göz önüne alınmalıdır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 378-
Aşırı yük
Motorlar, daima aşırı yük meydana geldiğinde bir kilitleme devresi
vasıtasıyla (termik koruyucu cihazlar) korunurlar. Bundan dolayı
sigortalar 3I minimum kesme akımından daha düşük akımlarda
açma yapmazlar.
Motorlarda OG sigorta seçimi, aşağıda verilen diyagramdan
yararlanarak yapılır.
Şekil 9.246. Sigortaların akım zaman karakteristikleri ve sigorta seçim
diyagramı
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 379-
Şekil’de gösterilen I no’lu bölümde motor nominal gerilimi ve
motor güçleri gösterilmektedir. II no’lu bölümde NM
SM
I
I oranına göre
motor nominal akımı esas alınarak motor yol alma akımları
gösterilmektedir.
III . bölümde 10 saniye yol alma süresi, yol alma akımı, bir saat
içinde 6 yol veme veya peşpeşe 2 yol verme esas alınarak sigorta
değeri belirlenmektedir.
Örnek
Motorun mekanik gücü 1650 kW, nominal gerilimi 6,6 kV (A noktası)
ve motor nominal akımı NMI 167 Amper (B noktası) eğer motorun
yol alma akımı, nominal akımın 6 katıysa buna göre motorun yol
alma akımı 1000 Amper (C noktası); eğer yol alma süresi 10 saniye
ise, sigorta değeri 200 Amper ile 250 Amper eğrileri arasındadır.
Sigorta değeri, 250 Amper olarak seçilmiştir.
Yol alma süresi, aşağıdaki durumlara göre hesaplanarak
düzeltilmelidir.
N, yol alma süresi olmak üzere 6n ise St yol alma süresi
6
n ile çarpılmalıdır.
P, peşpeşe yapılan yol veme sayısı olmak üzere 2p ise
St yol alma süresi 2
p ile çarpılmalıdır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 380-
6n ve 2p olduğu durumlarda St yol alma süresi
sırası ile 6
n ve
2
p ile çarpılmalıdır.
Kompanzasyon Gruplarının için Sigorta Seçimi
Sigorta tarafından korunan kapasitör gruplarının zorlanması iki tipte
oluşur:
Kondansatör grupları, devreye alınırken oluşan ve çok
yüksek değerde olup sigortanın yıpranmasına ve atmasına
yol açan kapama darbe akımı;
Harmoniklerin olmasından dolayı aşırı ısınmalar...
Bu zorlamalar, kapasitör guplarının tek grup veya çoklu grup olarak
gerçekleştirilen konfigürasyonuna bağlıdır.
Sıcaklık yükselmesi
Kapasitörler kullanıldığınfa harmoniklerden dolayı ilave bir sıcaklık
yükselmesi meydana gelir. Bütün ekipmanlar için genel kural olarak
nominal akımın %30-40 arasında azalmasını ortaya çıkarır. Bu kural
aynı şekilde sigortalarda da uygulanır. Bu nedenle kapasitör nominal
akımı, 1,7 faktörü ile çarpılarak sigorta değeri tesbit edilir.
9.24.4. Kapama Darbe Akımı Tek kapasitör grubu
Bu tip devre Şekil 9.247’de açıklanmaktadır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 381-
Şekil 9.247. Tek kapasitör grubu
Bu şekilde
L Jeneratör endüktansı
R1 Sigorta direnci (Tablo 9.33’den alınır)
R2 UN, ISC ve Cos esas alınarak hesaplanan üst
devre
direncidir.
D anahtarı kapandığında IT transiyen akımı meydana gelir. Ve
tL
R
LCSine
L
R
LCL
VI
tL
R
T ..4
1..
.4
12
2.
.2
2
2 ifadesi
ile belirlenir.
Burada 21 RRR ve 3
2.UV dür.
2
2
.4 L
R terimi ihmal edilerek yukarıdaki ifade
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 382-
L
tSine
L
CVI L
tR
T .. .2
.
yazılır.
Transformatörlerde olduğu gibi sigorta seçiminde darbe akımı ile
nominal akım arasındaki CN
T
I
I bağlantısı ve aynı zamanda sıcaklık
yükselme sabiti geçerlidir.
3
. CUU N olmak üzere
LCCUL
CU
I
I
CN
T 2.
1
.
3.
3
2.
ifadesi yazılır.
Burada L
LT
2
dir.
Tecrübeler TI akımı
uygulandığında
sigortanın T
süresinde
artmadığını
göstermiştir.
Tablo 9.33. Merlin
Gerin imalatı OG
sigortaların R1 soğuk
direnç değerleri
(Sigorta direnç değerleri miliohm olarak verilmiştir)
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 383-
Örnek
10NU kV
35CNI Amper
40SCI kA
C = 19,3.10-3 F
L = 0,46.10-3 H
R2 = 14,5.10-3 ohm
Şekil 9.248. OG
sigortalarının
akım/zaman eğrileri
(Merlin-Gerin)
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 384-
Termal kriter esas alınarak belirlenen akım değeri:
35x1,7=63 Amper
Tablo 9.32’den 63A/12kV sigorta için R1=13.10-3 ohm veya
R=R1+R2=27,5.10-3 ohm bulunur.
1670TI Amper’de 310.5,33 T saniyedir.
Bu değerler, şekil 9.248’de akım zaman eğrileri ile karşılaştırıldığında
A’da 125 Amper değerinde akım şeçilir.
Bu değerdeki sigorta karakteristrikleri, R1=5.10-3 ohm ve R=19,5.10-
3 ohm ve
1670TI Amper değerindeki akım için 310.5,33 T saniyedir.
9.24.5. Akım Transformatörleri Akım transformatörleri küçük güçte olup primer sargıları hat
devresiyle seri olarak ve sekonder sargıları da ölçü enstrümanlarına,
sayaçlara, koruma sistemlerine ve kontrol cihazlarına bağlanır. Akım
transformatörü, ölçme ve koruma devresini primer gerilimden ayırır
ve cihazları aşırı akıma karşı sekonder sargıda meydana gelen akıma
uygun olacak şekilde korur. Akım transformatörleri, oluşabilecek
yüksek gerilimleri önlemek amacıyla, asla sekonder sargıları açık
olarak çalıştırılmazlar ve akım transformatörlerinin sekonder
taraflarına sigorta konmaz.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 385-
Akım transformatörleri yapısal olarak tek primer sargıyı haiz bara
tipi ve primeri sargılı tip olmak üzere iki tiptir. Akım
transformatörleri yine kullanım amacına göre ölçü akım
transformatörleri ve koruma akım transformatörleri olmak üzere iki
tiptir.
Koruma akım transformatörleri: işletme akım eşik değeri yüksek
olan koruma cihazları tarafından hata akımının değerinin doğru
olarak ölçülebilmesini sağlamak üzere yüksek değerden satüre
olması gerekir. Bu nedenledir ki koruma akım transformatörlerinin
doğruluk sınır faktörlerinin (ALF) genellikle olabildiğince yüksek
olması istenir. Ancak rölenin yüksek akımlara dayanabilecek
kapasitede olması gerekmektedir.
Ölçü akım transformatörleri:Bir ölçü akım transformatörü nominal
akım civarında iyi bir doğruluğa sahiptir. Ölçme cihazları ve
enstrümanları koruma rölelerinde olduğu gibi yüksek akım dayanım
kapasitesine sahip değillerdir. Bunun içindir ki ölçü akım
transformatörleri, koruma akım transformatörlerinden faklı olarak
erken satürasyona uğrayıp ölçü cihazlarını korumak amacıyla
mümkün olduğunca en düşük emniyet faktörüne sahip olmalıdır.
9.24.5.1. Akım Transformatörünün Karakteristik Değerleri
Nominal Primer akım 1ATNI : Standartlarda açıklanan primer akım
değerleri 10-12,5-15-20-25-30-40-50-60-75 A ve bunların ondalıklı
katlarıdır.
Nominal Sekonder akım 2ATNI : Standart değeri 1 A ve 5A
değerleridir. 1 A’lik nominal sekonder akım değerine sahip akım
transformatörleri, akım transformatörü ile ölçme ve koruma cihazı
arasındaki uzaklığın fazla olduğu yerlerde sekonder bağlantı
iletkenlerinin I2R kayıplarını azaltmak için kullanılırlar
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 386-
Çevirme oranı 2
1
ATN
ATN
I
I
Tam yük: gerçek şartlar esas alındığında akım transformatörüna
bağlanan yüktür.
Nominal tam güç: ATNS VA birimi ile ifade edilir. Gerçek güç ve
nominal sekonder akımda görünen ve akım transformatörünun
plakasında yazan güçtür. Standartlara göre belirlenen değerleri 1-
2,5-5-10-15-30VA. Akım transformatörünün nominal tam gücü
sekonder tarafa bağlı cihazların toplam gücü ve bağlantı
iletkenlerinin I2R bağlantı iletkenlerindeki güç kayıpları toplamından
büyük olmalıdır. I2R sekonder bağlantı iletkenlerindeki güç kayıpları,
bağlantı hatlarının uzun olması durumunda mutlaka hesaba katılmalı
ve ihmal edilmemelidir.
Gerçek güç: IATN1 nominal akım değerindeki akım transformatörünün
gerçek yüklenme şartlarında ki tükettiği güç olarak tanımlanır.
9.25. Doğruluk Sınıfı
Belirlenen güç ve akım şartlarında çevirme oranında ve faz
kaymasında garanti edilen hata sınırlarıdır.
Tablo 9.34: IEC 60044-1 standardına uygun olarak akım
transformatörlerindeki faz kayması ve hata sınırları
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 387-
9.25.1. Özel Doğruluk Sınırları
Şekil 9.249 Akım
ransformatörlerinin
farklı sınıflarına ait
gerilimler.
BS 3938 tarafından sınıf X (IEC 60044-1’e göre PX) akım
transformatörünün Şekil 9.249’da görülen Vk dirsek noktası gerilimidir.
Akım transformatörünün sekonder sargı direnci RCT’ yi ifade eder. Bazı
durumlarda ise dirsek noktasında I0 mıknatıslama akımının maksimum
değerini ifade eder. Akım transformatörünün V(I0) mıknatıslama eğrisi
dikkate alınacak olunursa, Vk dirsek noktası gerilimi mıknatıslama
akımının %50 artmasına karşılık gerilimin %10 arttığı noktadır. Sınıf X 5P
ve 10P den daha iyi olçü sağlar
Gerçek doğruluk faktörü (FP veya KR): Akım transformatörünün nominal
yükten farklı, gerçek yükle yüklendiği durumda nominal akımla ve
nominal hataya uygun olarak meydana gelen aşırı akım arasındaki
orandır.
Doğruluk sınır faktörü (ALF veya KN): Nominal aşırı akımla (örneğin
10.In) ile nominal akım arasındaki orandır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 388-
Kısa süre dayanım akımı: kA olarak ifade edilir ve sekonderi kısa devre
edilmiş akım transformatörünün 1 saniye süre içerisinde zarara
uğramadan taşıyabileceği maksimum akım olarak tanımlanır. Akım
transformatörlerinin aşırı akım ve kısa devre akımlarına karşı
dayanımlarını belirler.
Akım transformatörünün nominal gerilimi: nominal gerilim denince
ifade edilen akım transformatörünün primer gerilimidir. Burada akılda
tutulması gereken primer gerilimin yüksek olduğu ve akım
transformatörünün sekonder sargılarının açık tutulmayacağıdır ve
sekonder sargı normal olarak topraklanır. Güç frekansında bir dakika
süre ile maksimum dayanım gerilimleri ve maksimum darbe gerilim
dayanımlarının değerleri standartlarda açıklanmıştır. Örneğin 24 kV
nominal gerilim için akım transformatörü 50 Hz güç frekansında 50 kV a
ve 125 kV darbe gerilimine dayanması gerekir.
9.25.2. Birden Çok Sekondere Sahip Akım
Transformatörü Bazı akım transformatörleri koruma ve ölçü maksatlı olarak iki
sekonder sargıya sahiptirler. Sekonderi çift sargılı olanlar, en fazla
uygulanan tipleridir. Nadiren sekonderi üç sargılı olarak yapılırlar.
Şekil 9.250: Sekonderi üç sargılı akım transformatörleri
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 389-
9.25.3. Doğruluk Sınır Faktörü ALF üzerine
yüklerin etkisi
Şekil 9.251: Akım transformatörü eş değer devre diyagramı
Şekil 9.251’de görülen diyagrama ohm kanunu uygulayarak
RRIV CTAT .2 yazılır
Burada
CTR akım transformatörünün sekonder sargı direnci
R yük direnci değeri olup eğer akım transformatörü nominal
gücüne tekabül eden ATNR yükü ile yüklenirse
ATNnAT IkI .2 ve 2
ATN
ATN
ATNI
SRR ise
ATNCTATNnATN RRIkV ..
kn nominal doğruluk sınır faktörü (nominal ALF)’dür.
Eğer transformatör nominal yükünden farklı bir PR yükü ile
yüklenirse,
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 390-
ATNnAT IkI .2 ve 2
ATN
rp
I
PRR
pCTnnATN RRIkV .. olacaktır
Şekil 252’de Rp, Rn’den küçük olması durumunda akım
transformatörünün dirsek noktasının kn doğruluk sınır faktöründe
ifade edilen noktadan daha yüksekte olduğu görülebilir.
Şekil 9.252. Akım transformatörünün bağlanan yüklere göre çalışma
noktaları
Gerçek doğruluk sınır faktörü, gerçek yüke (koruma +bağlantı)
uygun olarak hesaplanabilir. Bu ALFr = kr Vn dirsek noktası
satürasyon geriliminin yükseldiği PCTATNrATN RRIkV ..
gerilimidir. Eğer RP, Rn’den küçük ise kr, kn’den daha büyük olacaktır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 391-
Eşitlikleri PCT
ATNCT
nrRR
RRkk
veya
rATİ
ATNATİnr
SS
SSkk
olarak
kombine etmek mümkündür.
Burada
2. ATNCTATİIRS Akım transformatörünün In akımında iç
kayıplarını
2. ATNATNATN IRS Akım transformatörünun doğru gücünü
2. ATNPr IRS Akım transformatörünun In akımında gerçek
güç tüketimini ifade eder.
Gerçek ihtiyaçların belirlenmesi minimum doğru gücün
belirlenmesini sağlar
Şekil 9.253: Akım transformatörünün sekonderine gerçek yük bağlantısına
göre farklı iç kayıplı (RCT) iki tip 10VA-5P20 akım transformatörüna ait
doğruluk sınır faktörünün davranışı
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 392-
9.26. Koruma ve Uygulama Şekillerine Göre
Akım Transformatörlerinin Seçimi Koruma röleleri ve sistemleri belirlenen bir koruma planına göre
elektrik şebekesi üzerinde tesis edilir. Bu plan seçici koruma
ayarlarını ve açma pozisyonlarını belirler. Aynı zamanda akım
transformatörlerinin yerleşimini ve çevirme oranı doğruluk
sınırlarının gücü gibi özelliklerini de açıklar.
Akım transformatörlerinin özelliklerinin belirlenebilmesi için
Koruma rölesi veya sistemlerinin güç sarfiyatı veya giriş
empedansının,
Koruma sistemleri ile akım transformatörü arasındaki
bağlantıları sağlayan hat empedansının,
Koruma sistemlerinin koruma koordinasyonu göz önüne
alınarak hazırlanan işletme eşik değerlerinin bilinmesi
gerekir.
Günümüz teknolojisinde koruma sistemlerininin çoğu, dijital
teknolojiye göre imal edilmekte yüksek derecede duyarlılığa
sahiptir. Bundan dolayıdır ki akım transformatörlerinin doğruluğu
belirleyici bir faktördür. Aşağıda belirtilen koruma sistemlerinin tipi
gerekli akım transformatör duyarlılığı üzerine etkilidir.
Bir aşırı akım kısa devre korumasında sadece akım değerleri
hesaba katılır.
Diferansiyel korumalarda iki akım değeri arasında
karşılaştırma yapılır.
Toprak hata koruması 3-faz akımının toplamını sorgular.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 393-
9.26.1. Koruma amaçlı akım transformatörlerinin
doğruluk sınır faktörünün (ALF) seçimi Akım transformatörüne nominal yük (Rn) bağlı olduğu durumdaki
nominal ALFn ile gerçek yük bağlı olduğu durumdaki ALFr arasındaki
bağlantı:
PCT
ATNCT
rnRR
RRkk
. veya
PCT
ATNCT
nrRR
RRkk
. ifadeleri
ile belirlenir
Bir akım transformatörü bir çok farklı koruma sistemlerine ya farklı
veya grup halinde bağlanır. Bu ise akım transformatörünün
boyutladırılmasının koruma sistemlerine göre incelenmesini
gerektirir.
