Kuvvetli Akım 9 -2

eki t ap

T URGUTODABAŞI

EL EKT Rİ KKUVVET L İAKI M( 9) Kor uma Kont r ol veİ z l eme2

* Kor umaEl emanl ar ı nı nS eçi mi * RCD( Rez i düel Ak ı m Kor umaCi haz l ar ı ) * Al çakGer i l i m Yük s ekKes meKapas i t el i * OG Ak ı mS ı nı r l andı r ı cı S i gor t al ar ı nDi z aynıveKul l anı l mas ı * Doğr ul ukS ı nı f ı * Kor umaveUygul amaŞ ek i l l er i neGör eAk ı mT r ans f or mat ör l er i ni nS eçi mi * Ak ı mT r ans f or mat ör l er i ni nS eçi mi nde Kul l anı l anGenel Pr at i kKur al l ar ve Bi l gi l er *Uyum Ak ı mT r ans f or mat ör l er i * Kondans at örGr upl ar ı nı nKor unmas ı *Or t aGer i l i m Mot orKor umas ı *F i derKor uma * T r ans f or mat örKor umas ı *Kont r ol Veİ z l eme

EMO YAYI NNO: EK/ 2011/ 11

T MMOB E l ekt r i kMühendi s l er i Odas ı

 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM (9)

Koruma Kontrol ve İzleme 2

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 289-

umaKont r ol veİ z l eme 9 Kor

9

334

Kor umaKont r ol veİ z l eme

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Siemens’in Elektrik hazırladığıMühendisleri İmalat, Bakım, Montaj kitaplarından EMO için Odası -El290derlenmiştir.

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 291-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 292-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 293-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 U ATP .....................427 9.27.2.2. Primer işletme akımı ( I ATP ) : ................................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 I ATN 2 ..........................432 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 294-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 295-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 296-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 297-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 298-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 2,5.I K (IEC)



60 Hz de 2,6.I K (IEC)



2,7.I K (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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 299-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]



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) 3,6-7,212-17,5-24-36 dır. Nominal izolasyon seviyesi (IEC 60 056 ve 60 694) İzolasyon seviyesi iki değerle karakterize edilir. 

Darbe dalga dayanımı 1,2 / 50s

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 300-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 301-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 I K 

S K 3.U LL

ifadesiyle verilir.

Burada

S K kesicinin bağlandığı noktadaki kısa devre gücü (MVA) U LL kesicinin bağlandiği noktadaki faz-faz gerilimi (kV) I K kesicinin bağlanacağı noktadaki simetrik kısa devre akımıdıri

1 veya 3 saniye süre için şebekede izin verilen maksimum kısa devre akımlarının standart değerleri (kV) 6,3-8-10-12,5-16-20-25-31,5-4050 kV’dır.

Nominal darbe dayanım akımı (IEC 60 694) ve kapama akımı (IEC 60 056)

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 302-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Kapama akımı tesiste kısa devre olduğunda kesicinin kapama kapasitesinin maksimum değeridir. I K Kesicinin nominal geriliminde kısa devre akımının maksimum değeri olmak üzere kısa süre dayanım akımının tepe değeri



50 Hz de 2,5.I K



60 Hz de 2,6.I K



2,7.I K (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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 303-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]



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)

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 304-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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: TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 305-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]



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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 306-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

t1 kontakların açılması t 2 açma işleminin sonu t L ark süresi

u B ark gerilimi I S Maksimum asimetrik kısa devre akımının tepe değeri

u ani gerilim ı ani akım Akım Sınırlandırıcı Kesiciler

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 307-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 308-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]



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 U e : 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 I N : 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 I N  125. A 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. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 309-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

I rh

veya

I rth kesiciyi açtıracak üst akım

değerleridir ve aynı zamanda herhangi bir açtırma olmaksızın kesicinin maksimum akım değerini gösterir. Bu değer maksimum yük akımı I B den büyük ve fakat I Z 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 I m 

IEC 898 standardlarına göre meskenler için sabit değerli



IEC 947-2 standardlarına uygun ayar değerleri imalatcı firmalar tarafından belirlenen endüstriyel tipler için belirlenir

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 310-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Tablo 9.30: Alçak gerilim kesicileri için aşırı yük ve kısa devre açtırma akım eşik değerleri

Nominal Kısa devre kesme kapasitesi I CU veya I cn 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 I CU değeri ve mesken tiplerinde I cn değeri normal olarak kA rms olarak verilir.

I CU en son kısa devre kesme kapasitesi ve I CS nominal işletme kısa devre kesme kapasiteleri IEC 947-2 farklı kullanma kategorileri için açıklanmıştır.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 311-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Tablo 9.31: Hata akımının güç faktörüne bağlı olarak IEC 947-2 ye Göre I CU değerleri

Nominal izolasyon gerilimi U I Yaklaşma mesafesi göz önünde bulundurularak dielektrik test geriliminin değeridir. Nominal işletme geriliminin maksimum değeri asla U I nominal izolasyon geriliminin değerini aşmamalıdır. Nominal darbe dayanım gerilimi U imp 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, TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 312-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 313-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 314-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

bağlı yayın çekme kuvvetinden daha durumlarda klapeyi kapalı pozisyonda tutar

fazla olduğu

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. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 315-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 316-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 317-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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: TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 318-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 319-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 320-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 321-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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, TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 322-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 323-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 324-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Mal (izolasyon emniyetidir.