9.26.1.1. Sabit zamanlı aşırı akım koruması
Koruma ayarlarında SI eşik değeri 2’den 10. nI değerine ayar
edilebilsin.
Korumanın doğru işlemesini sağlamak için ayar değerleri noktasına
kadar transformatörde stürasyonun olmaması gerekir.
Şekil 9.254: Maksimum eşik değerinde akım transformatörlerinin işletme
noktaları
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 394-
Ancak genellikle emniyet katsayısı 2 alınır (Şekil 9.254).
Böylece gerçek yüklenmede ALFr ATN
S
rI
Ik .2
eğer ATNS II .10 ise 20rk olacaktır
Örnek
200/5 A akım transformatörü 10VA-5P10
Yük LI 160 A ve ayar eşik değeri LS II .8 önerilen
transformatörün uygunluğunun kontrolü,
4,6200
1608
1
x
I
I
ATN
S
Minimum önerilen ALFr 8,124,62 xkr
Eğer transformatörün iç direnci yüklenmesi biliniyorsa örneğin
ise
akım transformatörünün uygun olduğu görülür.
9.26.1.2. Ters zamanlı aşırı akım koruması
Eğer ters zaman eğrili rölelerin tamamında doğruluğun sağlanması
amaç ise; hangi noktada sabit zamanlı eğrinin kullanılacağının
bilinmesi gereklidir. Çoğu röleler için minimum değerler 20 SI ve
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 395-
24 SI arasında gerçekleşir maxscI maksimum kısa devre akımı olmak
üzere yukarda açıklanan aynı nedenden dolayı emniyet faktörü
olarak 1,5 kullanılacaktır.
minrk = minimum değer
ATN
S
ATN
S
I
I
I
I36,.30 ve
ATN
SC
I
I max.5,1 arasında olması gerekir.
9.26.1.3.Yönlü aşırı akım koruması
Kurallar aksi belirtilmedikce aşırı akım korumaları için olanların
aynıdır. Eğer akım korumaları, aynı akım trafosundan besleniyorsa
bunlardan birsi en düşük eğrili yani en kısa zaman gecikmesini
haizdir ve boyutlandırılması yüksek akımlar için yapılır.
Burada en zor durumda emniyet katsayısı 2’den 1’e düşürülür.
9.26.1.4. Toprak hata koruma
Sekonder akımlarının vektör toplamlarına göre çalışan toprak hata
sistemi şekil 9.255’de görülen Nicholson bağlaması ile üçlü akım
transformatörü
yardımıyla
gerçekleştirilir.
Şekil 9.255: Faz
akımlarının vektör
toplamlarını verdiği
toprak hata akımı
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 396-
Bu bağlantıda üç adet akım transformatörünün birbirinin aynı
olmasını sağlamak için aynı imalatçıdan alınması gerekir. Ancak
transformatörün enerjilendirilmesinde olduğu gibi DC bileşen varsa
veya yüksek akımlar meydana gelmişse üçlü akım
transformatörünun sekonderinin bu tarzla düzenlenmesi, hatalı
toprak akımı oluşmasına ve sonuçta koruma sisteminin sistemin
hatalı açmasına neden olur.
Örnek olarak 5P10 akım transformatörlerinde, akım transformatörü
nominal akımının %10 eşik değeri olarak ayarlandığında sabit
zamanlı korumalar için gereksiz açma riskinin aşağısında sınırlandırır.
Akım transformatörü doğruluk sınır faktörü n
hs
rhI
IXk . ifadesiyle
verilir. X emniyet katsayısının imalatçılar tarafından verilen değeri
6’dır.
Akım transformatöründe faz-toprak hatasında oluşan gerilim
hLCThsh RRRIXV .2.. . Akım transformatörü, aşırı akım
rölesini de besliyorsa Rh yerine mutlaka Rh+Rp yazılmalıdır .
Eğer akım transformatörü başlangıçta aşırı akım kısa devre koruması
için dizayn edilmişse, toprak hata koruması için uygunluğunun
mutlaka kontrol edilmesi gerekir. Böylece 100/1 A 10VA-5P10 akım
transformatörünün krh doğruluk faktörü aşağıda verilen ifade
yardımıyla
n
hPLCT
ATN
ATN
CT
rh kRRRR
I
SR
k ..2
2
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 397-
Kullanılan rölenin empedansı hI akımının ayarına bağlıdır, örnekte
bu değer 0,1 A değerindedir.
1001,0
12
A
VARh
2,1100413
103.10
rhk
İhtiyaç olan değerle akım transformatörünun vereceği değer
karşılaştırıldığında
6,01
1,0.6 rhk (akım transformatörünun vereceği değer.) uygun
olduğu görülür.
Eğer kısa devre akımları çok yüksek, koruma zaman gecikmesi kısa
ise; hatalı ve gereksiz açmalardan sakınmak için toprak hata rölesi ile
stabilizasyon direnci seri olarak bağlanmak suretiyle sisteme ilave
edilir. Ayrıca üçlü akım transformatörü bağlantısının ortaya çıkardığı
sıkıntıları ortadan kaldırmak için mümkün olan yerlerde Şekil 256’da
görülen toroidal akım transformat örü kullanılır.
Şekil 9.256: 1 ve 2
toroidleri aynı
özelliktedirler Ancak 1
toroidi 2 toroidin üst
tarafındaki hataları da
izler.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 398-
9.26.1.5. Diferansiyel Korumalar
Diferansiyel koruma sistemleri, transformatörler, döner makinalar
ve bara sistemlerinde artarak kullanılmaktadır. Seçici korumadan ve
diğer korumalardan bağımsız olarak çalışması ve hızlı koruma yapma
avantajlarına sahiptir. Bu röleler, transiyen hata akımı periyodu
sırasında sık sık çalışır. Sadece toprak hatasında oluşan DC bileşen
akımları, akım transformatörlerinin transiyen satürasyonunu
meydana getirir. Ve böylece hatalı diferansiyel akım ortaya çıkar.
Diferansiyel korumaların bu tür yanlış ve hatalı çalışmalarını
önlemek amacıyla imalatçılar tarafından tesis edilecek akım
transformatörleri hakkında gerekli bilgiyi ve gerekli dizayn bilgileri
verilir.
9.26.2. Uygulamalara Göre Akım
Transformatörlerinin Karakteristiği
Uygulamalar, hat girişleri, besleme çıkışları, transformatörler,
baralar, jeneratörler, kompanzasyon sistemleri, motorlar gibi
elemanların korunmasıdır. Her bir elemanın korunması için birden
fazla koruma elemanı kullanılır. Şekil 9.257’de ANSI koduna göre
tüm korumalar örnek olarak verilmiştir.
Ancak akım transformatörlerinin seçiminin optimize edilmesi hangi
korumaların yapılacağının, ayar değerlerinin, gerçek
empedanslarının ve kısa devre akımlarının bilinmesine bağlıdır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 399-
Şekil 9.257: Koruma Planı Örneği
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 400-
9.26.2.1.Tipik Korumalar için gerçekleştirilen uygulamalar
Hat girişi ve fiderleri
SI koruma cihazının açtırma akım eşik değeri ve LI toplam yük
akımı olmak üzere; yüksek açma eşik değerli aşırı akım korumasıdır
ve normal olarak 2.103 ATNS II
Böylece 2
.2ATN
S
rmI
Ik ve maksimumda 20rmk
Eğer ters zaman koruması kullanılıyorsa minrk değeri 36,.302ATN
S
I
I
ve 1
max.5,1ATN
SC
I
I arasında bir değer alır.
Örnek: 1600 kVA ,6,3/0,4 kV bir dağıtım transformatörünün primer
maksimum yük akımı 100LI Amperdir. Primer taraf için 7,2 kV
ve 150/5 A akım transformatörü kullanılmaktadir.
Akım transformatörünün sekonderindeki yük akımı
AI L 33,35.150
1002 olup, aşırı akım koruma cihazını açtırma
akım eşik değerinin yük akımının 4 kat değere ayarlanması
istendiğinde; 1333,3.4.4 2 LS II A açtırma akım eşik değerine
ayarlanacaktır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 401-
Sabit zamanlı aşırı akım koruma cihazı kullanılacaksa cihazın hatasız
çalışabilmesi için akım transformatörünün minimum gerçek
doğruluk sınır faktörü:
Minimum 833,3
13.2.2
2
L
S
rmI
Ik olacaktır.
Ters zamanlı aşırı akım koruma cihazı kullanılacaksa; bu değer,
şebekeye bağlı transformatörün 0,4 kV sekonder baralarında
25000kA kısa devre akımı meydana gelirse; Primer tarafta görünen
kısa devre akımı:
AkV
kVAI SCMAX .1587
.3,6
.4,0.24000 olacağından
16150
1587.5,1.5,1
1
max ATN
SC
I
I ile 78
5
13.30.30
2
ATN
S
I
I
arasında bir değer seçilecektir
Görüleceği üzere gerçek doğruluk sınır faktörü sabit zamanlı aşırı
akım cihazına göre tayin edilen akım transformatörüne ters zamanlı
koruma cihazının bağlanması söz konusu transformatör koruması
için uygun olmayacaktır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 402-
Tablo 9.35: Genellikle kullanılan koruma uygulamaları
Jeneratör girişi
Jeneratörün relatif olarak düşük değerdeki kısa devre akımından
dolayı > 7IGN seçilir. Böylece 14rmk olacaktır.
Transformatör çıkışı
YG/OG transformatörünün enerji çıkış tarafında koruma yapılıyorsa
ayarlanan eşik değeri, sekonder tarafta örneğin SCI kısa devre
akımının %70’inden mutlaka daha düşük olmalıdır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 403-
Başlangıçta yaklaşıklıkla, 2TRNI transformatörün sekonder çıkış
nominal akımı, 2SCI transformatörün çıkışındaki kısa devre akımı ve
scu transformatörün kısa devre gerilimi olmak üzere
2
2.3 TN
TN
TRNU
SI dir; burada 2TNU transformatörün sekonder
nominal gerilimidir.
SC
TRNSCu
II100
.7,0 22 alınır ve kural olarak:
2
2.2TRN
SC
rmI
Ik uygulanarak,
sc
rmu
k100
.4,1 olacaktır .
Örnek: Kısa devre gerilimi %12 olan bir transformatörün sekonder
çıkışının koruması için kullanılacak akım transformatörün gerçek
doğruluk sınır faktörü
67,1112
100.4,1 rmk den büyük olmalıdır
Transformatöre giriş fideri
Transformatörün enerji alış tarafına yerleştirilen aşırı akım
korumasının yüksek eşik işletme akımı transformatör sekonder
terminallerinde oluşan ve primer tarafta görünenen SCTI akımından
daha yüksek olmalıdır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 404-
İlk yaklaşıklıkla kısa devre akımı SC
TRNSCTu
II100
.11 olupburada
1
1.3 TN
TN
TRNU
SI transformatörün nominal primer akımı ve
STN güç transformatörünun nominal gücü
UTN1 transformatörün nominal primer gerilimi
SCu transformatörün nominal kısa devre gerilimidir.
Gerçekte üst taraftaki kaynak empedansı, SCTI kısa devre akımını
sınırlamada etkilidir.
SC
TRNSCu
II100
..11 ifadesi ile belirlenir.
Eğer genel kural olarak 2
.2ATN
S
rmI
Ik uygulanırsa
SCATN
TRNrm
uI
Ik
100...2
1
1 elde edilir.
Örnek: Kısa devre gerilimi %12 olan bir transformatörün primer
girişinin koruması için kullanılacak akım transformatörün gerçek
doğruluk sınır faktörü
67,1612
100.2 rmk ’den büyük olmalıdır
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 405-
Güç transformatörlerinin kısa devre empedanslarının tipik değerleri,
küçük güçteki transformatör değerleri için %4’den başlayarak büyük
güçteki transformatörler için %20’ye kadar ulaşır (Tablo 9.36)
Tablo 9.36: Güç transformatörlerinde tipik kısa devre empedansları
rmk gerekli minimum değerler, büyük güçteki transformatörler için
ATN
TRN
I
I 1.10 ve küçük akım transformatörleri için ATN
TRN
I
I 1.50 olarak
alınır.
Bu değerleri, özellikle termik dayanımların yüksek olması (40kA 1
saniye) gerektiği durumlarda, düşük değerli akım transformatörleri
için elde etmek çok zor olabilir. Bundan dolayı zor durumlarda
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 406-
fizibilite problemi, yükardaki bölümde açıklanan azaltılmış katsayı
(mesela 2 yerine 1,5) kullanılarak çözülebilir.
SCATN
TRN
rmuI
Ik
100..5,1 11
Eğer bir akım transformatörü, aşırı değerde seçilirse transformatör,
termal korumanın mümkün olmasının sağlanması gerekir. Diğer
taraftan transformatörün çıkış tarafı için de koruma planı
yapılmalıdır.
Kapasitör fideri
Gecikmeli yüksek eşik değeri önerilir; kapasitör için snI n 3,0.3 .
Eğer 2max .5 ATNS II ise 10rmk olması önerilir.
Motor fideri
Yol alma akımı değerinin üzerinde yüksek açtırma eşik değerine
ayarlanır. MNS II 8max alınırsa , 16rmk olarak göz önüne alınır.
Eğer kısa devre koruması sigortalar tarafından sağlanıyorsa; rotor
blokajı/çok uzun yol alma koruması öncelikle tanımlanması ve
belirlenmesi gereken korumadır.
MNI45,2 arası değere ayarlanır ve 8rmk olacaktır.
Tablo 9.37’de uygulamalara göre gereken minimum ALF değerleri
verilmektedir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 407-
Tablo 9.37: Uygulamalara bağlı olarak aşırı akımlar için gereken gerçek ALF
(kr) değerleri
Bu tabloda Is, (yüksek akımları gözeterek) cevap süresi en kısa olan,
aşırı akım koruması için (akım) ayar akımı’dır. In ise akım
transformatörünun primer nominal akımıdır. In1, güç
transformatörünun nominal akımıdır. * ise genel durumları ifade
eder.
9.26.2.2.Diferansiyel Korumanın Özel Durumu
Diferansiyel koruma sağlayan röle imalatçıları, uygun çalışma için
gerekli şartları ve kullanım biçimini sağlamak, hatalardan sakınmak
ve koruma tiplerinin iyi anlaşılması için minimum bilgileri kullanıcıya
vermektedir. Diferansiyel koruma sistemi giriş ve çıkış akımlarını
ölçen akım transformatörleri ile sınırlandırılan alanı izler. Eğer çıkış
akımları giriş akımlarından farklı ise korunan alanda bir hata
meydana gelmiştir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 408-
Diferansiyel koruma sistemlerinin yüksek empedanslı, pilot hatlı,
oransal (diferansiyel) düşük empedanslı diferansiyel korumaları gibi
tipleri için, akım transformatörünün gereklilikleri belirlenmelidir.
Yüksek empedanslı diferansiyel koruması
Şekil 9.258: Yüksek empedanslı diferansiyel koruma
Bu tip koruma, normal olarak motorların, jeneratörlerın ve baraların
korumasında kullanılır. Bu koruma aynı gerilim seviyesinde olan
alanlar için uygulanır.
Korunan bölgede hatanın bulunmadıgı normal işletme şartlarında eı
giriş akımı ve sı çıkış akımı aynı olduğundan diferansiyel akım
0dı olacaktır.
Yüksek hata akımları izlenen alandan geçer ve akım
transformatörlerini satüre eder ve koruma sisteminde gereksiz
açma riski ortaya çıkar. Diferansiyel koruma sisteminin ve rölesinin
stabilitesi seri olarak Rst stabilize direncinin bağlanması ile sağlanır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 409-
Bu direncin değeri, DC bileşenli akım transformatötürünü satüre
edecek değerde maksimum akım geçtiğinde Rst+Rp diferansiyel
devreden türetilen akımın rölenin açtırma eşik değerine
ulaşmayacak değere getirilmesini sağlayacak şekilde hesaplanır.
Bunun sonucunda:
r
SSC
LCTPSTI
IRRRR ..2
SSCI Akım transformatörünün sekonderinde ortaya çıkan
maksimum akım
rI röle sekonder ayar akımı
LR bağlantı hatları direnci
RST 1000 ohm değeri nadir olmakla birlikte birkaç on ohm
değerinden birkaç yüz ohm değeri arasında değişir.
Rölenin uygun bir şekilde çalışması için rI akım değerinde hata,
korunan alanda meydana gelirse; Vk dirsek noktası gerilim değeri
rLCTPST IRRRR ..2.2 değerini aşma-malıdır.
Bir kural olarak LCT RR 2 , PST RR ile karşıaştırıldığında ihmal
edilebilir ve böylece PSTrK RRIV ..2 yazılır ve eşitlikler
kombine edildiğinde LCTSSCK RRIV .2..2 elde edilir.
Bu eşitliklerden görüleceği üzere STR ve KV değerleri, CTR
değerlerinden yüksek olduğunda daha yüksek değerlere tırmanır.
Yüksek değerdeki stablizasyon direnci, akım transformatörünün
sekonderinde yüksek gerilimler endükler. Bundan dolayı 3000 V’un
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 410-
üzerinde aşırı gerilim oluşması muhtemel yerlerde lineer olmayan
direç ZnO ilave edilerek koruma sağlanır.
Bu araştırmaların sonucunda akım transformatörleri eğer RCT ve Vk
mümkün olduğunca düşük değerde ve akım transformatörünün
sekonderinde görülen (ISSC gibi) akım, herhangi bir ilaveye gerek
kalmaksızın ifade edilebiliyorsa optimize edilebilir.
Uygulamanın ne olduğuna bakılmaksızın yüksek empedanslı
diferansiyel korumanın kullanıldığı yerlerde akım
transformatörlerinin tamamı
Aynı çevirme oranına
Aynı mıknatıslanma eğrisine
Anı minimum Vk dirsek noktası gerilimine
Aynı maksimum RCT değerine sahip olmalı ve
LCTSSCK RRIV .2..2 ifadesiyle uyumlu olmalıdır.
Vk için ilgili akım transformatörlerinin röleye uzaklıklarının aynı
olmaması durumunda azami uzaklık hesaba katılır.
Bu korumalar için 0I mıknatıslama akımının maksimum değeri,
gereken hassasiyete göre 2
KV değeri esas alınarak belirlenmelidir.
Koruma sisteminin rI akımını algılayabilmesi için paralel bağlı akım
transformatörlerinin terminallerinde 2
KS
VV geriliminin oluşması
gerekmektedir. Bu maksatla gerçek olarak röle tarafından algılanan
rmsI minimum primer akımı 0.. IInI rrms olacaktır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 411-
Burada
n: Akım transformatörünun çevirme oranı
: Paralel bağlı akım transformatörlerinin sayısı (Busbar
korumalarında akım transformatörlerindan çok sayıda
kullanılabilinir.
Motorlarda diferansiyel koruma uygulaması
Motordan geçebilecek maksimum akım, motorun yol alma akımıdır.
Bu akım değeri STSSC II motorun rotor kilitlenme akımıdır. Eğer
motora ait yol alma akımı STI değeri bilinmiyorsa
MNST II .7 olarak hesaplar yapılır.
Jeneratörlerde diferansiyel koruma uygulaması
Bu durumda ele alınacak maksimum akım jeneratör tarafından
meydana getirilecek kısa devre akımıdır. Eğer jeneratör subtransiyen
reaktansı %X biliniyorsa jeneratörde meydana gelecek
subtransiyen kısa devre akımı X
II GNSSCGEN
100
. ifadesi ile
belirlenir. GNI jeneratörün nominal akım değeridir.
Eğer jeneratörün sub transiyen reaktans değeri
bilinmiyorsa 15% X olarak alınır.
Akım transformatörünün tepe gerilimi
SSCŞSCŞEBSSCGENSSCMAX III kullanılarak hesap yapılmalıdır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 412-
Bara diferansiyel koruma uygulaması
Şekil 9.259: Yüksek empedanslı bara diferansiyel koruması
Bu durumda pano baralarından akan maksimum akım SSCI Akım
transformatörünün sekonderinden görünen pano baralarındaki SCI
kısa devre akımıdır.
Transformatörün sınırlandırılmş toprak hata diferansiyel koruması
Şekil 9.260: Transformatörlerde sınırlandırılmış toprak hata uygulaması
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 413-
Şekil 260a’da görülen sekonder taraf uygulamasında bu koruma,
transformatörün sekonder tarafındaki izolasyon hatalarını algılar ve
transformatörün sekonder tarafındaki akım transformatörlerine
gönderir.
Şekil 260b’deki primer taraf uygulamasında koruma sistemi
transformatörün primer tarafındaki izolasyon hatalarını algılar ve
toprak hata koruma sisteminin şiddetli devreye girme akımlarından
ve asimetrik akım çekilmesinden dolayı hatalı açmaları önler.
Bu gibi durmlarda dahi korunan sahanın dışındaki bir hata için akım
transformatöründe maksimum geçen akım esas alınarak STR , KV
hesapları yapılacaktır. İlk yaklaşım olarak söz konusu akımın
transformatör empedansı tarafından sınırlandırılan akımdan daha
küçük olduğu söylenebilir.
3.n
SCT
U
PI
Bu ifadede SC
nSCTZ
PP100
. kısa devre gücü olmak üzere
transformatörün şebekeye bağlandığı enerji alış tarafındaki kısa
devre gücü UP biliniyorsa daha yüksek bir doğrulukla
USCT
USCT
TPP
PPP
. alınarak hesaplar yapılır. Devreden akacak hata
akımı SSCI değeri 3.n
TSSC
U
PI ifadesi yardımıyla hesaplanarak
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 414-
çevirme oranı yardımıyla akım transformatörünün sekonder tarafına
dönüştürülür.
Pilot hat vasıtasıyla hat veya kablo diferansiyel koruma
Şekil 9.261: Pilot hatlı kablo veya hat diferansiyel koruması
Bu tipteki korumalarda röleler, her iki tarafa tesis edilir. Pilot hat
üzerinde her bir röle toplam görüntüsü hIIcIbIa 321 ...
toplam görüntüsünde bir gerilim üretir. Eğer iki gerilim birbirinden
farklı ise her iki rölede açtırma yapar. a,b,c ve d katsayıları, sıfırdan
farklı bir toplam sağlamak amacıyla birbirlerinden farklı olduğu göz
önüne alınmalıdır. Bu nedenle iki faz hatasının veta faz-toprak
hatasının işletme eşik değeri hatalı faza göre çok az farklıdır.
Bu durumda da X sınıfı akım transformatörlerinin kullanılması
gerekmekte ve Vk minimum dirsek noktası için amprik formül her bir
imalatçı tarafından verilmektedir.
Gerektiğinde minimum dirsek noktası gerilimine ait
örnek: LCTntK RXRIkNV .....5,0min Burada N ,kt ve X röle
cevap süresi, hassasiyet, bağlantı tipi ile ilgili sabitlerdir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 415-
Diğer başka bir örnekte LCTF
n
K RRII
V .2.50
min
Burada In akım transformatörünün 1 veya 5 A değerinde nominal
sekonder akımları, IF akım transformatörünün sekonderinden
görünen kısa devre akımı veya hata akımıdır. Bu rölenin stabilitesi
hem gereken dirsek noktası gerilimi ve hem de oransal diferansiyel
işletme eşiği tarafından gerçekleştirilir.
Hat sonundaki akım transformatörleri mutlaka aynı çevirme
oranında olmalı ve mutlaka imalatçı tarafından belirlenen I0 ve
minimum Vk değerine uygun olmalıdır. Buna rağmen
mıknatıslanma eğrileri ve RCT değerlerinin birbirinin aynı olmasına
gerek yoktur.
Transformatörlerde Oransal Sapmalı Diferansiyel Koruması
Oransal diferansiyel tanımının kökeni sürekli akan akımla işletme
eşik değerinin artması gerçeğinden gelmektedir. Akımlar basit olarak
karşılaştırıldığında transformatör diferansiyel korumasında primer
taraqftaki akımlarla sekonder taraftaki akımlar uygun değildir.
Zira
Enerji alış ve enerji çıkış yanı primer ve sekonder taraftaki
güç transformatörünün akımları, aynı büyüklüğe veya faz
açılarına sahip değildir.
Transformatör enerjilendiridiğinde, mıknatıslanma akımı,
sadece üst tarafta görünür.
Korunan alanda bir topraklama jeneratörünün
(transformatörünün nötrünün topraklanması gibi) örneği
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 416-
enerji çıkış fiderlerinden biri üzerinde hata olduğunda
koruma devreyi açtırır.
Bu problemlere karşı alınacak ön tedbirler: Buradaki amaç normal
işletme şartları altında primer ve sekonderdeki akımların aynı faz
açısında ve aynı büyüklükte görünmesini sağlamaktır. Bu ise akım
transformatörlerinin çevirme oranlarının ve bağlantılarının akıllı bir
seçimi ile gerçekleştirilir. Bu maksadı gerçekleştirmek için uygun
akım transformatörü kullanılır ve korunan alanın dışında bir toprak
hatası meydana geldiğinde koruma sistemini açtıran sıfır bileşen
akımlarının ortadan kaldırılması gerekmektedir.
Bunujnla beraber yeni dijital rölelerin bir çoğu, akımların gerekli
reset ayarları yapılarak ve parametre ayarları kendi içinde
gerçekleştirilebilmektedir; böylece uygulamada gözle görülür basitlik
sağlanmaktadır.
Ayrıca transformatör diferansiyel korumaları transformatör devreye
alındığı sırada devreye girme geçici akımı nedeniyle; gereksiz
açmaları önlemek amacıyla 2. harmonik blokajıyla donatılmalıdır.
Vk akım transformatörü gerilimi
%99 durumlarda X sınıfı talep edilir. Minimum dirsek noktası gerilimi
uygulanır ve akım transformatörünün RCT sekonder sargı direnci ve
gerçek yük RP e bağlıdır.
Sepam 200 D02 (Schneider) rölesi için uygulanan minimum dirsek
noktası gerilimi:
LCTbK RRIAV .2..min
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 417-
Burada
2.RL sekonder bağlantıların toplam direnci
RCT akım transformatörünün sekonder sargısı
bI güç transformatörünün akım transformatörünün sekonder
tarafında görülen nominal akımı ve
A transformatör gücüne bağlı bir sabittir.
Bazı kullanıcılar uygulanan akımı hesaba katarlar örneğin:
PLCTF
K RRRI
V .3.3
.4 güç transformatörünün yıldız sargı
tarafı için ve
PLCTFK RRRIV .3..4 güç transformatörünün üçgen sargı
tarafı içindir.
Uygulanan akım sınırlandırılmış toprak hata korumasında ki gibi aynı
yolla açıklanır.
Ara akım transformatörlerinin kullanımı ortaya çıkan ilave
yüklenmeye göre ana akım transformatörleri için farklı dirsek
noktası gerilimlerinin ortaya çıkmasına yol açar.
Sonuç olarak bu koruma sisteminin stabilitesini sağlamak için
Akan akımla artan eşik değeri (sınırlandırılmış sistem)
Vk dirsek noktası geriliminin doğru seçimi
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 418-
Devreye girme akımları tarafından üretilen 2. harmonik
etkisini ortadan kaldıran sistem
Transformatördeki aşırı uyarmadan veya satürasyondan
dolayı ortaya çıkan 5. harmoniğin etkisini ortadan kaldıran
daha gelişmiş rölelerin kullanılması gerekir.
Düşük Empedans Diferansiyel koruması
Bu koruma panolardaki busbar sistemlerinde kullanılır. Sistemin
pahalı olması yanında panonun boyutlarına göre bir veya daha fazla
sayıda panallerinin bağlantı ihtiyaçlarını karşılamak üzere çok sayıda
ara akım transformatörlerina ve bağlantı modülleri gerekmektedir.
Şekil 9.261: Çift busbar için düşük empedanslı diferansiyel koruma
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 419-
Çift busbarlı sistemde her bir fiderdeki akımları yönlendirmek için
transfer anahtarlarının pozisyonların sürekli olarak koruma
sistemine bildirilmesi gerekir.
Akım transformatörlerinin sekonderleri, çoğu durumlarda X sınıfı
olarak belirlenir. Ancak satürasyonun tolere edilmesinin
sağlanabilmesi için; yüksek empedanslı diferensiyal koruma için
kullanılan dirsek noktası gerilim değerlerinin oldukça az olması
gerekir.
Mesafe Koruması
Bu korumalar özellikle yüksek gerilimlerde genel olarak çok uzun
orta gerilim hatlarında kullanılır. (Bak Şekil 9.262)
Şekil 9.262: Hat sonlarındaki röle izleyicileri tarafından hattın %80 izlendiği
mesafe koruma
X sınıfı akım transformatörleriı için genellikle kullanılan ifade
LCTPfk RRRR
XIV .2.1.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 420-
R
X kaynak ile korunan alan arasındaki reaktans direnç oranı
fI enerji alış tarafındaki akım transformatörünün sekonder
tarafında görünen, izlenen alanın sonundaki kısa devre
akımına eşit akım
RP röle direncidir.
Bir çok durumlarda korunacak hat ile ilgili (kesit, uzunluk) bilgiler
anahtarlama sisteminin tesliminden önce elde edilememesi gibi
durumlarda Tablo 9.38’de görülen hesap örneğindeki uzunluklara
göre akım transformatörleri karakteristikleri arasındaki fark göze
çarpmaktadır
Tablo 9.38: Vk akım transformatörlerinin dirsek noktası gerilimlerinin çeşitli
mesafe koruma rölelri ve hat uzunlukları için hesabı
Bu tip röleler, daima çok uzun enerji taşıma hatlarında kullanılırlar.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 421-
Motor fider koruması
Motor korumasında geçerli olan korumalar örneğin
Aşırı akım
Termik
Dengesizlikdir
Akım transformatörünün sekonderi, seri bağlı olan elektromanyetik
rölelerde, sıklıkla kullanılan akım transformatörü 20 VA-5P30, çok
fonksiyonlu dijital rölelerde 5VA-5P20 dır. Bu ise gereğinden fazla bir
değerdir.
Minimum ALF, ATN
MN
I
I.8.2
Eğer ATNMN II ise 16rk olacaktır.
MNI motorun nominal akımı
ATNI akım transformatörünün nominal akımı
Motor nominal akımı 200 amper ve seçilen akım
transformatörünün çevirme oranı 300/1 A ise akım
transformatöründe kr = 16 x (300/200) = 12 olacaktır. Rölenin
tüketimi 0.025 VA röle-akım transformatörü arasındaki bağlantı
hatlarındaki tüketim 0,05 VA, 5VA-5P20 akım transformatörünün iç
kayıpları 2 VA ise
5,67025,005,02
52.20
rk
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 422-
Bu değer 12’den çok büyüktür. İç kayıpları 1,5 VA olan 2.5VA-5P10
akım transformatörü kullanıldığında
25025,005,05,1
52.10
rk bulunur .
9.26.3. Akım Transformatörlerinin Kısa Devre
Dayanımı Akım transformatörlerinin kısa devre dayanımı müsaade edilen
termik akım (ITH) ve müsaade edilen dinamik akım (Idyn) ile belirlenir.
Bu değerler, akım transformatörlerinin imalat plakalarında görülür.
9.26.3.1.Termal Kısa Devre Dayanımı
Akım trafoları, hem standart değerler için hem de izin verilen
maksimum termal akımlar (Ith) veya kısa devre akım dinamik (Idyn)
dayanımlarına göre üretilmiştir. (Küçük akım trafoları dışında kalan
tanımlamalarda, normal olarak düşük gerilim tesisinde aşırı akım
koruma cihazlarının toplam kısa devre açma zamanını tanıması için
akım trafolarının, ön kısmına montajı yapılır bu aşırı ısınmayı da
böylelikle önler).
Standart termal kısa devre dayanımı için = 100IATN1
Giderek artan termal kısa devre dayanımı için
= 100IATN1 ile 1000IATN1
a) Standart termal kısa devre dayanımı:
Termal kısa devre dayanımlı standart değerli akım trafolarını
kullanmak yüksek gerilim sistemlerinin yüksek kısa devre
kapasitelerinden dolayı limitlidir. IIN hep küçük değerli ise; bu
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 423-
durumda aşağıdaki tablodaki minimum primer akım değerlerindeki
IIN için, standart termal kısa devre dayanımları, pencere tipli akım
trafolarında yeterli değerlerdir.
Tablo 9.39: Akım transformatörlerinin termik dayanımları
b) Kısa devre termik dayanımının arttırılması
Aşağıda belirtilen ihtiyaçlardan dolayı kısa devre termik
dayanımının arttırılması gerekmektedir
Bara tipi akım transformatörlerinde (buşing tipi) sistem,
yüksek kesme kapasitesine sahip olduğunda ve hem küçük
nominal primer akıma sahip akım transformatörleri
kullanıldığında ve hem de arıza halinde kısa devre kesme
süresinin 1 saniyeden büyük olduğu yerlerde
Pencere tipli akım transformatörlerinde yukardaki verilen
tablodaki değerlerden küçük ise ve eğer belirli şartlarda
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 424-
açtırma süresi 1 saniyeden küçük ise kısa devre dayanımı
artırılmalıdır.
9.26.3.2. Dinamik Kısa Devre Dayanımı
Bara tipi akım transformatörleri yapılış tipi itibariyla hemen hemen
tamamıyla kısa devreye karşı korumalıdır. Zaten dinamik kısa devre
dayanımı akım transformatörünun yapı tarzına bağlı değildir.
Pencere tipi akım transformatörleri ise Idyn = 2.5 ITH dinamik kısa
devre akımına göre imal edilir.