hatalarından

kaynaklanan

yangın)

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 325-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 326-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 327-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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)

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 328-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 329-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 330-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 331-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 332-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 RCD Bağlantıları

5 hatlı sistemde seçici koruma amaçlı yapılan

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 333-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 334-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 335-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

açma yapacaktır . Örneğin Nötr hattı 10 V gerilimi haiz olsun; zemine yerleştirilen cihazın geçiş direnci 100 ohm olsun devreden akan akım I 

10V  100mA  30mA olacak ve RCD cihazı 100ohm

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 336-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 337-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 338-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 339-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 340-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 341-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]



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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 342-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 343-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 344-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 345-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 346-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 347-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 348-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Şekil 9.214. 3-damarlı kablonon toroid içinden geçirilmesi

Bu işlemi yaparken 

İletkenin merkezlenmesine



Büyük çaplı toroid kullanmaya



Borunun manyetik edilecektir.

malzemeden

yapılmasına

dikkat

Şekil 9.215 Toroidin içinden tek damarlı kabloların kabloların geçirilmesi

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 349-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 350-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 351-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 352-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 353-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 354-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 355-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]



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 bypass 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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 356-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 357-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 358-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]



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 I n  2. çıkış tarafı akım eşik değeri I n ve b. Besleme tarafı açtırma süresi toplam açtırma süresi T

T 

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 359-

çıkış tarafı

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 360-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

9.23.2. Dizayn NH-sigorta sisteminin yapısal bölümleri sigorta tabanı, sigorta buşonu ve sigortayı söküp takmak için kullanılan sigorta maşasıdır.

Şekil 9.231 NHsigorta sistemi parçaları

NH-sigortalar 500 veya 600 V AC sistemler için kullanılabilir. İki kademede DC sistemlerde 440 V’ a kadar kullanılabilir.

Her

Tablo 9.31 Sigorta boyutları ve NH-sigorta butonları

Boyut

00

0

6-100

6-160

1

2

3

4

Nominal Akım sınırı A 500/400 V

80250

125-400

125-400

500-1000 1250

Nominal Akım sınırı A 660 V

6-100

6-100

80200

125-315

315-500

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 361-

500-800

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 362-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 363-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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  100kA değerindedir.

Şekil 9.234 Plastik gövdeli 00-boy NH-sigortaların tipik akım-zaman karakteristikleri

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 364-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Akım Sınırlandırılması Hızlı çalışma NH-sigortalarrının akımı sınırlandırmayı sağlar böylece elektrik ekipmanlarının zorlanması azaltılır.

Şekil 9.235. Plastik Gövdeli NH-sigortalarin Kesme akımı

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 365-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.).

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 366-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 367-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 368-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 369-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 370-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

9.24. OG Akım Sınırlandırıcı Sigortaların Dizaynı ve Kullanılması 9.24.1. Temel Karakteristikler U N 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 U N nominal gerilimi şekil 243’de verilen ifade yardımıyla

U hat gerilimine göre seçilir. Standartların belirlediği gerilim seviyeleri : UN = 3.6 - 7.2 - 12 - 17.5 - 24 – 36 kV olarak verilir.

U N OG sigorta gerilimi daima hat geriliminden büyük olacak ve

UN 

U hat ifadesine göre belirlenecektir. 0,87 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 371-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

I N 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.

I 3 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.

I 1 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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 372-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]



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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 373-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Sigorta seçimi için mutlaka devreye girme darbe akımının RMS değerini ve akımın uygulama süresini bilmek gereklidir. Söz konusu akımın RMS değeri

I RMS  0,125.I . 2 C

 a 

. 1 e t 



2t

a

   

ifadesi ile belirlenir.

Burada

I C 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 t  3. a ’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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 374-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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:

I SCTP 

I NTP u SCT

I SCTP AG çıkışında meydana gelebilecek kısa devre akımının primer taraftaki değeri

I NTP

Transformatörün

OG

primer

taraf

gerilimine

nominal akımı

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 375-

göre

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

u SCT Transformatörün % kısa devre gerilimi Sigorta seçimi için kural

I SCTP 

I NTP  I3 u SCT

Transformatör koruması için aşağıda açıklanan üç kural göz önüne alınacaktır. 

I SİİGORT 0,1saniye   12..I NTP



1,4.I AŞŞRIAKIM  sigorta nominal akımı



I SCTP 

I NTP  I3 u SCT

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 376-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Şekil 9.245. Yol alma sırasında motorun yüklenme diyagramı

Yol alma süresince motorun dan çekilen akım motor nominal akımından çok büyüktür. Bu I SM akımı yol alma akımı veya rotor blokaj akımı olarak bilinir. Ve

I SM olarak ifade edilir ve değeri genellikle doğrudan yol verme I NM

sistemlerinde 6 civarındadır. Yol alma zamanı t S

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 377-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Aşırı yük Motorlar, daima aşırı yük meydana geldiğinde bir kilitleme devresi vasıtasıyla (termik koruyucu cihazlar) korunurlar. Bundan dolayı sigortalar I 3 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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 378-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Şekil’de gösterilen I no’lu bölümde

motor nominal gerilimi ve

motor güçleri gösterilmektedir. II no’lu bölümde

I SM oranına göre I NM

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 I NM  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, düzeltilmelidir. 

aşağıdaki

durumlara

göre

hesaplanarak

N, yol alma süresi olmak üzere n  6 ise t S yol alma süresi

n ile çarpılmalıdır. 6 

P, peşpeşe yapılan yol veme sayısı olmak üzere p  2 ise

t S yol alma süresi

p ile çarpılmalıdır. 2

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 379-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]



n  6 ve p  2 olduğu durumlarda t S yol alma süresi sırası ile

n p ve ile çarpılmalıdır. 6 2

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 380-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

IT 

V 1 R2 L  LC 4.L2

.e



R .t 2. L

 1 R 2   .Sin  .t  LC 4.L2  ifadesi  

ile belirlenir. Burada R  R1  R2 ve V  U .

2 3

dür.

R2 terimi ihmal edilerek yukarıdaki ifade 4.L2

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 381-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

 R .t 

C  2.L  t IT  V .e .Sin L L

yazılır.

Transformatörlerde olduğu gibi sigorta seçiminde darbe akımı ile nominal akım arasındaki

IT bağlantısı ve aynı zamanda sıcaklık I CN

yükselme sabiti geçerlidir.

UN 

U .C 3

olmak üzere

IT 2C 3 1 2 ifadesi yazılır.  U. .  . I CN 3L U .C  LC Burada

T 

2L L

dir. Tecrübeler I T 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)

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 382-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Örnek

U N  10 kV I CN  35 Amper I SC  40 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)

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 383-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

I T  1670 Amper’de  T  33,5.10 3 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=19,5.103 ohm ve

I T  1670 Amper değerindeki akım için  T  33,5.10 3 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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 384-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 I ATN 1 : Standartlarda açıklanan primer akım değerleri 10-12,5-15-20-25-30-40-50-60-75 A ve bunların ondalıklı katlarıdır. Nominal Sekonder akım I ATN 2 : 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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 385-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Çevirme oranı

I ATN 1 I ATN 2

Tam yük: gerçek şartlar esas alındığında akım transformatörüna bağlanan yüktür. Nominal tam güç: S ATN VA birimi ile ifade edilir. Gerçek güç ve nominal sekonder akımda görünen ve akım transformatörünun plakasında yazan güçtür. Standartlara göre belirlenen değerleri 12,5-5-10-15-30VA. 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 transformatörlerindeki faz kayması ve hata sınırları

olarak

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 386-

akım

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 387-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 388-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

V  I AT 2 .RCT  R yazılır Burada

RCT akım transformatörünün sekonder sargı direnci R

yük direnci değeri olup eğer akım transformatörü nominal gücüne tekabül eden R ATN yükü ile yüklenirse

I AT 2  k n .I ATN ve R  R ATN 

S ATN ise 2 I ATN

VATN  k n .I ATN .RCT  RATN  kn nominal doğruluk sınır faktörü (nominal ALF)’dür. Eğer transformatör nominal yükünden farklı

bir R P yükü ile

yüklenirse, TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 389-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

I AT 2  k n .I ATN ve R  R p 

Pr 2 I ATN

V ATN  k n .I n .RCT  R p  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

VATN  k r .I ATN .RCT  RP 

gerilimidir. Eğer RP, Rn’den küçük ise kr, kn’den daha büyük olacaktır.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 390-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Eşitlikleri

kr  kn

RCT  R ATN RCT  RP

veya

kr  kn

S ATİ  S ATN S ATİ  S r

olarak

kombine etmek mümkündür. Burada 2 S ATİ  RCT .I ATN

Akım transformatörünün In akımında iç kayıplarını

2 Akım transformatörünun doğru gücünü S ATN  R ATN .I ATN 2 S r  RP .I ATN

Akım transformatörünun In akımında gerçek güç tüketimini ifade eder.

Gerçek ihtiyaçların belirlenmesini sağlar

belirlenmesi

minimum

doğru

gücün

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 391-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 karşılaştırma yapılır.



Toprak hata koruması 3-faz akımının toplamını sorgular.

iki

akım

değeri

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 392-

arasında

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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:

kn  kr .

RCT  R ATN R  R ATN veya k r  k n . CT ifadeleri RCT  RP RCT  RP

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 I S eşik değeri 2’den 10. I n 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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 393-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Ancak genellikle emniyet katsayısı 2 alınır (Şekil 9.254). Böylece gerçek yüklenmede ALFr k r  2.

IS I ATN

eğer I S  10.I ATN ise k r  20 olacaktır Örnek 200/5 A akım transformatörü 10VA-5P10 Yük I L 

160

A

ve

ayar

eşik

değeri

I S  8.I L önerilen

transformatörün uygunluğunun kontrolü,

IS I ATN 1



8 x160  6,4 200

Minimum önerilen ALFr k r  2 x6,4  12,8 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 I S ve TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 394-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

24 I S arasında gerçekleşir I sc max maksimum kısa devre akımı olmak üzere yukarda açıklanan aynı nedenden dolayı emniyet faktörü olarak 1,5 kullanılacaktır.

k r min = minimum değer 30.

IS I ATN

,36

IS I ATN

ve 1,5.

I SC max arasında olması gerekir. I ATN

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 395-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 k rh  X .