9.26.4 Akım Transformatörlerinin Kısa Devre
Dayanımlarının Belirlenmesi Elektrik şebekelerinde jeneratörden uzak kısa devrede yaklaşık
olarak KaK III '' ve dolayısıyla aK SS '' , UN şebeke gerilimi
olmak üzere
N
KK
U
SI
.3 darbe kısa devre akımı
KKS III .5,2.8,1.2
Akım transformatörlerinin termik kısa devre dayanımı:
VDE 0414 e göre akım tranformatorunun üzerinden geçmesine
müsaade edilen sürekli kısa devre akımı
ft
II TH
K
50.05,0
kullanılan frekans 50 Hz olduğunda
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 425-
t
II TH
K
Veya tII KTH . ’dır.
Pratik kullanım amacıyla t açma zamanı 05.0' tt yerine
kullanılır. Akım transformatörünun maksimum müsaade edilen Ik
termik akımı primer tnominal transformatör akımının katları olarak
verilir.
1. ATSITH IKI ve aşırı akım faktörü 1AT
THSI
I
IK
Kısa devre dayanım veya aşırı akım faktörü KSI verilen Sa şebeke
kesme kapasitesi ve akım transformatörünün nominal primer akımı
IAT1 için hesaplanabilir. Seçilen akım transformatörünun kısa devre
dayanım faktörü akım transformatörünun kısa devrenin termik
etkisine karşı korumalı olması için bu değerden büyük olmalıdır.
Örnek:
Sistem verileri:
Nominal Gerilim: UN=20 kV
Şebeke Kesme Kapasitesi: Sa= 500 MVA
Kesici için maks. müsaade edilen kesme süresi t=1.5 s
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 426-
Şekil 9.263: Örneğe ait tek hat diyagramı
Hesaplamalar:
Sürekli kısa devre akımı:
kAkV
MVAIK 4,14
20.3
500
Darbe kısa devre akımı değeri:
kAkAxI S 364,145,2
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 427-
9.27. Akım Transformatörlerinin Seçiminde
Kullanılan Genel Pratik Kurallar ve
Bilgiler
9.27.1. Akım Transformatörlerinin Karaterize Edilmesi
Çevirme oranı 1
2
2
1
N
N
I
In
AT
AT
Akım transformatöründe bir veya birkaç primer sargı ve
sekonderinde bir veya birkaç sargı bulunabilir.
Akım transformatörünün sekonderi asla açık bırakılmamalıdır. Zira
aksi takdirde açık devre olması durumunda, hem insan hem de
cihazlar için terminallerinde tehlikeli olacak aşırı gerilimler meydana
gelir.
9.27.2. IEC Standartlarına göre Primer Devre
Karakteristikleri Nominal frekans 50Hz veya 60 Hz dir bundan başka frekans geçerli
değildir.
9.27.2.1.Nominal primer devre gerilimi ATPU
Genel kural: Nominal akım transformatörü gerilimi Nominal tesis
gerilimi kuralına genellikle uyulur.
Genel olarak akım transformatörlerinin gerilimi tesis işletme gerilimi
U esas alınarak aşağıda verilen diyagrama göre seçilmelidir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 428-
Şekil 9.264: Akım transformatörlerinin nominal gerilim sınırları
9.27.2.2. Primer işletme akımı )( ATPI :
Tesisin primer işletme akımı (örneğin transformatör fideri) akım
transformatörünün )( PSI primer akımına eşittir.
S görünen güç kVA
PU primer işletme gerilimi kV
P aktif güç kW
Q reaktif güç kVAR
PI primer işletme akımı A
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 429-
Olmak üzere
Giriş fideri P
IPU
SI
.3
Jeneratör fideri P
G
GPU
SI
.3
Transformatör fideri P
TTP
U
SI
.3
Motor fideri ...3 CosU
PI
P
MMP
Kompanzasyon fideri P
CPU
QI
.3
.3,1
1,3 faktörü harmoniklerden dolayı ısı yükselmesini hesaba katmak
için azaltma faktörüdür.
Örnek: Motor için kullanılan termik koruma elemanının ayar
aralıkları: 0,6 ile 1,2 . 2ATI arasındadır. Bu motoru korumak için
gerekli ayar değerler,i motorun nominal akımına uygun ollması
şarttır.
Motorun nominal akımı AmperIMN 45 olsun; buna göre gerekli
ayar değeri 45 A dir. Eğer 100/A çevirme oranında akım
transformatörü kullanılırsa; 6,045,0100
45 olacağından röle 45 A
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 430-
değerini asla görmeyecektir ve akım transformatörü söz konusu röle
için uygun değildir.
75/5A akım transformatörü kullanılırsa 6,06,075
45 olacaktır ve
röle bu değer de ayar edilebilecektir.
9.27.2.3. Akım transformatörü nominal primer akımı
Nominal standart değerler
10-12,5-15-20-30-40-50-60-75 ve bu değerlerin ondalıklı katlarıdır.
Akıma bağlı koruma cihazları ve ölçüde nominal primer akım işletme
akımının 1,5 katını asla aşmamalıdır. Koruma yapıldığında seçilen
nominal akımın hata halinde rölenin eşik değeri ayarına ulaştığı
kontrol edilmelidir.
Akım transformatörü için çevre sıcaklığının 400C değerini aştığı
durumlarda akım transformatörünün nominal primer akımı PNI
değeri, pano ile ilgili azalma faktörü ile PSI işletme akımının
çarpımından daha yüksek olmalıdır. Genel kural olarak azaltma
400C’ın üzerindeki sıcaklıklar da her bir derece için %1 alınır.
Nominal termik kısa devre akımı THI
Nominal termik kısa devre akımı 1 saniye süre içindeki akım
transformatörünün bağlandığı tesis bölümünde meydana gelecek
maksimum kıda devre akımının RMS yani efektif değeridir.
Her bir akım transformatörü primer devre boyunca akacak kısa
devre akımı, hata yerinin efektif olarak beslemeden ayrılacağı
süreye kadar, termik ve dinamik etkilerine dayanıklı olacaktır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 431-
Eğer şebeke kısa devre gücü )(MVASSC olarak ifade edilirse akım
transformatörünün nominal termik kısa devre akımı :
P
SC
THU
SI
.3 eşitliği ile elde edilen değerden büyük olacaktır.
Akım transformatörünün tesis edildiği panonun koruması sigorta ile
yapılmışsa: PNTH II .80 olacaktır.
Aşırı akım faktörü, akım transformatörünün imalatının kolay veya
zor olacağını ve akım transformatörünun maliyetini belirler.
PN
THSI
I
snIK
1. İfadesiyle belirlenir.
Tablo 9.40: Aşırı akım faktörleri
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 432-
9.27.3. IEC Standartlarına Göre Akım
Transformatörünün Sekonder Devre
Karakteristikleri.
9.27.3.1. Nominal sekonder akımlar 2ATNI
Genel olarak, akım transformatörü ile bağlanacağı cihaz yakın ise
AI ATN 52 ; akım transformatörü ile bağlanacağı cihaz uzak ise
AI ATN 12 olacaktır. Uzak mesafe uygulamalarında 5A akım
trafosunda gerekli özelliklere ulaşmak için akım transformatörünün
değerinin ve bağlantı hatlarının kesitlerinin çok büyük seçilmesini
gerektirmesinden dolayı söz konusu durum için uygulamaya izin
verilmez.
Doğruluk Sınıfı (cl)
Ölçü devreleri için cl=1
Pano ölçüm sistemleri için cl=1
Aşırı akım koruması için cl=10P bazı zamanlarda 5P
Diferansiyel korumada cl=X
Sıfır bileşen korumalarında cl=5P’dir.
Koruma cihazları yüksek akım işletme değerlerinde çalıştığından
hata akımının akım transformatörünün sekonderindeki akım değeri,
bu eşik değerinin üstünde olması gerekir. Bu çalışma şartları altında
akım transformatörünun yüksek değerlerde satüre olması
gerektiğinden; Doğruluk Sınır Faktörünün *:ALF] çoğunlukla yüksek
olması gerekir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 433-
Ölçü akım transformatörlerinde ise doğruluğun akım
transformatörünün nominal akım değeri civarlarında gerçekleşmesi
gerekir. Zira ölçü cihazları, koruma cihazları kadar yüksek akımlara
dayanamazlar. Bu çalışma tarzında akım transformatörleri en düşük
emniyet faktörüne *:SF] sahip olmalı, yani akım transformatörü
daha düşük akım değerlerinde satüre olmalıdır.
9.27.3.2. Akım Transformatörünün Sekonder
Terminallerine Bağlanan Gerçek Güç
Akım transformatörlerinin terminallerine bağlanan gerçek güç
bağlanan her bir cihazın ve bunları akım transformatörüne bağlayan
hatların güç tüketimlerinin toplamıdır.
Bakır bağlantı hatlarının tüketimi )(
)(.)(
2mmS
metreLkVASL
AmperIk
AmperIk
ATN
ATN
10176,0
544,0
2
2
L bağlantı hattının hat uzunluğu (metre)
S Bağlantı hattının kesiti (mm2)
Ölçü ve Koruma Cihazlarının Tüketimi
Çeşitli cihazlara ait güç tüketim değerleri, bu cihazları imal eden
imalatçıların teknik verileri haiz kataloglarından alınır.
Nominal çıkış gücü
Yukarda belirlenen gerçek gücün üzerinde standartlarda belirlenen
nominal çıkış gücü seçilir. Nominal çıkış güçlerinin standart değerleri
2,5-5-10-15-30 VA
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 434-
Emniyet faktörü SF
Hata durumunda ölçü ve koruma cihazları emniyet faktörü ile
tanımlanır. Emniyet faktörünün değeri, akım tüketicisinin kısa zaman
akım dayanımı ile belirlenir.
Emniyet faktörü PN
PL
I
ISF oranı ile belirlenip, burada PLI
sekonder akımda %10 hata meydana geldiğinde primer akımın
değeridir.
Bir ampermetre için genellikle, 2.10 ATNI kısa zaman akım
yoğunluğuna dayanım garanti edilir. Bu faktör, 5A akım değerindeki
cihaz için 50A olmalıdır.
Primerdeki hata durumunda cihazın hasar görmediğinden emin
olmak gerekir. Bu durumda akım transformatörü 2.10 ATNI
değerinden önce satüre olmalıdır. 5 emniyet faktörü uygundur.
Doğruluk Sınır Faktörü *:ALF]
Koruma uygulamalarında iki zorluk vardır. Bunlardan biri doğruluk
sınır faktörü diğeri doğruluk sınıfıdır.
ALF için aşağıda verilen ifadeler geçerlidir
PCT
NCT
nalnorgerçekRR
RRkALFkALF
).()( min veya
Ri
Ni
nalnorgerçekPP
PPkALFkALF
).()( min olarak ifade edilir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 435-
Burada
2
2. ATNCTi IRP Akım transformatörünun NI nominal akımında
iç kayıpları
2
2. ATNNN IRP Akım transformatörün nominal gücü
2
2. ATNPR IRP Akım transformatörünün IN nominal akımında
gerçek gücü
RCT Akım transformatöründe IN nominal akımında iç
kayıplara tekabül eden güç
RN Nominal güce tekabul eden direnç
RP Akım transformatörünün sekonderine bağlanan
röle veya ölçü cihazlarına ait direnç
PR<PN ise gerçek ALF artar ; RCT küçükse gerçek ALF artar
ALF için aşağıda belirlenen değerler ön görülür.
1.Sabit Zamanlı Aşırı Akım Koruması 2
.2ATN
re
ATgerçekI
IALF
reI rölenin ayar eşik değeri
2ATNI akım transformatörünun nominal sekonder akımıdır.
İki eşik değerini haiz röleler için en yüksek eşik değeri göz önüne
alınacaktır. Transformatör fiderleri için genellikle ani yüksek eşik
değeri ayarı 2.14 ATNI ’dır ve bu durumda ALF>28 olacaktır. Motor
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 436-
fiderleri için genellikle yüksek eşik değeri maksimum SNI.8 ve
ALF>16 olacaktır.
2. Ters Zamanlı Aşırı Akım Koruması, Her durumda imalatçı
verilerine baş vurulacaktır. Bu tür koruma cihazları için, akım
transformatörleri, röleler için, baştan başa tüm açma eğrileri için,
ayar akımının 10 katına kadar değeri almak gerekecektir.
rergerçek IkALF .20)(
reI rölenin ayar eşik değeridir.
Özel Durumlar
Maksimum kısa devre akımının reI.10 ’ye eşit veya daha büyük
olması durumunda:
2
.20)(ATN
re
rgerçekI
IkALF olmalıdır.
Maksimum kısa devre akımı reI.10 ’dan küçük olması durumunda
ise:
2
.2)(ATN
Ksekonder
rgerçekI
IkALF
olması yararlıdır.
Koruma cihazı kullanılan yüksek ani eşik değerine sahipse (bu asla
fiderler ve enerji girişi için değildir):
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 437-
2
2.2)(ATN
rrgerçek
I
IkALF olmalıdır.
2rI ani yüksek ayar eşik değeridir.
Diferansiyel Koruma
Bir çok diferansiyel koruma rölesi imalatçısı Class X tavsiye eder.
Class X ).(. . rBCTfk RRRIaV eşitliği ile verilir. Tam eşitlik
röle imalatcısı tarafından verilir.
kV gerilimin satüre olmaya başladığı dirsek noktası
a asimetri katsayısı
CTR sekonder sargılarda maksimum direnç (ohm)
BR bağlantı hatlarının göz direnci (ohm)
fI akım transformatörünün korunacak bölgenin dışında bir
hata için sekonderi tarafından görülen maksimum hata
akımıdır ve n
II K
f
dır.
KI primer kısa devre akımı
n akım transformatörünun çevirme oranıdır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 438-
kV değerinin belirlenmesi için gereken fI değerleri
Jeneratör için KI biliniyorsa n
II K
f
Jeneratörün nominal akımı GNI biliniyorsa n
II GN
f
.7
Jeneratörün nominal akımı GNI bilinmiyorsa
AmperveyaI
II
CTATN
CTATNf
.51
.7
)(2
)(2
Motorun yol verme akımı MSI biliniyorsa
n
II
II
Kf
MSK
Motorun nominal akımı MNI biliniyorsa n
II MN
f
.7
Motorun nominal akımı MNI bilinmiyorsa
AmperveyaI
II
CTATN
CTATNf
.51
.7
)(2
)(2
Transformatör bütün durumlarda hata akımı değerleri
)(2.20 CTATNf II olmalıdır. Transformatörlere ait değerler,
tam olarak bilinmiyorsa )(2.20 CTATNf II
Bara koruması için n
II TH
f
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 439-
9.28. Uyum Akım Transformatörleri Bağlanacak koruma veya olçü cihazının nominal akımına uyum
sağlamak amacıyla kullanılan ve ana akım transformatörüne
bağlanan akım transformatörleridir. Ana akım transformatörlerinin
aşırı yüklenmesinden sakınmak için uyum akım transformatörlerinin
iç kayıplarının çok küçük olması gerekir.
Şekil 9.265: Uyum akım transformatörlerinin bağlantı şekli
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 440-
9.28.1. Ana Akım Transformatörünün Gerekli
Değerleri
Ana akım transformatörü için gerekli güç ihtiyacı
LEZWHW SSI
ISS
2
3.
HWS Ana akım transformatörünun gerekli güç ihtiyacı (VA)
ZWS Uyum akım transformatöründan bağlantı kayıpları dahil
olmak üzere çekilen sekonder güç (VA)
LS Ana ve uyum akım transformatörleri arasında nominal
akımda bağlantı kayıpları (VA)
ES Uyum akım transformatörünün nominal akımda iç
kayıpları (VA)
2I Uyum akım transformatörünün primer akımı (A)
3I Uyum akım transformatörünün sekonder akımı (A)
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 441-
Akım transformatörlerinin tipleri
Şekil 9.266: Toroidal akım transformatörleri
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 442-
9.28.2. Toplama Akım Transformatörleri Ayrı çıkış ve giriş fiderlerinin aynı besleme fazındaki akımlarının
toplanması için genellikle toplama akım transformatörleri kullanılır.
L1, L2, L3 fazlarındaki toplam akımlar olçülmek istenirse, üç adet
toplama akım transformatörü gereklidir. Branşman devrelerinin aynı
faz, frekansdaki akımlarının toplamını ölçmek için genellikle toplama
veya ara akım transformatörleri kullanılır. Dörtten fazla branşman
devresinde veya ana akım transformatörlerinin değişik çevirme
oranlarında sekonder akımların toplanması için toplama akım
transformatörlerine daima ihtiyaç vardır.
Üçe kadar branşman devresinde ve ana akım transformatörlerinin
eşit çevırme oranlarında ara akım transformatörleri kullanılır.
Toplama akım transformatörleri ona kadar primer sargıya sahip
olurlar. Herbir primer sargıyı doğru olarak dizayn etmak için, ana
akım transformatörlerinin çevirme oranlarının ve devre
bağlantılarının bilinmesi gerekmektedir.
Şekil
9.267:
Toplama
akım
transformatörleri (üç adet 5+5+1/5 primer sargılı akım transformatörünün
ana akım transformatörlerine bağlantısı).
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 443-
9.28.3. Ara Akım Transformatörü Ana akım transformatörlerinin aynı çevirme oranlarına sahip olduğu
yerlerde iki veya üç branşman devresinin toplam akımlarini ölçmek
için oto transformatör bağlantılı ara akım transformatörleri
kullanılır.
Şekil 9.268: Ara akım transformatörleri
Ara akım transformatörü özellikle küçük güç tüketimini haiz
devrelerde kullanılırlar.
Toprak Hatasının Akım Transformatörleri Tarafından Algılanması
İzolasyon hatası sonucu oluşan faz-toprak hatası akımı, akım
transformatörlerinin çesitli tertipleri tesis edilerek sağlanır. Esas
olarak rezidüel akımların algılanması prensibine dayanır. Bu
ölçmeler, aşağıda tablo’da açıklanan aktif iletkenlerin çevresi
boyunca tesis edilen toroidal transformatörler ile doğrudan rezidüel
akımların ölçülmesi veya her bir faz için ayrı akım transformatörleri
tesis ederek koruma cihazı tarafında rezidüel akımların
hesaplanmasıyla dolaylı olarak sağlanır. Toroidal transformatörlerle
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 444-
yapılan ölçmeler, daha yüksek doğruluktadır. Dolaylı ölçüm sonucu,
faz toprak akımı oluşması durumunda; hatalı fazdaki akım
transformatöründe oluşan daha yüksek satürasyon, ölçmenin
doğruluğunu azaltır.
Tablo 9.41: Faz toprak hataları algılanması için akım transformatörü
tertipleri -devamı var!
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 445-
Tablo 9.41(devamı): Faz toprak hataları algılanması için akım
transformatörü tertipleri -
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 446-
9.29. Gerilim Transformatörleri Gerilim transformatörü yüksek ve orta gerilimli tesislerde ölçü ve
koruma cihazları için gerekli, tehlikesiz ve primer gerilimle orantılı
sekonder gerilimi sağlamak üzere tesis edilen cihazlardır. Primer
sargı, manyetik çekirdek ve birkaç sekonder sargıdan meydana gelir.
Bu kısımlar izole reçineden yapılan kapalı düzenek içindedir.
9.29.1.Karakteristikleri Nominal gerilim faktörü
Belirtilen doğruluk tavsiyelerine ve ısı yükselmelerine uygun olan
transformatör için maksimum gerilimi belirlemek üzere nominal
primer gerilimle çarpılması gereken faktördür. Şebeke topraklama
düzenlemesine uygun olarak gerilim transformatörü hata ortadan
kalkıncaya kadar gerekli süre içinde dayanması gereken maksimum
gerilimdir.
Tablo 9.42 : Gerilim transformatörleri gerilim faktörleri
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 447-
Genellikle gerilim transformatörü imalatçıları, faz-toprak bağlı
gerilim transformatörlerini 8 saat süre içinde 1,9 nominal gerilim
faktörü ile; faz-faz bağlı gerilim transformatörlerini sürekli ve 1,2
nominal gerilim faktörüne uygun olarak imal ederler.
Nominal primer gerilim PRU
Dizayn şekline gore
Faz toprak bağlantısı için:
Faz-faz bağlantıları için:
Nominal Sekonder Gerilim SRU
Faz-faz bağlantı için 100 veya 110 volt
Faz-toprak bağlantılı gerilim transformatörleri için 3
100V
a) Faz-toprak gerilimleri b) Faz arası gerilimleri ölçmek için
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 448-
ölçmek için faz nötr faz-nötr bağlantı
bağlantı
Şekil 9.269: Faz-toprak bağlantılı gerilim transformatörleri
Şekil 9.270:Faz-faz gerilimleri ölçmek için faz-faz bağlı gerilim
Transformatörleri
Nominal uzun süreli akım: Toprak hata algılama sargısının uzun
süreli nominal akımı diğer sargıların nominal yükleri ile yüklenmesi
ile nominal gerilimin 1,9 katı gerilimde 100C’yi aşmayan sıcaklık
farkında 4 veya 8 saat dayanabileceği akımdır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 449-
Sekonder bağlantı hatlarında gerilim düşümü: Sekonder bağlantı
hatlarının seçiminde u gerilim düşümü, sayaç devrelerinde 0,1
Voltu ve ölçü devrelerinde 0,5 Voltu aşmamalıdır.
9.29.2. Gerilim Düşümü
100...
..2%
2
2
N
N
US
ILu
ifadesiyle bulunabilir.
Bu ifadede
L Sekonder bağlantının tek taraflı hat uzuznluğu metre
NI 2 Nominal sekonder akım Amper
S İletken kesiti mm2
Bakırın iletkenliği 57 metre/ohm.mm2
NU 2 Nominal sekonder gerilim Volt
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 450-
Tablo 9.43: Gerilim transformatörüne bağlanan cihazların güç tüketimleri
9.29.3. Ölçü Cihazlarının Güç Tüketimi
Aşağıda verilen tablo u gerilim düşümünü bakır iletkenin gidiş
geliş uzunluğu, yani hat uzunluğu 100 metre ve VASN .100 ve
3
1002 NU de verilmiştir
İletken kesiti mm2 u (%) gerilim düşümü
2,5 4,2
4,0 2,6
6,0 1,75
10 1,05
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 451-
Örneğin çözümü
metreLmmSVoltUVAS NN .10.....5,2......3
100......100 2
2
AmperVolt
VA
U
SI
N
NN .3
.100
3..100
2
2
42,0%100.100.5,2.57
3.3.10.2u
3
100 ün %0,42 si 0,24 Volttur.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 452-
9.30. Orta Gerilim Motor Koruması
9.30.1. 1500 BG’den düşük güçte motorlar için minimum
koruma
Şekil 9.269:
Temel koruma (Zorunlu – üç fazlı aşırı akım)
27 Düşük gerilim rölesi
50/51/50GS Aşırı yük, kısa devre ve standart toprak hata
röleleri
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 453-
Opsiyonel (Tercihe bağlı) korumalar
38 Motor yatağı aşırı sıcaklık rölesi (RTD)
47 3-faz düşük gerilim ve ters faz bileşen rölesi (27 düşük gerilim rölesi yerine)
(Bu rölenin kullanımı için açık üçken veya yıldız yıldız bağlı gerilim transformatörü gereklidir)
48 Ayarlanabilir zaman rölesi
49R Stator sargısı aşırı sıcaklık rölesi
49S/50 Rotor hızı azallma rölesi
60V Dengesiz gerilim rölesi (harmonik filtre gereklidir)
62 Yardımcı zaman rölesi
9.30.2. 1500 BG ve daha yüksek güç değerlerinde
motorlar için minimum koruma
Şekil 9.270:
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 454-
Temel (Zorunlu) korumalar
27 Düşük gerilim
37 Düşük akım
38 Motor yatak sıcaklığı (RTD)
46 Akım Dengesizliği
47 Gerilim faz kaybı/bileşen
48 Simetrili bileşen rölesi
49R Stator sargısı aşırı sıcaklık rölesi
49S Rotor blokajı
49/51 Aşırı yük
50GS/51GS tiroidal akım transformatörü üzerinden bağlı standart toprak
hata
51R Sıkışma (motor çalışırken)
59 Aşırı gerilim
66 Başarılı start
86 Kilitleme rölesi
87M Diferansiyel röle
86M Kilitleme yardımcı rölesi
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 455-
9.31. Fider Koruma
9.31.1. Standart yön elemanı ile donatılmamış
koruma devresi ve rezidüel akıma göre çalışan
toprak koruması durumunda:
Şekil 9.271:
Temel (Zorunlu ) korumalar
50/51 faz aşırı akım ve kısa devre
51N zaman gecikmeli toprak hata
Opsiyonel (Tercihe bağlı) korumalar
50N ani toprak hata
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 456-
9.31.2. Standart yön elemanı ile donatılmamış
koruma devresi ve tiroidal toprak akım sensörü
üzerinden bağlı toprak hata koruması durumunda:
Şekil 9.272:
Temel (Zorunlu ) korumalar
50/51 faz aşırı akım ve kısa devre
50GS zaman gecikmeli toprak hata
Opsiyonel (Tercihe bağlı) korumalar
51N ani toprak hata
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 457-
9.31.3. Yönlü röleler vasıtasıyla fider koruma
durumunda:
Şekil 9.273:
Temel (Zorunlu ) korumalar
67 yönlü aşırı akım rölesi
67N yönlü toprak hata rölesi
Opsiyonel (Tercihe bağlı) korumalar
79 tekrar kapama rölesi
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 458-
9.32. Transformatör Koruması
9.32.1. Küçük güçte transformatörlerde koruma
Şekil 9.274:
Temel (Zorunlu ) korumalar
50 Aşırı akım veya aşırı yük koruması
51 Kısa devre koruması
50GS toprak hata koruması
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 459-
9.32.2. Yüksek güçte transformatör koruması
Şekil 9.275:
Temel (Zorunlu) korumalar
52 Aşırı akım veya aşırı yük koruması
53 Kısa devre koruması
50GS toprak hata koruması
63 Buccholz koruması (genişleme tanklı transformatörler için ), ani
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 460-
basınç koruması (hermetik transformatörler için), aşırı sıcaklık
koruması
87T Transformatör oransal diferansiyel koruması
86T Yardımcı kilitleme rölesi
9.32.3. İlave Transformatör Toprak Koruması
Şekil 9.276:
Temel korumalar
51G Aşırı akım zaman koruması
87N Toprak diferansiyel koruması
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 461-
9.33. Bara Koruması
9.33.1. Tek kaynak girişli radyal konfigürasyon
Şekil 9.277:
Temel korumalar
51 Faz aşırı akım koruması
51N Toprak hata rölesi
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 462-
9.33.2. İki kaynak girişli bara kuplaj kesicili sistem
Şekil 9.278:
Temel korumalar
51 Faz aşırı akım koruması
51N Toprak hata rölesi
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 463-
9.33.3. Tek veya çok kaynaklı kuplaj kesicili veya
kesicisiz bara diferansiyel koruması
Şekil 9.279:
Temel korumalar
87B Bara diferansiyel koruması
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 464-
9.33.4. Birden fazla besleme kaynaklı, kuplaj
kesicili, değişken çevirme oranlı akım
trasformatörü ile gerçekleştirilen diferansiyel
koruma
Şekil 9.280:
Temel korumalar
87B Bara diferansiyel koruması
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 465-
9.33.5. Besleme sisteminden doğrudan yapılan
giriş koruması (İç enerji üretimi olmadığı durum)
Şekil 9.281:
Temel (Zorunlu) korumalar
51 Faz aşırı akım rölesi
51N Toprak hata rölesi
Opsiyonel (Tercihe bağlı) korumalar
27 Düşük gerilim koruması
59 Aşırı gerilim koruması
81L/H Frekans
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 466-
9.33.6. Dağıtım veya güç transformatörü üzerinden
yapılan giriş koruması (İç enerji üretimi olmadığı
durum)
Şekil 9.282:
Temel (Zorunlu) korumalar
51 Faz aşırı akım koruma
51G1 Toprak aşırı akım
87B Bara diferansiyel korumasına bağlantı
87T Transformatör diferansiyel korumasına bağlantı
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 467-
Opsiyonel (Tercihe bağlı) korumalar
51G2 Toprak hata (transformatör sekonderi)
60V Dengesiz gerilim koruması
62 Yardımcı zaman rölesi
9.33.7. İç Enerji üretimli tek kaynaklı giriş
koruması
Şekil 9.283:
Temel (Zorunlu) korumalar
51 Faz aşırı akım koruması
51N Rezidüel aşırı akım koruması
67 Yönlü faz aşırı akım koruması
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 468-
67N Yönlü toprak aşırı akım koruması
87L Hat diferansiyel koruması
86L Kilitleme yardımcı rölesi
Opsiyonel (Tercihe bağlı) korumalar
85LM/TT Haberleşme mönitörü
9.35. Kontrol Ve İzleme Enerji kullanımının garantilenmesi ve enerji giderlerinin azaltılması
için, endüstriyel tesisler, elektrik şebekelerinin uygun bir şekilde
yönetilmesine ihtiyaç gösterirler.
Kontrol ve izleme sistemleri, aşağıda açıklanan otomatik
fonksiyonlar üzerinden şebeke yönetiminin uygunluğunu sağlarlar.
Otomatik fonksiyonlar:
- Besleme kaynağının değiştirilmesi
- Gözün tekrar kurulması
- Yük atma /geri alma
- Zamana bağlı programlama ve tarife düzenleme
- Dahili jeneratörlerin düzenlenmesi ve yönetilmesi gibi
işlevleri içerir.
Bununla birlikte, şebekenin denetlenmesi, ekipmanların uzaktan
kontrolü ve bakım planlamasının gerçekleştirilmesi önerilir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 469-
9.35.1.Elektrik enerjisinin dağıtım kontrol ve
izleme sistemlerinin yararları Elektrik enerji dağıtım şebekesi, işletmenin çalışması için hayatı bir
sistemdir ve mutlaka sürekli izlenmeli ve yönetilmelidir. .
Çalışan elektrik şebekesinin kontrolündeki zorluk:
- kullanımın gerek duyduğu bilgilerin çeşitliği ve miktarı
- elektrik ekipmanlarının yerleşimindeki dağınıklılıktan
kaynaklanmaktadır.
9.35.1.1. Şebekenin kontrolü ve izlenmesi
Şebekenin uzaktan izlenmesi ve kontrolü operatöre:
- Elektrik tesisinin durumunun görülmesini,
- farklı ölçümlerin izlenmesini,
- ekipmanların uzaktan kontrolünü ve kumandasının
gerçekleştirilmesini,
- Elektrik tesisinde meydana gelen herhangi bir olaydan
haberdar olmasını sağlar.
Çalışan şebekede de tanı ve mühadale hızının arttırılması
Aşağıdaki fonksiyonlarla çalışan bir şebekede tanı ve mühadale hızı
arttırılır. Bu fonksiyonlar:
- otomatik yük atma/geri alma ve besleme kaynağı değiştirme
yönetimi ve sistemi,
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 470-
- orta gerilim motorlarının otomatik olarak tekrar
çalıştılmasının kontrolü,
- dahili jeneratör gruplarının yönetimi,
- ince ayar/tempo kayıtları,
- hata kayıt sistemi türündeki işlevlerdir.
Enerji giderlerinin uygunluğu
Enerji maliyetlerinin uygunluğunu sağlayabilmek için aşağıdaki
fonksiyonların bulunması gerekir:
- Uygun tarifenin belirlenmesi ve yönetimi,
- Zamana bağlı programlama,
- Dahili jeneratör gruplarının yönetimi,
- Reaktif enerji kompanzasyonu,
- Enerji ölçümü ve alt ünitelerde enerji ölçümü türü
işlevlerdir.
Bakım uygunluğu
Anahtarlama sisteminin açma/kapama çalışma sayılarının kayıtlarını
kullanarak ekipmanların işletme sürelerini ele alarak bakım
uygunluğu sağlanır.
9.35.2.Enerji Faturalarından Tasarruf Elektrik kullanımında temel karakteristikleri aynı olan enerji temin
sözleşmeleri ile enerji satın alınır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 471-
Enerji alış tarifesi:
- Talep edilen güç miktarı, ne kadar az ise; ödeme de, o kadar
az olacaktır,
- kWh olarak aktif enerji tüketimi maliyeti,
- talep edilen miktarın üzerinde güç kullanımında cezalı
ödemeler,
- kVarh olarak reaktif güç tüketiminin belirlenen değeri
aşması durumunda cezalı ödemeler ile karşılaşılır.
Farklı enerji maliyet bileşenleri, tarife periyotlarında belirtildiği
üzere, yılın belli ayları ya da günün belli saatleri arasında değişebilir.
Kontrol ve izleme sisteminin en önmeli işlevlerinden biri de, tesisi
tarife değişikliklerine uygun bir biçimde doğru düzgün
yönetebilmektir, böylelikle enerji maliyetleri azaltılabilecektir..
İç üretim jeneratörlerinin geçici veya sürekli çalıştırılması
İç üretim jeneratör grupları tarafından üretilen enerjinin maliyetinin
genel şebekeden alınan enerji maliyetlerinden düşük olması
durumlarında iç üretim jeneratör gruplarından tesise enerji temin
edilmesi esastır. Belirli zamanlarda enerji üreticileri ile yapılan
sözleşmede belirtilen talep gücünün aşılması gereken durumlarda
cezalı ödemeye düşmemek için bu sürelerde artan güç talebi, iç
üretim jeneratör gruplarından sağlanır.