I hs ifadesiyle In

verilir. X emniyet katsayısının imalatçılar tarafından verilen değeri 6’dır. Akım transformatöründe faz-toprak hatasında oluşan gerilim

Vh  X .I hs .RCT  2.RL  Rh  . 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

S ATN 2 I ATN .k n  2.RL  RP  Rh RCT 

k rh 

RCT

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 396-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Kullanılan rölenin empedansı I h akımının ayarına bağlıdır, örnekte bu değer 0,1 A değerindedir.

Rh 

1VA

0,1A2

 100

3  10   k rh  10.   1,2  3  1  4  100  İhtiyaç olan değerle akım transformatörünun vereceği değer karşılaştırıldığında

k rh  6.

0,1  0,6 (akım transformatörünun vereceği değer.) uygun 1

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 397-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 398-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Şekil 9.257: Koruma Planı Örneği

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 399-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

9.26.2.1.Tipik Korumalar için gerçekleştirilen uygulamalar

Hat girişi ve fiderleri

I S koruma cihazının açtırma akım eşik değeri ve I L toplam yük akımı olmak üzere; yüksek açma eşik değerli aşırı akım korumasıdır ve normal olarak 3  I S  10.I ATN 2 Böylece k rm  2.

IS I ATN 2

ve maksimumda k rm  20

Eğer ters zaman koruması kullanılıyorsa k r min değeri 30. ve 1,5.

IS I ATN 2

,36

I SC max arasında bir değer alır. I ATN 1

Örnek: 1600 kVA ,6,3/0,4 kV bir dağıtım transformatörünün primer maksimum yük akımı

I L  100 Amperdir. Primer taraf için 7,2 kV

ve 150/5 A akım transformatörü kullanılmaktadir. Akım transformatörünün sekonderindeki yük akımı

I L2 

100 .5  3,33 A olup, aşırı akım koruma cihazını açtırma 150

akım eşik değerinin yük akımının 4 kat değere ayarlanması istendiğinde; I S  4.I L 2  4.3,33  13 A açtırma akım eşik değerine ayarlanacaktır.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 400-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Sabit zamanlı aşırı akım koruma cihazı kullanılacaksa cihazın hatasız çalışabilmesi için akım transformatörünün minimum gerçek doğruluk sınır faktörü: Minimum k rm  2.

IS 13  2.  8 olacaktır. I L2 3,33

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:

I SCMAX  24000 A.

1,5.

0,4.kV  1587. A olacağından 6,3.kV

I SC max 1587  1,5.  16 ile I ATN 1 150

30.

IS I ATN 2

 30.

13  78 5

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 401-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Tablo 9.35: Genellikle kullanılan koruma uygulamaları

Jeneratör girişi Jeneratörün relatif olarak düşük değerdeki kısa devre akımından dolayı > 7IGN seçilir. Böylece k rm  14 olacaktır. Transformatör çıkışı YG/OG transformatörünün enerji çıkış tarafında koruma yapılıyorsa ayarlanan eşik değeri, sekonder tarafta örneğin I SC kısa devre akımının %70’inden mutlaka daha düşük olmalıdır.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 402-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Başlangıçta yaklaşıklıkla, I TRN 2 transformatörün sekonder çıkış nominal akımı, I SC 2 transformatörün çıkışındaki kısa devre akımı ve

u sc transformatörün kısa devre gerilimi olmak üzere S TN

I TRN 2 

dir; burada U TN 2 transformatörün sekonder

3.U TN 2

nominal gerilimidir.

I SC 2  0,7.I TRN 2

k rm  2.

I SC 2 I TRN 2

100 alınır ve kural olarak: u SC uygulanarak, k rm  1,4.

100 olacaktır . u sc

Örnek: Kısa devre gerilimi %12 olan bir transformatörün sekonder çıkışının koruması için kullanılacak akım transformatörün gerçek doğruluk sınır faktörü

k rm  1,4.

100  11,67 den büyük olmalıdır 12

Transformatöre giriş fideri Transformatörün enerji alış tarafına yerleştirilen aşırı akım korumasının yüksek eşik işletme akımı transformatör sekonder terminallerinde oluşan ve primer tarafta görünenen I SCT akımından daha yüksek olmalıdır.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 403-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

İlk yaklaşıklıkla kısa devre akımı I SCT1  I TRN 1 .

S TN

I TRN 1 

3.U TN 1

100 olupburada u SC

transformatörün nominal primer akımı ve

STN güç transformatörünun nominal gücü UTN1 transformatörün nominal primer gerilimi

u SC transformatörün nominal kısa devre gerilimidir. Gerçekte üst taraftaki kaynak empedansı, I SCT kısa devre akımını sınırlamada etkilidir.

I SC1  I TRN 1. .

100 ifadesi ile belirlenir. u SC

Eğer genel kural olarak k rm  2.

krm  2..

I TRN 1 100 . I ATN 1 uSC

IS I ATN 2

uygulanırsa

elde edilir.

Örnek: Kısa devre gerilimi %12 olan bir transformatörün primer girişinin koruması için kullanılacak akım transformatörün gerçek doğruluk sınır faktörü

k rm  2.

100  16,67 ’den büyük olmalıdır 12

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 404-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

k rm gerekli minimum değerler, büyük güçteki transformatörler için

10.