Kontrol ve izleme sistemi:
- jeneratör gruplarından yükün bir kısmının veya tamamının
teminin ekonomik fayda sağlamasını hesap eder
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 472-
- kaynak değiştirme sistemini otomatık olarak çalıştırarak
beslemenın genel dağıtım şebekesinden çıkararak iç üretim
jeneratör grupları üzerinden gerçekleşmesini sağlar
- jeneratör grupları tarafından temin edilen aktif ve reaktif
güçleri kontrol eder.
Sözleşmede kabul edilen talep değerinin korunması
Cezalı ödemeden korunmak için mümkün olduğu kadar genel
dağıtım şebekesinden güç teminini sırasında sözleşme güç değerinin
aşılmamasına dikkat edilmelidir.
Bu ise aşağıdaki işlemleri gerçekleştirerek sağlanır:
güç miktarının yükselmesi durumunda iç üretim jeneratör
gruplarının çalıştırılması
işletmenin çalışmasında önemli olmayan tüketicilerin
devreden çıkartılması (yük atma)
kontrol ve izleme sistemleri otomatik yük atma
sistemini idare etmekle birlikte iç üretim jeneratör
gruplarını devreye sokarak sözleme gücünün
aşılmamasını sağlar.
Enerji giderleri esas alınarak tüketimin yönetilmesi
Belirli endüstriyel işletmeler vardiya usulü çalışır. Enerji giderleri,
günün belirli zamanlarına uygun olarak değişiyorsa, Bu proseslerin
ilgili enerji maliyetleri en düşük tarife fiyatları periyotlarında
çalıştırılarak azaltılabilir. Bu ise tarife yönetimi olarak adlandırılır.
Kontrol ve izleme sisteminin fonksiyonları tarife yönetimini sağlar.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 473-
Reaktif enerji kompanzasyonu
Kompanzasyon sistemi sahada:
- Kulanımdaki reaktif enerjiden dolayı cezalı ödemeyi
önlemek
- maliyetleri sınırlamak, güç kayıplarını azaltmak ve
kapasitörleri tesis ederek gerilim çökmelerini önlemek için
tesis edilirler.
Bunu ise:
- Kapasitörlerin tesisi
- Jeneratör grupları tarafından reaktif beslemenin artırılması
sağlanarak gerçekleştirilir.
Kontrol ve izleme sistemi kapasitörlerin kontrolünü ve jeneratör
gruplarının reaktif beslemelerini yönetir.
Enerjinin tali panolarda ölçülmesi
Tali ölçümler, belirlenen üretim ünitesindeki, atölyedeki veya aktif
olan bir bölümdeki enerji tüketiminin ölçülmesini ve bu
bölümlerdeki enerji giderlerini belirlemek için kullanılır. Ölçümler
aktif ve reaktif enerji tüketimi olarak yapılır. Tali enerji ölçümü,
kontrol ve izleme sisteminin bir fonksiyonudur.
9.35.3. Enerji Elde Edilebilirliği
Enerjinin elde edilebilirliği firmalar için esas teşkil eder. Aşağıda
açıklanan kontrol ve izleme fonksiyonları bu maksatları sağlar:
- Hatalı beslemeden artçı veya yedek beslemeye geçiş,
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 474-
- Otomatik göz beslemesinin tekrar kurulması,
- Kullanılan güç değerlerinin aşılmasını önlemek üzere
yüklenme yönetimi,
- İşletme hatalarını önlemek için açma/kapama cihazlarının
karşılıklı açtırması ve kilitlenmesi,
- Enerji kalitesinin izlenmesi.
Enerji elde edilebilirliğine katkı sağlayan kontrol ve izleme sistemleri
işletmelerde önemli bir yer tutar.
Hatalı beslemeden artçı (veya yedek) beslemeye geçiş
Sürekli olarak beslemesi ve enerji kesintisine tahammülü olmayan
yükler için besleme sistemleri artçı veya yedek besleme sistemlerine
sahip olmalıdır.
Kontrol ve izleme sistemleri, hatalı beslemeden artçı beslemeye
geçişi otomatik olarak sağlar.
Bu kendiliğinden otomatik işletme özellikle:
- Kuplaj kesicisiz geçişi veya kaynak değiştirmeyı yarı yarıya,
- Kuplaj kesicisi ile kaynak değiştirmeyi 2/3 oranında,
- Göz’ün tekrar kurulmasını kapsar.
Şebeke yük yönetimi
Kullanımdaki şebekelerin ayrılmasında :
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 475-
- Jeneratörün devreye girmesi ile yükte bir fazlalık ortaya
çıkar, bu yüklerin devre dışı edilmesi gerekir.
- Beslemenin kesilmesinden sonra, istenmeyen gerilim ve
frekans oynamalarının önüne geçmek için yükler kademeli
olarak devreye alınır.
İç üretim jeneratörleri çalışmaya başlar başlamaz, elektrik
sistemindeki hata (şebeke stabilitesizliğine) ortaya çıkar ve sonuç
olarak iç üretim devre dışı olur. Kontrol ve izleme sistemi, duruma
uygun olarak yük atma ve almayı otomatik olarak sağlamalıdır.
Böylece
- üretim kapasitesini aşan tüketim önlenir.
- hata şartları altında dinamik stabilite ve şebeke stablitesi
korunur.
- enerji kesilmesinden sonra kademeli olarak yüklenme
sağlanır.
Kesiciler ve ayırıcılar arasındaki kilitlemeler.
Kesiciler ve ayırıcılar arasındaki kilitlemeler, elektrik hatalarına yol
açabilecek işletme hatalarını önler. Kontrol ve izleme sistemi,
kesiciler ve ayırıcılar arasındaki kilitlemelerin koordinasyonunu
sağlar.
Kesiciler arasındaki açtırmalar
Kesiciler arasındaki karşılıklı açtırmalar şebeke işletmesine zararlı
olabilecek yapılanmaya veya konfigürasyona engel olur.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 476-
Örneğin transformatörün üst ve alt tarafındaki kesiciler; Kontrol ve
izleme sistemleri, kesiciler arasındaki karşılıklı açtırmaları kontrol
eder.
Topraklama transformatöründe bağlantı değişikliği
Herbirine topraklama transformatörü tesis edilen kuplaj kesicili iki
bara sistemli şebekede bu durum göz önüne alınmalıdır. İki bara
birbirine bir akım transformatörü ile bağlanmalı diğeri devre dışı
edilmelidir. Kontrol ve izleme sistemi, iki bara sistemi, birbiri ile
bağlandığında; sadece bir topraklama transformatörünün gerekli
otomatik kontrolle devrede olmasını sağlar.
Enerji kalitesinin kontrolü
Yüklerin uygun fonksiyonları sağlaması ve uygun performansta
çalışması ve elektrik cihazlarının uzun çalışma ömrüne sahip olması
açısından enerji teminindeki kalite, olağan üstü derecede önemlidir.
Tesis ölçümleri üzerindeki farklı noktalar:
- harmonik akımlar ve gerilimler,
- güç faktörü,
- gerilim dengesizliği
- tepe faktörü (RMS değerlerle tepe değerler arasındaki oran)
gibi unsurlardır.
Periyodik raporların hazırlanması ve değerlendirilmesi problemlerin
analizini ve çözüm getirici tedbirlerin alınmasına imkan sağlar.
Kontrol ve izleme sistemleri, enerji kalitesinin sürekliliğini sağlar .
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 477-
9.35.4.Zamana Bağlı Programlama Belirli tüketicilerin prosesleri, tayin edilen periyotların süresinde
çalışma yaparlar. Bunların ON/OFF kontrolü zamana bağlı olarak
yapılır. Zamana bağlı programlama da, kontrol ve izleme sistemi
vasıtasıyla yönetilir.
9.35.5. İç Üretim Jeneratör Gruplarının Kontrolü
İç üretim jeneratör gruplarının genel kullanım sistemine
bağlanması veya sistemden ayrılması mutlaka kontrol edilmelidir.
Jeneratör grubu/gruplarının genel kullanım şebekesinden ayrı
çalışması
Aktif ve reaktif güçler yük ve frekans tarafından belirlenir ve gerilim
regüle edilmelidir.
Jeneratör grup/gruplarının genel kullanım şebekesine bağlı olarak
çalışması
Besleme frekansı ve gerilimi genel kullanım şebekesi tarafından
uygulanır.
Bu durumda üç imkan ortaya çıkar:
1. imkan
Aktif ve reaktif güçler, ön ayar değerlerine göre regüle edilen
jeneratör grup/grupları tarafından her hangi bir yük değişiminde
genel elektrik şebekesinden karşılanır.
2. imkan
Aktif ve reaktif güçler, ayarlanan değere kadar genel şebeke
tarafından yüklenir ve belirli bir değeri, yani sözleşme gücünü
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 478-
aşması durumunda aşan kısım jeneratör grupları tarafından
karşılanır.
3. imkan
Aktif ve reaktif güçler ön ayar değerlerine kadar jeneratör
grup/grupları tarafından karşılanır; ayarlanan değerin üstünde
yüklenme miktarı ise genel enerji kullanım şebekesinden karşılanır.
Senkronizasyon sistemi, her bir jeneratör veya jeneratör grupları ve
kullanım şebekesi arasında tesis edilmelidir. Kontrol ve izleme
sistemi, iç üretim jeneratör gruplarının çalışmasını kontrol eder.
9.35.6. Şebeke Bakım Araçları İnce ayar kayıtları (fine time stamping) ile hata kayıtları, şebeke
bakım araçları için iki önemli fonksiyondur. Bu kayıtlar, şebekenin
mevcut durumunun iyi anlaşılmasını ve uygulamaların yakından
takibini sağlar. İnce ayar kayıtları, uyarı alarmlarını ve belli kesinlik
dilimleri içinde anahtarlama uygulamalarını bir kronoloji içinde
tutar, böylece bir hatanın izlenmesine olanak sağlar.
Hata kayıtları, mesela aşırı gerilim yükselmesi vb gibi belirli bir olay
ortaya çıktığında, voltaj ya da akım değerleri gibi analog değerlerin
değişmesine olanak tanır. Kontrol ve izleme bu anahtar değerlerin
yönetimi ile yapılabilmektedir.
9.35.7. Dağıtım Şebekesi Kontrol Sistemi Elektrik şebekesinin kontrolü, bilgisayarlı otomatik sistem tarafından
gerçekleştirilir. Bu ise şebekenin izlenmesini ve işletmenin uzaktan
kontrol edilmesini sağlar. Bu durum operatöre işlerinde kolaylık ve
yardım sağlar; böylece üretimin ve emniyetin mükemmeleştirilmesi
sağlanır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 479-
9.35.8. Bakım Ekipmanlarının Uygunluğu Ekipmanların işletme saatlerini, açma kapama işlem sayılarını kayıt
altına alarak, ekipman bakımında uygunluk sağlanır ve operatörün
müdahalesi azalır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 480-
9.36. Elektrik Şebekesindeki Fonksiyonların
Tanımları
Bu bölümde, elektrik şebekesini çalıştırmakta olan operatörlerin
kontrol ve izleme amaçlı otomatik sistemin fonksiyonları
özetlenecektir.
9.36.1. Otomatik Bağlantı Değiştirme Beslemenin kesilmesinin kritik olduğu dağıtım panoları genellikle 2
veya 3 kaynak tarafından beslenir. İç üretim jeneratör grup/grupları
bu kaynaklardan birisidir. Otomatik bağlantı değiştirme panolardaki
açma/kapama giriş cihazlarını kontrol eder.
Otomatik kaynak değiştirmenin amaçları:
- enerji elde edilebilirliğini düzeltmek, geliştirmek;
Beslemede hata oluştuğunda artçı veya yedek besleme ile
değiştirmek.
- Daha ekonomik kaynaktan panoların beslenmesini
sağlayarak maliyet tasarrufu sağlamak
- Normal beslemenin bakımı için uygun durumları sağlamak .
Kaynak değiştirme sırasında ayrılan kaynak ve bağlanan kaynak,
paralel olarak yükü beslemiyorsa kaynak değiştirmede kısa süreli bir
kesinti meydana gelir ve yük kısa bir sure ile enerjisiz kalır. Kaynak
değiştirme sırasında parallel olarak iki besleme varsa kesintisiz
kaynak değiştirme gerçekleşir. Ancak bu durumda kaynaklar,
senkron olmalıdır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 481-
Bağlantı değiştirmede kontrol ve izleme sisteminin rolü
Kaynak değiştirme olmadan önce kontrol ve izleme sistemi gerekli
işletme şartlarını öncelikle mutlaka analiz etmelidir. Bu işletme
şartları:
- Ayırıcı cihazların doğru konumda olması; örneğin tüm
ayırıcılar kapalı kesiciler çalışmaya hazır.
- Gerilimin doğru olması; enerjinin aynı üretim kaynağından
gelen beslemenin bağlanması durumudur.
- Gerilim ve frekansın doğru olması; iç üretim jeneratör
grubunun kuplaj kesicisiz kaynak değiştirme durumudur.
- Gerilim, frekans, fazın doğru olması; farklı üretim
kaynaklarından gelen beslemelerin kuplaj kesicileri ile
birbirleriyle bağlanma durumu.
- Gerilimin olmayışı; alt taraftaki hatanın açması sonucunda
meydana gelmez (ayrıca artçı besleme hatayı tekrar
besleyecektir).
- Motorların bağlı olduğu busbarlar üzerindeki remenans gerilimi
verilen eşik değerinin altındadır; Gerçekte beslemenin açılmasını
takiben motorlar, akı tamamen bitinceye kadar remenans gerilimi
sürdürürler. Motor daha durmadan beslemenin tekrar dönmesi
durumunda remenans gerilimle faz gerilimi zıt yönde olmasından
dolayı, motorun zarar görebileceği transiyen elektriksel ve
mekanik davranışlar tahrik edilir. Kısa süreli kaynak değiştirme
durumunda, kontrol ve izleme sistemi önceden belirlenen
(nominal gerilimin %20’si kadar) eşik değerinin altında remenans
busbar geriliminde tekrar bağlanmayı engeller. Minimum
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 482-
remenans gerilim korumasının (ANSI 27R) bulunduğu yerde
tekrar bağlantı doğrudan dijital çıkış sınyali üzerinden sağlanır.
Kontrol ve izleme sistemleri otomatik olarak yük atma ve tekrar yük
almayı yönetmelidir ve motorun tekrar devreye alınması, uygulanan
kaynak değiştiricinin tipine uyarlanmalıdır.
Kısa süreli kesilmeli kaynak değiştiricilerde kontrol ve izleme sistemi
performansı 400mili saniyeden daha az süreli besleme kaybına
neden olacak şekilde olmalıdır.
Yarım kaynak değiştiricinin açıklaması (kuplaj kesicisiz)
½ kaynak değiştirici prensibi şekil 9.284’de verilen basitleştirilmiş
diyagramda gösterilmiştir.
Şekil 9.284: 1/2 kaynak değiştiricinin basitleştirilmiş diyagramı
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 483-
Normal işletmede ana baralar, sadece bir kaynak tarafından
beslenir.
1/2 bağlantı değişikliğinin sırası
Busbarların biri artçı olarak enerji kaybına uğrayan kaynağı besler
Şekil 9.285.
Figure 9.285: 1/2 bağlantı değiştirme sırası
2/3 bağlantı değişikliğinin sırası (Kuplaj kesicili)
2/3 bağlantı değişikliğinin prensibi şekil 9.286’daki basitleştirimiş
diyagramda gösterilmektedir.
Şekil 9.287: 2/3c bağlantı değiştirme
sisteminin basitleştirlmiş diyagramı
Normal işletmede kuplaj kesicisi
açıktır. Herbir besleme kaynağı
kendine ait busbar bölümünü
enerjilendirir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 484-
2/3c kaynak değiştirmenin sırası
Enerjinin kesilmesi durumunda kuplaj kesicisi kapanır ve diğer
kaynak tüm beslemeyi üzerine alır. Şekil 9.288.
Şekil: 9.288: 2/3c kaynak değiştirmenin sırası
Diğer otomatik kaynak değiştirme sistemleri
Daha karmaşık elektrik konfigürasyonlarına göre kaynak değiştirme
sistemleri vardır. Örneğin:
- üç kaynağın bir busbarı beslediği kuplaj kesicisiz
konfigürasyon
- her bir besleme ve her bir çıkış fideri üzerinde iki ayırıcı ve
bir kesici bulunan çift busbar konfigürasyonu
- her bir besleme ve çıkış fideri üzerinde iki ayırıcı ve bir
kesici bulunan birbiri ile bağlı çift busbar konfigürasyonu
(bakınız şebeke konfigürasyonları).
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 485-
İç üretim jeneratörleriyle bağlantı değişikliği (1/2; 2/3c veya
diğer bağlantı tipleri )
Dört bağlantı değiştirme imkanı vardır:
- kısa süre kesilmeli bağlantı değişikliği; yükün enerjisi
jeneratör beslemeye girmeden önce kesilir. Jeneratörler
kademeli olarak yükleri enerjilendirir.