I TRN 1 I ve küçük akım transformatörleri için 50. TRN 1 olarak I ATN I ATN

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 405-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

fizibilite problemi, yükardaki bölümde açıklanan azaltılmış katsayı (mesela 2 yerine 1,5) kullanılarak çözülebilir.

k rm  1,5.

I TRN 11 100 . I ATN u SC

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 3.I n 0,3sn . Eğer I S max  5.I ATN 2 ise k rm  10 olması önerilir. Motor fideri Yol alma akımı değerinin üzerinde yüksek açtırma eşik değerine ayarlanır. I S max  8I MN alınırsa , k rm  16 olarak göz önüne alınır. Eğer kısa devre koruması sigortalar tarafından sağlanıyorsa; rotor blokajı/çok uzun yol alma koruması öncelikle tanımlanması ve belirlenmesi gereken korumadır.

2,5  4I MN arası değere ayarlanır ve k rm  8 olacaktır. Tablo 9.37’de uygulamalara göre gereken minimum ALF değerleri verilmektedir.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 406-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 407-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 ıe giriş akımı ve ı s çıkış akımı aynı olduğundan diferansiyel akım

ıd  0 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. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 408-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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:

RST  RP   RCT  2.RL . I SSC

Akım

I SSC Ir

transformatörünün

sekonderinde

ortaya

çıkan

maksimum akım

Ir

röle sekonder ayar akımı

RL

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 I r akım değerinde hata, korunan alanda meydana gelirse; Vk dirsek noktası gerilim değeri

2.RST  RP  RCT  2.RL .I r değerini aşma-malıdır.

Bir kural olarak RCT  2 RL , RST  RP ile karşıaştırıldığında ihmal edilebilir

ve böylece VK  2.I r .RST  RP 

yazılır ve eşitlikler

kombine edildiğinde VK  2.I SSC .RCT  2.RL  elde edilir. Bu eşitliklerden görüleceği üzere RST ve V K değerleri, RCT değerlerinden yüksek olduğunda daha yüksek değerlere tırmanır. Yüksek değerdeki stablizasyon direnci, akım transformatörünün sekonderinde yüksek gerilimler endükler. Bundan dolayı 3000 V’un TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 409-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

VK  2.I SSC .RCT  2.RL  ifadesiyle uyumlu olmalıdır.

ve

Vk için ilgili akım transformatörlerinin röleye uzaklıklarının aynı olmaması durumunda azami uzaklık hesaba katılır. Bu korumalar için I 0 mıknatıslama akımının maksimum değeri, gereken hassasiyete göre

VK değeri esas alınarak belirlenmelidir. 2

Koruma sisteminin I r akımını algılayabilmesi için paralel bağlı akım transformatörlerinin terminallerinde VS 

VK geriliminin oluşması 2

gerekmektedir. Bu maksatla gerçek olarak röle tarafından algılanan

I rms minimum primer akımı I rms  n.I r  .I 0  olacaktır. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 410-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Burada n:

Akım transformatörünun çevirme oranı

 : Paralel bağlı akım transformatörlerinin sayısı (Busbar korumalarında kullanılabilinir.

akım

transformatörlerindan

çok

sayıda

Motorlarda diferansiyel koruma uygulaması Motordan geçebilecek maksimum akım, motorun yol alma akımıdır. Bu akım değeri I SSC  I ST motorun rotor kilitlenme akımıdır. Eğer motora

ait

yol

alma

akımı

I ST

değeri

bilinmiyorsa

I ST  7.I MN 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 I SSCGEN  I GN .

100 ifadesi ile X 

belirlenir. I GN jeneratörün nominal akım değeridir. Eğer

jeneratörün

sub

transiyen

bilinmiyorsa X %  15 olarak alınır. Akım

transformatörünün

reaktans

tepe

değeri

gerilimi

 I SSCMAX  I SSCGEN  I SSCŞSCŞEB kullanılarak hesap yapılmalıdır.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 411-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Bara diferansiyel koruma uygulaması

Şekil 9.259: Yüksek empedanslı bara diferansiyel koruması

Bu durumda pano baralarından akan maksimum akım I SSC  Akım transformatörünün sekonderinden görünen pano baralarındaki I SC kısa devre akımıdır. Transformatörün sınırlandırılmş toprak hata diferansiyel koruması

Şekil 9.260: Transformatörlerde sınırlandırılmış toprak hata uygulaması

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 412-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 RST , V K hesapları yapılacaktır. İlk yaklaşım olarak söz konusu akımın transformatör empedansı tarafından sınırlandırılan akımdan daha küçük olduğu söylenebilir.

PSCT

I

PSCT  Pn .

Bu ifadede

Un. 3

100 Z SC

kısa devre gücü olmak üzere

transformatörün şebekeye bağlandığı enerji alış tarafındaki kısa devre

PT 

gücü

PU biliniyorsa

daha

yüksek

bir

doğrulukla

PSCT .PU alınarak hesaplar yapılır. Devreden akacak hata PSCT  PU

akımı I SSC değeri I SSC 

PT Un. 3

ifadesi yardımıyla hesaplanarak

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 413-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 a.I1  b.I 2  c.I 3  I h 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: VK min  0,5.N .k t .I n .RCT  X .RL  Burada N ,kt ve X röle cevap süresi, hassasiyet, bağlantı tipi ile ilgili sabitlerdir. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 414-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Diğer başka bir örnekte VK min 

50  I F .RCT  2.RL  In

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 415-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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:

VK min  A.I b .RCT  2.RL 

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 416-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Burada 2.RL sekonder bağlantıların toplam direnci RCT akım transformatörünün sekonder sargısı güç transformatörünün akım transformatörünün sekonder

Ib

tarafında görülen nominal akımı ve A

transformatör gücüne bağlı bir sabittir.