- Geliştirilmiş kesintisiz bağlantı değişikliği; kullanım
şebekesi ve iç üretim jeneratör grupları paralel olarak
bağlanırlar. Jeneratör yükü alacak hale gelince kullanım
şebekesi devre dışı edilir.
- Ani kesintisiz bağlantı değişikliği; jeneratörler paralel
bağlandığı şebeke ile birlikte hattaki yükü taşımaya başlar
başlamaz, kullanım şebekesi ayrılır. Jeneratör grupları
kapasitesine göre ani olarak yükleri beslemeye başlar.
- Jeneratör grupları ve kullanım şebekesi parallel olarak
sürekli çalıştığında bağlantı değişikliği; bu durumda
jeneratör grupları ya enerji ihtiyacının bir bölümünü
besleyecek veya kullanım şebekesine enerji verecektir.
Kullanım şebekesi ile iç üretim jeneratörlerinin paralel çalışma
durumuna getirilmesi için senkronlama tesisinin kurulmasını
gerektirir. Ayrıca hızlı çalışan ayırma sistemlerinin kurulması
gerekmektedir.
Senkronizasyon sistemi, frekans ve gerilimi otomatik olarak
düzenleyen sistemdir. Bu sistem, gerekli senkronizasyon şartları
sağlandığında parallel bağlanmayı gerçekleştirir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 486-
9.36.2 Orta Gerilim Gözünün Teşkil Edilmesi Bir OG gözü busbarlar tarafından beslenen göz şeklinde bağlı birkaç
tali istasyondan meydana gelir. (Şekil 9.289).
Şekil 9.289: Orta Gerrilim Gözü - MV loop
Sekonder tali istasyonlar, anahtarlarla ve kesicilerle donatılmıştır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 487-
Tali istasyonların anahtarlarla donatılması durumu
Normal işletmede göz açıktır. Şekil 9.289’da gözün B6 noktasında
açık olduğu varsayalım. Gözün ana çıkışlarında bulunan A1 ve B1
kesicileri, aşırı akım koruma ile donatılmıştır. Faz arası ve faz toprak
hata algılayıcıları her bir anahtarlama yerinde tesis edilmiştir. Bunlar
hata akımının geçişini gösterirler.
Otomatik göz kurma fonksiyonu, gözde hatanın oluşumundan sonra
beslemenin tekrar kurulmasını sağlar. Bu ise:
- hatalı bölümü ayırarak
- tali istasyonların tamamının enerjilendirilendirilmesi ve
gözün tekrar kurulmasıyla sağlanır. Eğe hata istasyonu, ana
besleme busbarlarında ise; söz konusu istasyon, hata
giderilinceye kadar enerjilendirilemez.
Örnek şekil 9.289’daki diyagramda yerinde hata oluştuğunda
- A1’deki aşırı akım koruması hatayı ve A1’deki kesiciyi
açtırır.
- A2 ve A3’deki hata algılayıcıları, hata akımının geçtiğini
gösterir. Diğer algılayıcılar bir bildirim almazlar. Hata yeri
belirlenir. Otomatik göz kurucusu A3 ve A4 anahtarlarını
açarak hata bölgesini ayırır.
- Sistem B6 anahtarı ve A1 kesicisi kapanarak birer birer tali
istasyonlar devreye alınır.
Hatalı kablo tamir edildikten sonra B6 anahtarını açarak normal
işletme durumuna getirilir. Kontrol ve izleme sistem performansı
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 488-
anahtar çalışma süreleri dahil gözü tekrar kurması 10 saniyeden
daha az süredir.
Kesicilerle donatılan tali istasyonlardaki durum
Normal işletme şartları altında göz kapalıdır. Eğer göz hatası
meydana gelirse, seçici koruma sistemi, hatalı bölümü otomatik
olarak ayırır. Böylece otomatik olarak gözün tekrar kurulmasına
gerek kalmaz.
9.36.3. Yük Atma Yük atma fonksiyonunun ayarlanması, atılması gereken yüklerin
belirlenmesi için sistemin yapılandırılması aşağıda açıklanan kriterler
doğrultusunda yapılandırılması gerekir.
Parametre ayarı
Parametre ayarları aşağıdaki kolaylıkları sağlar:
- atılacak yüklerin seçimini
- atılabilen yüklerdeki şartların belirlenmesini gibi...
Her bir yük için operatörün dikkat edeceği öncelikler vardır:
- atılan yükün önceliği; örneğin birinci seviye öncelikli yükler
sürekli enerjili kalırlar. N seviyeli yük en önce atılacak
yüktür. İkinci seviye yük, en son atılacak yüktür.
- beslemeden ayrılan yükün maksimum ayrılabilme süresi;
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 489-
- Minimum restorasyon süresi; öncelikle atılacak yükler
haricinde bir yük devreye alınır ve sırasıyla diğer yükler
uygun olan en kısa zaman aralıklarında devreye alınır.
- öncelik seviyesi şartları belirlenir; örneğin gece yarısı
belirlenen yük devreden çıkartılır ancak gündüz saatlerinde
tekrar devreye alınır.
Yük atma ve restorasyonun gerçekleştirilmesi
Kontrol ve izleme sistemi, yük atma/alma işlemini operatör
tarafından ayarlanan parametrelere göre kontrol eder ve
gerçekleştirir. Atılacak ve alınacak yükler, sistemin belirlediği
hiyearşi tarafından yönetilir.
Atılacak yüklerin seçimi: n seviyedeki yükler bire birer atılır ve eğer
yük atma ihtiyacı n seviyede olmazsa, n-1 seviyedeki yükler
çalışmaya devam eder. Birinci seviyedeki yükler asla devreden
çıkarılmaz.
Devreye geri alınacak yüklerin seçimi: en yüksek başlangıçtan
itibaren en son devreden çıkarılan öncelikli yükler ilk olarak tekrar
devreye alınırlar. Eğer bu seviyeye ait yükler tarafından alınmasının
imkanı yoksa sonraki seviyedeki yük devreye alınır.
Her hangi bir durumda bu işlemi sağlamak üzere gecikmeli tip
mekanizma kontol ve izleme sistemi ile entegre edilir.
9.36.3.1. Yük atmada tarife yönetimi
Tarife gerekliliklerinin göz önüne alındığı yük atma, işlemi yük
gerekliliklerini karşılayacak kapasitede iç üretim jeneratörlerinin
olmadığı kabul edilerek kurulur.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 490-
Kontrol ve izleme sistemi mutlaka:
- kalıcı olarak abonelik sözleşmesinde belirlenen güç talebini
aşmayacak şekilde enerji tüketim miktarını değerlendirmeli
ve gerekli uyumu ve işlemi yapmalı,
- bu değeri esas alarak yük atma/tekrar devreye alma işlemini
belirlemeli,
- yük atma /alma işleminin uygunluğunu kontrol etmelidir.
9.36.3.2. Transformatör aşırı yük koruma için yük atma
Transformatör kısa periyotlarda aşırı yüklenebilir. Standart IEC 354
standartı aşağıda belirlenen aşırı yüklere izin vermiştir.
2 Sn ( Sn < 2500 kVA)güçlerdeki dağitim transformatörleri
1,8 Sn ( Sn 100 MVA) orta güçlerdeki güç transformatörleri
1,5 Sn ( Sn > 100 MVA) yüksek güçdeki güç transformatörleri
Sn :transformatörün nominal gücünü gösterir.
Bu aşırı yüklere birkaç dakikalık zaman periyotları için izin verilir. Bir
aşırı yük durumunda transformatörlerde zaman kısıtlaması yoktur.
Kısa devre akımları gibi çok yüksek akımlarda transformatör aşırı
akım koruma cihazları tarafından korunur.
Kontrol ve izleme sistemleri:
- aşırı yüklenme durumunda atılması gereken yükü belirler.
- yük atma işlemini kontrol eder.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 491-
- tekrar bağlanacak yükü belirler.
- toparlanma işlemini izler kontrol eder.
Yük atmanın kumandası termal propun alarm eşiği veya termal
aşırı yük korumasının alarm eşik değeri tarafından verilir. Yük
atma güç değeri tüketilen güç ile transformatör nominal gücü
arasında farklı bir değerdir. Verilen periyottan sonra
transformatör zaman sabiti ve işletme şartları nominal güç ile
güç tüketimi arasında değişen yük alma veya restorasyon
işlemi başlar. Termal aşırı akım korumasının eşik değerine
bağlı olarak yük atma belirli zaman periyotlarında
gerçekleşebilir.
İki transformatörün paralel çalışma durumu
Yükteki beklenmedik değişiklikler, transformatör tarafından tolere
edilebilirse, hatadan dolayı transformatörün birinin devreden
çıkması durumunda ani yük atmanın olması gerekli değildir. Geride
kalan transformatör, tüm yükü beslemeye devam eder.
Gerektiğinde transformatörün aşırı yük korumasından gelen bilgiye
ve gerçekleşen tüketime bağlı olarak yük atma gerçekleştirilecektir.
9.36.3.3. İç üretim jeneratör gruplarının korunması için
yük atma
Üç tip uygunsuz durumda yük atmanın tahrik edilmesi bir
gerekliliktir.
Aşırı yük:
Bu durum üretim kapasitesindeki güç için yük talebinin yavaş
artması sonucu ortaya çıkar.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 492-
Kontrol ve izleme sistemi:
- atılması gereken güç değerini hesaplar,
- jeneratör koruması harekete geçmeden önce yük atmayı
gerçekleştirirler.
Üretim kapasitesindeki düşüş: (genel kullanım şebekesinden
işletmenin ayrılması) veya genel kullanım şebekesinde güç
kaybı:
Bu jeneratörün veya sürücünün kaybolması durumunda
meydana gelir. Yük atma kabul edilebilir sınırlar içerisinde
frekansın ve gerilimin sürdürülebilmesi ve koruma sisteminin
jeneratör grubunu servis dşı olmasını önlemek için yük atmanın
mutlaka ve hızlı bir şekilde gerçekleştirilmesi gerekir.
Kontrol ve izleme sistemi :
- gerekli atılacak gücün değerini hesap eder,
- kabul edilebilir sınırlar içinde gerilimin ve frekansın kalması
için yeterli seviyede yük atma işlemini gerçekleştirir.
Elektriksel olaylar:
- saha içindeki kısa devreler
- sahaya yakın enerji alış noktasına yakın genel kullanım
şebekesindeki kısa devreler.
- çalışan döner makınaları etkileyecek şekilde yüksek değerde
gerilim çökmeleri gibi olaylardır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 493-
Şebeke stabilitesini sürdürebilmek için hızlı yük atma: dinamik
stabilite analizi şebeke stablitesini sürdürebilmek için hangi yüklerin
atılacağını belirler.
Kontrol ve izleme sistemi:
- hangi yüklerin kesinlikle atılması gerektiğini belirlemek
üzere,
- şebeke stabilitesini sürdürmeyi sağlayacak gerekli zaman
içerisinde yük atma işlemini sağlar.
Yük restorasyonu, yük toparlanması: şebeke devam eden yük atma
işleminden sonra stabil hale geçer geçmez ve elde edilen güç, yük
tarafından belirlenen güçten fazla olduğunda, toparlanma işlemi
mümkün olur. Yük restorasyonu, jeneratör yüksek değerde yük
darbeklerini tolere edemediği durumlarda kademeli olarak
uygulanmalıdır. Stabilite analizi, jeneratör grubunun kaldırabileceği
restorasyon yük kademelerinin belirlenmesine imkan sağlar.
Motorların durumu: beslemenin kesilmesini takiben, motorlar
manyetik akı tükeninceye kadar remenans gerilimini sürdürürler.
Besleme kaynağının hızlı bağlantısı karşılıklı faz gerilimlerinin
birleşmesine yol açar Sonuçta elektriksel ve mekanik transiyenler
motorların kolayca hasarlanmasına neden olurlar. Yük atma olayının
gerçekleşmesinden hemen sonra kontrol ve izleme sistemi
motordaki akı ortadan kalkıncaya kadar restorasyon işlemini
engeller. Motor gerilimi %20 azaldığında motor otomatik olarak
devre dışı bırakılır ve duruncaya kadar devreye alınamaz. Minimum
remenas gerilimi, koruma sisteminin (ANSI 27R) tekrar bağlantı
koruma dijital çıkış sinyalı üzerinden sağlanır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 494-
Kontrol ve izleme sistemi:
- restore edilebilen gücün belirlenmesi,
- yük restorasyon kademelerinin belirlenmesi,
- tekrar beslenen baralar üzerinde motorlardan dolayı
remenans gerilimin incelenmesi,
- yükün restorasyonu için gerekli kademelerin
gerçekleştirilmesini sağlamalıdır.
Zaman sınırlamaları: verilen aşırı yük şartları nisbeten yavaş gelişir;
aşırı yük oluşumu ile ilgili yük atılması işleminin hızlı olmasına gerek
yoktur; sistemin karşılayabileceği kapasiteye uygun belirli bir sürenin
(birkaç on saniye veya birkaç dakika) geçmesine izin verilir.
Diğer taraftan, stabilite araştırmaları sonucunda şebekenin
stabilitesini sürdürebilmek için hata durumu ortaya çıkması
durumunda yük atmanın hızlı olmasını gerektiren durumlar
görülebilir. Bu durumda yük atma süresi bir kaç yüz saniyeyi
aşmamalıdır.
9.36.4. Transformatörün Sıralı Olarak
Yüklenmesi Transformatörün enerjilenmesi ile birlikte bir kaç on saniye süre
içinde nominal akımın 10-15 katı büyüklüğünde bir taransiyen akım
geçer. Bu nedenden dolayı, transformatörün tüm bölümlerinin aynı
anda enerjilenmesi transformatörün koruyan cihazların gereksiz
açtırmasına yol açabilir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 495-
Bunu önlemek için, kontrol ve izleme sistemi güç teminini
tutabilmek için transformatörleri sırayla enerjilendirir. Kademeli
olarak tekrar enerjilendirmede aşağıdaki işlemleri dikkate almak
gereklidir:
- yük restorasyonu
- kaynak değiştirme
- gözün tekrar kurulması
- tesisin tüm bölümlerinin enerjilendirilmesi...
9.36.5.Anahtar ve ayırma cihazları arasındaki
kilitleme işlemleri Elektrik hatasının oluşması esnasında kontrol ve izleme sistemi
herhangi bir operatörün müdahalesi gerekmeden gerekli tüm işlemi
yapmalı ve bu gibi durumlarda operatörün müdahalesini
önlemelidir. Bu gibi önleme durumunda gerekli mesaj kontrol
istasyonunda oluşturulur.
Örnek
Şekil 9.290: Kesiciler
arasında kilitleme
Kaynak 1 ve 2 tamamen
ayrı besleme yapar. Her
iki transformatör
üzerinden besleme
yapıldığında, eğer CB1
kesicisi kapalı ise; CB2
nin kapatılması önlenir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 496-
9.36.6.Anahtarlama cihazlarının karşılıklı
açtırmaları Kontrol ve izleme sistemi transformatörün üst ve alt taraflarında
bulunan anahtarlama cihazlarının birbirlerine göre açtırmalarını
sağlamalıdır.
Şekil 9.291: Transformatörün alt ve üst taraflarındaki açtırma cihazlarının
birbirleri arasındaki açtırma işlemleri; genelde, koruma sistemi
tarafında hata algılandığında doğrudan her iki kesici birden açılır.
Operatör tarafından veya koruma cihazı tarafından üst tarafta
bulunan kesici açtırıldığında kontrol ve izleme sistemi alt taraftaki
kesiciyi açtırır. İlave olarak, alt taraftaki kesicinin kapanmasına eğer
üst taraftaki kesici açıksa izin verilmez.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 497-
9.36.7.Topraklama transformatörünün bağlantı
değişikliği Şekil 9.292’deki kuplajlı iki busbar göz önüne alınırsa, burada her bir
busbar için ayrı ayrı iki topraklama transformatörü tesis edilmiştir.
İki busbar birbiri ile bağlandığında, muhtemel toprak hatası akımını
iki katına çıkarmaktan sakınmak için sadece iki topraklama
transformatörlerindan birisi serviste bırakılır; diğeri devre dışı edilir.
Kuplaj kesicisi kapandıktan sonra, kontrol ve izleme sistemi iki
topraklama transformatöründen birisini mutlaka devre dışı
etmelidir.
Şekil 9.292: kuplajlı iki busbar üzerindeki iki topraklama
transformatörünün anahtarlanması
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 498-
9.36.8.Reaktif enerji kompanzasyonu Kontrol ve izleme sistemi farklı besleme konfigürasyonlarında reaktif
güç düzenlemesini gerçekleştirmelidir.