Bazı kullanıcılar uygulanan akımı hesaba katarlar örneğin:

VK 

4.I F 3

.RCT  3.RL  RP  güç transformatörünün yıldız sargı

tarafı için ve

VK  4.I F .RCT  3.RL  RP  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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 417-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]



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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 418-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

X  Vk  I f .1  .RP  RCT  2.RL  R 

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 419-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

X R If

kaynak ile korunan alan arasındaki reaktans direnç oranı 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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 420-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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, 2.

8.I MN I ATN

Eğer I MN  I ATN ise k r  16 olacaktır.

I MN

motorun nominal akımı

I ATN 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

k r  20.

25  67,5 2  0,05  0,025

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 421-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Bu değer 12’den çok büyüktür. İç kayıpları 1,5 VA olan 2.5VA-5P10 akım transformatörü kullanıldığında

k r  10.

25  25 bulunur . 1,5  0,05  0,025

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 = 100IATN1 ile 1000IATN1

kısa

devre

dayanımı

için

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 422-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 dayanımının arttırılması gerekmektedir

kısa

devre

termik



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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 423-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 I K''  I a  I K ve dolayısıyla S K''  S a , UN şebeke gerilimi olmak üzere

IK 

SK 3.U N

darbe kısa devre akımı

I S  2.1,8.I K  2,5.I K Akım transformatörlerinin termik kısa devre dayanımı: VDE 0414 e göre akım tranformatorunun üzerinden geçmesine müsaade edilen sürekli kısa devre akımı

IK 

I TH  50  t  0,05.   f 

kullanılan frekans 50 Hz olduğunda

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 424-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

IK 

I TH Veya I TH  I K . t  ’dır. t

Pratik kullanım amacıyla t açma zamanı t '  t  0.05 yerine kullanılır. Akım transformatörünun maksimum müsaade edilen Ik termik akımı primer tnominal transformatör akımının katları olarak verilir.

I TH  K SI .I AT 1 ve aşırı akım faktörü K SI 

I TH I AT 1

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 425-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Şekil 9.263: Örneğe ait tek hat diyagramı

Hesaplamalar: Sürekli kısa devre akımı:

IK 

500MVA 3.20kV

 14,4kA

Darbe kısa devre akımı değeri: I S  2,5x14,4kA  36kA

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 426-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

9.27. Akım Transformatörlerinin Seçiminde Kullanılan Genel Pratik Kurallar ve Bilgiler 9.27.1. Akım Transformatörlerinin Karaterize Edilmesi Çevirme oranı

n

I AT 1 N 2  I AT 2 N1

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 U ATP 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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 427-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Şekil 9.264: Akım transformatörlerinin nominal gerilim sınırları

9.27.2.2. Primer işletme akımı ( I ATP ) : Tesisin primer işletme akımı (örneğin transformatör fideri) akım transformatörünün ( I PS ) primer akımına eşittir.

S görünen güç kVA

U P primer işletme gerilimi kV P aktif güç kW

Q reaktif güç kVAR I P primer işletme akımı A

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 428-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Olmak üzere Giriş fideri I IP 

S 3.U P

Jeneratör fideri I GP 

SG 3.U P ST

Transformatör fideri I TP 

Motor fideri I MP 

3.U P

PM 3.U P.Cos.

Kompanzasyon fideri I CP 

1,3.Q 3.U P

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 . I AT 2 arasındadır. Bu motoru korumak için gerekli ayar değerler,i motorun nominal akımına uygun ollması şarttır. Motorun nominal akımı I MN  45 Amper olsun; buna göre gerekli ayar değeri 45 A dir. Eğer 100/A çevirme oranında akım transformatörü kullanılırsa;

45  0,45  0,6 olacağından röle 45 A 100

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 429-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

değerini asla görmeyecektir ve akım transformatörü söz konusu röle için uygun değildir. 75/5A akım transformatörü kullanılırsa

45  0,6  0,6 olacaktır ve 75

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 I PN değeri, pano ile ilgili azalma faktörü ile I PS 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 I TH 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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 430-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Eğer şebeke kısa devre gücü S SC (MVA) olarak ifade edilirse akım transformatörünün nominal termik kısa devre akımı :

I TH 

S SC eşitliği ile elde edilen değerden büyük olacaktır. 3.U P

Akım transformatörünün tesis edildiği panonun koruması sigorta ile yapılmışsa: I TH  80.I PN olacaktır. Aşırı akım faktörü, akım transformatörünün imalatının kolay veya zor olacağını ve akım transformatörünun maliyetini belirler.

K SI 

I TH .1sn İfadesiyle belirlenir. I PN

Tablo 9.40: Aşırı akım faktörleri

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 431-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

9.27.3. IEC Standartlarına Göre Akım Transformatörünün Sekonder Devre Karakteristikleri. 9.27.3.1. Nominal sekonder akımlar I ATN 2 Genel olarak, akım transformatörü ile bağlanacağı cihaz yakın ise

I ATN 2  5 A ; akım transformatörü ile bağlanacağı cihaz uzak ise I ATN 2  1A 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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 432-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 S L (VA)  k .

L(metre) S (mm 2 )

k  0,44  I ATN 2  5 Amper k  0,0176  I ATN 2  1Amper 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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 433-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

SF 

I PL I PN

oranı ile belirlenip, burada I PL

sekonder akımda %10 hata meydana geldiğinde primer akımın değeridir. Bir ampermetre için genellikle, 10.I ATN 2

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 10.I ATN 2 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

ALFgerçek (k r )  ALFno min al (k n ).

RCT  RN veya RCT  RP

ALFgerçek (k r )  ALFno min al (k n ).

Pi  PN olarak ifade edilir. Pi  PR

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 434-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Burada 2 Pi  RCT .I ATN 2

Akım transformatörünun I N nominal akımında

iç kayıpları 2 PN  RN .I ATN 2 Akım transformatörün nominal gücü 2 Akım transformatörünün IN nominal akımında PR  RP .I ATN 2

gerçek gücü RCT

RN RP

Akım transformatöründe IN nominal akımında iç kayıplara tekabül eden güç Nominal güce tekabul eden direnç Akım transformatörünün sekonderine bağlanan röle veya ölçü cihazlarına ait direnç

PR28 olacaktır. Motor TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 435-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

fiderleri için genellikle yüksek eşik değeri maksimum 8.I SN 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.

ALFgerçek (k r )  20.I re

I re rölenin ayar eşik değeridir.

Özel Durumlar Maksimum kısa devre akımının 10.I re ’ye eşit veya daha büyük olması durumunda:

ALFgerçek (k r )  20.

I re I ATN 2

olmalıdır.

Maksimum kısa devre akımı 10.I re ’dan küçük olması durumunda ise:

ALFgerçek (k r )  2.

 I Ksekonder olması yararlıdır. I ATN 2

Koruma cihazı kullanılan yüksek ani eşik değerine sahipse (bu asla fiderler ve enerji girişi için değildir): TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 436-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

ALFgerçek (k r )  2.

Ir2 I ATN 2

olmalıdır.

I r 2 ani yüksek ayar eşik değeridir.

Diferansiyel Koruma Bir çok diferansiyel koruma rölesi imalatçısı Class X tavsiye eder. Class X Vk  a.I f . .( RCT  RB  Rr ) eşitliği ile verilir. Tam eşitlik röle imalatcısı tarafından verilir.

Vk gerilimin satüre olmaya başladığı dirsek noktası

a

asimetri katsayısı

RCT sekonder sargılarda maksimum direnç (ohm)

RB bağlantı hatlarının göz direnci (ohm) If

akım transformatörünün korunacak bölgenin dışında bir hata için

sekonderi

akımıdır ve I f 

tarafından görülen maksimum hata

I K dır. n

I K primer kısa devre akımı

n akım transformatörünun çevirme oranıdır. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 437-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Vk değerinin belirlenmesi için gereken I f değerleri I K n



Jeneratör için I K biliniyorsa I f 



Jeneratörün nominal akımı I GN biliniyorsa I f 

7.I GN n



Jeneratörün

bilinmiyorsa

nominal

akımı

I GN

I f  7.I ATN 2(CT ) I ATN 2(CT )  1veya5. Amper



I K  I MS Motorun yol verme akımı I MS biliniyorsa I  If  K n



Motorun nominal akımı I MN biliniyorsa I f 



Motorun

nominal

akımı

7.I MN n

I MN

bilinmiyorsa

I f  7.I ATN 2(CT ) I ATN 2(CT )  1veya5. Amper 

Transformatör bütün durumlarda hata akımı değerleri I f  20.I ATN 2(CT ) olmalıdır. Transformatörlere ait değerler, tam olarak bilinmiyorsa I f  20.I ATN 2(CT )



Bara koruması için I f 

I TH n

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 438-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 439-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

9.28.1. Ana Akım Transformatörünün Gerekli Değerleri Ana akım transformatörü için gerekli güç ihtiyacı

I S HW  S ZW . 3  I2

   S E  S L 

S HW Ana akım transformatörünun gerekli güç ihtiyacı (VA) S ZW Uyum akım transformatöründan bağlantı kayıpları dahil olmak üzere çekilen sekonder güç (VA)

SL

Ana ve uyum akım transformatörleri arasında nominal akımda bağlantı kayıpları (VA)

SE

Uyum

akım

transformatörünün

nominal

kayıpları (VA)

I2

Uyum akım transformatörünün primer akımı (A)

I3

Uyum akım transformatörünün sekonder akımı (A)

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 440-

akımda

iç

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Akım transformatörlerinin tipleri

Şekil 9.266: Toroidal akım transformatörleri

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 441-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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).

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 442-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 443-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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!