Şebekenin sadece genel kullanım ve dağıtım sisteminden
beslenmesi
Kademeli anahtarlama yapılan sistem kontrolleri reaktif enerjiden
dolayı dağıtımın istenmeyen tüketim giderlerinin altında olmasını
sağlayacak şekilde kapasitör gruplarını otomatik olarak devreye
sokup çıkaracaktır.
Şebekenin iç üretim jeneratör gruplarının genel dağıtım şebekesine
bağlanarak beslenmesi
Reaktif güç kapasitörlerden ve jeneratörlerden sağlanır.
Jeneratörlerin stabilitesi reaktif güç ile beslendiğinde düzelir. Sonuç
olarak reaktif gücün bir bölümü jeneratörler tarafından sağlanır,
kalan kısmı ise bağlı olan kapasitörler tarafından sağlanır. Ancak
yükte azalma görüldüğünde ve yük kaybında, kapasitörlerin servis
dışı edilmesi jeneratörde stabilitesizliği önlemek için mecburidir.
Sistem reaktif enerji tüketiminden dolayı cezalı faturadan korunmak
için jeneratör tarafından sağlanan reaktif enerjiyi kontrol eder.
İç üretim jeneratör grupları tarafından şebekenin beslenmesi
Bu durumlarda jeneratörler, gerekli reaktif güç jeneratörler
tarafından sağlanır ve reaktif gücün kapasitörlerle yapılması iptal
edilir. Diğer taraftan gerilim regülasyonu reaktif üretim tüketim
dengesini korumak üzere çalışır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 499-
Tipik olarak, jeneratörler tam yükte cos = 0.8 sağlayacak
kapasitede olacak şekilde değerleri belirlenir. Eğer belirli bir yük için
(endüktif) değeri düşükse (bu durum nadir olarak ortaya çıkar),
kapasitör grupları farklı yerlerden besler.
9.36.9.Alt sistemlerden ölçüm ve enerji kalitesinin
kontrolü Kontrol ve izleme sistemleri enerji ölçümünü ve kalitesinin
kontrolunu şebekenin belirlenen noktalardan gerçekleştirilmesini
sağlar.
Aktif ve reaktif enerji ölçümü
Ölçüm işlemleri (saatlik, günlük, haftalık veya aylık zaman
periyotlarında)gerçekleştirilir.
Enerji kalitesinin kontrolü
Enerji kalitesinin kontrolü aşağıda açıklanan ölçümlerle belirlenir.
- Akım ve gerilim harmonikleri
- Güç faktörü
- Gerilim dengesizliği
- Tepe faktörü (tepe değer ile RMS değer arasındaki oran )
Bu ölçümler:
- periyodik olarak
- Operator kontrolu altında
- Ayar değerini aştığında yapılır.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 500-
Ölçü sonuçları analiz edilmek üzere operatör kontrol istasyonuna
gönderilir. Aynı zamanda uyarma yapılır.
9.36.10.Zamana bağlı programlama Kontrol ve izleme sistemi, operatörün kurduğu parametrelere uygun
olarak zamana bağlı yük kontrolünü gerçekleştirmelidir.
Parametrelerin ayarı
Parametreler işletme periyodunu düzenlemek için ayar edilirler.
Parametre ayarlarının doğruluğu bir dakikadan daha fazla sapma
yapmayacak doğrulukta olmalıdır. İşletme periyodu
programlanırken tatil ve özel günler hesaba katılmalıdır.
9.36.11.Tarife yönetimi Kontrol ve izleme sistemi, akım tarife periyoduna göre tanımlanmış
tarife yönetimi için yüklerin kontrolünü gerçekleştirmelidir.
Akım periyodu
- Genel kullanım tarafından sağlanan dış sinyal üzerinden
- Veya zamana ve enerji firması ile yapılan sözleşmede
açıklanan tarife detayına bağlı olarak kontrol ve izleme
sistemi tarafından belirlenir.
Parametre ayarlama
Parametreler tarife periyotlarına göre yüklerin devreye girme/çıkma
zamanlarını belirlemek için ayar edilirler.
Operatör herhangi bir zamanda:
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 501-
- Parametre ayarlarını değiştirebilmeli
- OFF periyodu sırasında ON kumandasını çıkarabilmeli
- ON periyodu sırasında OFF kumandasını çıkarabilmeli
- Kalıcı başla ve durdur kumandasını sağlayabilmeli
- Otomatik kumanda şekline dönebilmelidir..
9.36.12.İç üretim jeneratör gruplarının kontrolü İç üretim jeneratör grupları genel dağıtım şebekesine bağlı veya ayrı
çalışma durumlarında mutlaka kontrol ve izleme sistemi tarafından
kontrol edilmelidir.
9.36.12.1. Genel dağıtım şebekesinden ayrı işletme
Yükler tarafından aktif ve reaktif güçlerin uygulanması: n jeneratör
grubundan oluşan bir üretim merkezine sahip elektrik tesisi göz
önüne alınacaktır.
Kontrol ve izleme sistemleri
- gerekli güç gereksinimini karşılayacak sayıda jeneratör
sayısının belirlenmesini
- jeneratörlerin devreye girmesinin kontrolünü
- jeneratör gruplarının senkronizasyonunu
- jeneratörler arasında aktif ve reaktif güç paylaşımının
yönetimini
- kabul edilebilir aralıklarda gerilim ve frekansları
sürdürebilmek için jeneratörlerin yüklenme kontrollerini
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 502-
- tahrik makinası verilen gücü ayarlayarak jeneratör grubunun
frekansının reülasyonunun sağlanmasını
- jeneratörlerin uyarmasını ayarlayarak jeneratör grupları
tarafından sağlanan gerilimin regülasyonunun sağlanmasını
gerçekleştirmesi gerekmektedir.
9.36.12.2. Genel dağıtım şebekesine bağlı olarak çalışma
Genel dağıtım tarafından sağlanan frekans ve gerilim:
Burada üç kullanım önerilir.
Jeneratörler tarafından sağlanan aktif ve reaktif güçler
sabittir.
Jeneratör grupları tarafından sağlanan aktif ve reaktif güçler ayar
noktası değerlerine regüle edilirler, diğer talepler genel dağıtım
şebekesi tarafından sağlanır.
n jeneratörden oluşan enerji üretimli elektrik tesisi incelenecektir.
Kontrol ve izleme sistemi mutlaka:
- güç ayar noktası ile bağlantılı olarak devrede olacak
jeneratör sayısını belirlemeli
- jeneratörün devreye alınmasını kontrol etmeli
- jeneratör gruplarının senkronizasyonunu sağlamalı
- jeneratör grupları ile genel kullanım sistemi arasında
senkronizasyonu sağlamalı- güç ayar noktalarına bağlı
olarak her bir jeneratör tarafından beslenecek % gücün
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 503-
jeneratör grupları arasında aktif ve reaktif olarak
paylaşımını yönetmeli (burada i
n
% 100
1
).
- yüklenen jeneratör gruplarının tahrik makinalarını kontrol
etmeli
- tahrik makinasının güç kontrolunu ayarlayarak aktif güç
sağlanmasını düzenlemeli
- jeneratör uyarmasını ayarlayarak reaktif güç sağlanmasını
regüle etmelidir.
Not: Jeneratörler tarafından sağlanan aktif ve reaktif güç
negatifte olabilir. Kontrol ve izleme sistemleri, güç sistemleri
tarafından üretilen gücün artıda ya da ekside olduğunu gözetmeli ve
ona göre işletme sağlanmalı ve elektrik üretimine geçilmelidir.
genel dağıtım tarafından sağlanan aktif ve reaktif güçlerin sabit
olma durumu
Jeneratör grupları tarafından mutlaka sağlanması gereken reaktif
güç, yükün reaktif gücü ile şebeke ayar noktası değerinden farklıdır.
Genel kullanım şebekesinden sağlanan aktif ve reaktif güçler iç
üretim jeneratör gruplarının kapasite sınırındaki ayar değerine kadar
olan değişikliklere göre ayarlanan değerlerde regüle edilirler (güç
faktörünün düzeltilmesi). Jeneratör grupları tarafından beslenmesi
gereken güçler, yük güçleri ve genel kullanım şebekesi ayar noktası
arasında değişirler.
n jeneratörden oluşan enerji üretimli elektrik tesisi durumunda ise
Kontrol ve izleme sistemi mutlaka (yukarda da sayıldığı gibi):
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 504-
- güç ayar noktası ile bağlantılı olarak devrede olacak jeneatör
sayısını belirlemeli
- jeneratörün devreye alınmasını kontrol etmeli
- jeneratör gruplarının senkronizasyonunu sağlamalı
- jeneratör grupları ile genel kullanım sistemi arasında
senkronizasyonu sağlamalı
- güç ayar noktalarına bağlı olarak her bir jeneratör tarafından
beslenecek % gücün jeneratör grupları arasında aktif ve
reaktif olarak paylaşımını yönetmeli (burada i
n
% 100
1
).
- Aşağıda verilen ifadedeki değeri sürdürmek için tahrik
makinasının güç kontrolü ayarlanarak ayar noktasına kadar
genel kullanım şebekesi tarafından temin edilen aktif ve
reaktif güçleri regüle etmeli :
P P Pg ld usp
Pg : jeneratör grupları tarafından temin edilen aktif güç
Pld : yükün aktif gücü
Pusp : genel kullanım şebekesi aktif güç ayar noktası (sabit
değer)
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 505-
- aşağıdaki ifadeyi sürdürmek için jeneratör uyarmasını
ayarlayarak ayar noktasına kadar genel kullanım şebekesi
tarafı ondan temin edilen reaktif gücü regüle etmeli :
Q Q Qg ld usp
Qg : jeneratör grupları tarafından temin edilen reaktif
güç
Qld : yükün reaktif gücü
Qusp : genel kullanım şebekesinin reaktif güç ayar noktası
(ayar noktası)
Şebeke aktif ve reaktif güç ayar değerleri negatif olabilir. Bu
durmda jeneratör şebekeyi beslemeye başlar . Kontrol ve izleme sistemi
şebekenin pozitif ve negative güçlerinde sistemi işletmeyi sağlayabilmelidir.
Şebekeye bağlı işletmeden şebeken ayrılmış işletmeye geçiş
Şebekeye bağlı işletmeden şebekeden ayrı işletmeye geçiste, kontrol
ve izleme sistemi otomatik olarak aktif ve reaktif güç
regülasyonundan frekans ve gerilim regülasyonuna aktarır. Tersine
olarak, şebekeden ayrı işletmeden şebekeye bağlı işletmeye geçişte,
kontrol ve izleme sistemi frekans ve gerilim regülasyonundan aktif
ve reaktif güç regülasyonuna aktarır.
9.36.13. Son durumun tesbiti Kontrol ve izleme sistemi alarmları ve anahtarlama cihazlarının
durumlarını hafızasına alır. Olaylar 1 mili saniye hassasiyetle 10 mili
saniye içinde oluşan olayları ayıracak kapasiteli olacak şekilde kayıt
eder
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 506-
9.36.14. Hata kayıtları Hata kaydedici, kalıcı olarak akım ve gerilim gibi analog değerleri
toplar ver akım ve gerilimin rezidüel değerlerini hesaplar. Analog
değerde değişiklikleri kayıt eder.
Kayıtlar :
- Dış giriş (örneğin koruma cihazının aktivasyonu)
- önceden belirlenen eşik değerlerinin aşılmasında analog
değerlerin toplanması ve hesaplanması
- toplanan ve hesaplanan analog değerlerin birisinde
değerinde değişimi
- frekansda değişim kayıt sistemini harekete geçirir.
Olayın kaydı önceden ve sonradan olanların zamanlaması
belirtilerek gerçekleştirilir. Hata kaydedici kontrrol ve izleme sistemi
toplanan verileri seri bagalantısı üzerinden işlemi yapacak olan
operator terminaline aktarılır. Terminal önceden ayarlanan veriler
ve eğriler doğrultusunda harekete geçerek gerekli işlemleri yapar.
Yazılım RMS değerlerinin ve harmoniklerin hesaplarını da
gerçekleştirebilir.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 507-
SON SÖZ Bu notların hazırlanmasında 2009’da yitirdiğimiz Sayın M.Turgut
Odabaşı’nın değerli katkılarını anmadan geçemeyiz. Botaş’ta Elektrik
Mühendisliği yapmakta olan Turgut Odabaşı, çeşitli kaynaklardan
hazırladığı notları önce Elektrik Tesisat Mühendisleri Dergisinin
çeşitli sayılarında meslektaşlarına yararlı olmak üzere yayınladı. Nur
içinde yatsın.
Kendisinin hazırladığı notlardan yararlanarak, notlarının bir kısmını
Bileşim Yayınevi aracılığı ile yayınlamıştık. Onun notlarından ve diğer
kaynaklardan yapacağımız diğer derlemeleri ise EMO kanalıyla
yayınlanması kendi isteğiydi. Ancak bu isteğini hemen
gerçekleştirmek mümkün olmadı.
Toplamı 9 ana bölüm ve 1700’e yakın sayfadan oluşan bu notların,
Koruma Kontrol ve İzleme ile ilgili son ciltini toplam 3 ayrı grupta
yayınlamayı uygun gördük; Koruma ile ilgili 200 sayfalık bu ikinci
kitapta daha ziyade OG koruma, transformatörler, motorlar, baralar,
jeneratörler, motorlar üzerine yoğunlaşıldı. OG kesiciler, AG
kesiciler, RCD’ler, AG yüksek kesme kapasiteli NH sigortalar, akım
sınırlandırıcı sigortalar, doğruluk sınıfı, ALF, akım
transformatörlerinin ya da gerilim transformatörlerinin seçim
kriterleri, motor koruma, bara koruma, jeneratör koruma ve kontrol
ve izleme sistemlerinin çalışması üzerine yazılar toplandı.
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]
TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 508-
Elektrik Tesisat Notları olarak, Sayın Odabaşı’nın değerli
çalışmasından da yararlanarak hazırladığımız bu çalışmanın EMO
kanalı ile yayınlanması için başından beri desteğini esirgemeyen
Orhan Örücü Ağabeyimize, derlemenin hazırlanmasında
katkılarından dolayı Emre Metin ve Hakkı Ünlü’ye teşekkürü borç
bilirim.
Bu tür mesleki yayınların e-kitap olarak çok düşük bedeller ile
meslektaşlarına kazandırmak için bu yayın portalını oluşturma kararı
alan 42. Dönem EMO Yönetimini öncü rölünden dolayı kutlarız.
E-Kitabı Derleyen ve Yayına Hazırlayan
İbrahim Aydın Bodur, Hakkı Ünlü
EMO YAYIN NO:EK/2011/11
TURGUT ODABAŞI
TMMOB Elektrik Mühendisleri OdasıIhlamur Sokak No:10 Kat:2 Kızılay/AnkaraTel: (312) 425 32 72 Faks: (312) 417 38 18http:www.emo.org.tr E-Posta: [email protected]
EMO Yönetim Kurulu 42. Dönem‘de(Kasım 2010) bir yayın portalı oluşturdu. Bu yayın portalı üzerinde,daha önce de sürdürmekte olduğumuz, basılı dergilerimizin İnternet sürümleri, basılı kitaplarımızın tanıtımları ve çevrim içi satın alma olanakları ile doğrudan İnternet üzerinden bilgisayarınıza indirebileceğiniz e-kitapları çok düşük bedellerle edinebilme olanağına sahip olacaksınız.
İnternet sitemiz üzerinden e-kitap dağıtım hizmetini, yakında hizmete İnternet sitemiz üzerinden e-kitap dağıtım hizmetini, yakında hizmete girecek olan EMO Yayın Portalı‘nın öncülü olan, sitemizin yayın bölümünde yer alan e-kitaplarla uzunca bir süredir veriyorduk. Yayınlarımızı izleyenler hatırlayacaktır, ilk e-kitabımız, EMO üyesi Arif Künar‘ın "Neden Nükleer Santrallere Hayır" kitabının PDF baskısıydı. Hükümetin Akkuyu‘da nükleer santral kurma inadı maalesef hala kırılamadı. Dört yıl önce bastığımız bu kitap hala güncel!....güncel!.... EMO‘nun İnternet sitesi üzerinden hizmete giren bu yeni sitemizde yeni e-kitaplarla hizmete açıldı. Sizlerde varsa yayınlamak istediğiniz kitaplarınızı, notlarınızı bize iletebilirsiniz. Bu yayınlar yayın komsiyonumuzun değerlendirmesinden sonra uygun bulunursa yayınlanacak ve eser sahibine EMO ücret tarifesine göre ücret ödenecektir.E-Kitaplar tarafımızdan yayınlandıkça üyelerimize ayrıca epostaE-Kitaplar tarafımızdan yayınlandıkça üyelerimize ayrıca eposta ile iletilecektir.
Saygılarımızla Elektrik Mühendisleri Odası42. Dönem Yönetim Kurulu
e-kitap
ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM (9)Koruma Kontrol ve İzleme 1