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 444-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Tablo 9.41(devamı): Faz toprak hataları algılanması için akım transformatörü tertipleri -

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 445-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 446-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 U PR Dizayn şekline gore Faz toprak bağlantısı için:

Faz-faz bağlantıları için: Nominal Sekonder Gerilim U SR Faz-faz bağlantı için 100 veya 110 volt Faz-toprak bağlantılı gerilim transformatörleri için

a) Faz-toprak gerilimleri

100V 3

b) Faz arası gerilimleri ölçmek için

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 447-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 448-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 u % 

2.L.I 2 N .100 ifadesiyle bulunabilir.  .S .U 2 N

Bu ifadede

L Sekonder bağlantının tek taraflı hat uzuznluğu metre

I 2 N Nominal sekonder akım Amper S

İletken kesiti mm2



Bakırın iletkenliği 57 metre/ohm.mm2

U 2 N Nominal sekonder gerilim Volt

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 449-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 S N  100.VA ve

U 2N 

100 3

de verilmiştir

İletken kesiti mm2

u (%) gerilim düşümü

2,5

4,2

4,0

2,6

6,0

1,75

10

1,05

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 450-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Örneğin çözümü

S N  100.VA.....U 2 N 

100 3

.Volt .....S  2,5.mm2 ....L  10.metre

I 2N 

SN 100.VA. 3   3. Amper U 2N 100.Volt

u 

2.10. 3. 3 .100  %0,42 57.2,5.100

100 3

ün %0,42 si 0,24 Volttur.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 451-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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, röleleri

kısa

devre

ve

standart

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 452-

toprak

hata

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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:

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 453-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 454-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 455-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 456-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 457-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 458-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 459-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 460-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 461-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

9.33.2. İki kaynak girişli bara kuplaj kesicili sistem

Şekil 9.278: Temel korumalar

51 Faz aşırı akım koruması 51N Toprak hata rölesi

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 462-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

9.33.3. Tek veya çok kaynaklı kuplaj kesicili veya kesicisiz bara diferansiyel koruması

Şekil 9.279:

Temel korumalar

87B Bara diferansiyel koruması

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 463-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 464-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 465-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 466-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 467-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 468-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 kaynaklanmaktadır.

yerleşimindeki

dağınıklılıktan

9.35.1.1. Şebekenin kontrolü ve izlenmesi Şebekenin uzaktan izlenmesi ve kontrolü operatöre:

- Elektrik tesisinin durumunun görülmesini, - farklı ölçümlerin izlenmesini, - ekipmanların uzaktan gerçekleştirilmesini,

kontrolünü

ve

kumandasının

- 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,

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 469-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

- orta gerilim motorlarının çalıştılmasının kontrolü,

otomatik

olarak

tekrar

- 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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 470-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 471-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

- 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. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 472-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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, TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 473-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

- 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 :

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 474-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

- 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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 475-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 .

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 476-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 477-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 478-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

9.35.8.

Bakım Ekipmanlarının Uygunluğu

Ekipmanların işletme saatlerini, açma kapama işlem sayılarını kayıt altına alarak, ekipman bakımında uygunluk sağlanır ve operatörün müdahalesi azalır.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 479-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 sağlayarak maliyet tasarrufu sağlamak

beslenmesini

- 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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 480-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 481-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 482-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 483-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 konfigürasyon

busbarı

beslediği kuplaj

kesicisiz

- 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).

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 484-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

İç üretim jeneratörleriyle bağlantı değişikliği diğer bağlantı tipleri )

(1/2; 2/3c veya

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. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 485-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 486-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 487-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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;

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 488-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

- 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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 489-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 490-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

- 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. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 491-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 492-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 493-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

Kontrol ve izleme sistemi:

- restore edilebilen gücün belirlenmesi, - yük restorasyon kademelerinin belirlenmesi, - tekrar beslenen baralar üzerinde motorlardan dolayı remenans gerilimin incelenmesi, - yükün restorasyonu için gerçekleştirilmesini sağlamalıdır.

gerekli

kademelerin

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 494-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 495-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 496-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 497-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 498-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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. TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 499-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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: TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 500-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

- 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 TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 501-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

- 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 sağlamalıgüç ayar noktalarına bağlı olarak her bir jeneratör tarafından beslenecek % gücün

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 502-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

jeneratör

grupları

arasında

aktif

ve

reaktif

olarak

n

paylaşımını yönetmeli (burada

 i %  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): TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 503-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

- 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 n

reaktif olarak paylaşımını yönetmeli (burada

 i %  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 : Pg  Pld  Pusp Pg

:

jeneratör grupları tarafından temin edilen aktif güç

Pld

:

yükün aktif gücü

Pusp

:

genel kullanım şebekesi aktif güç ayar noktası (sabit

değer)

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 504-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

- aşağıdaki ifadeyi sürdürmek için jeneratör uyarmasını ayarlayarak ayar noktasına kadar genel kullanım şebekesi tarafı ondan temin edilen reaktif gücü regüle etmeli : Qg  Qld  Qusp :

jeneratör grupları tarafından temin edilen reaktif

Qld

:

yükün reaktif gücü

Qusp

:

genel kullanım şebekesinin reaktif güç ayar noktası

Qg

güç

(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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 505-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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 değerinde değişimi

analog

değerlerin

birisinde

- 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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 506-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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.

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 507-

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI 9 [Koruma Kontrol ve İzleme 2]

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

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası - 508-

E L E KT Rİ KKUVVE T L İAKI M( 9) Kor umaKont r ol veİ z l eme1 T URGUTODABAŞI

E MO Yönet i m Kur ul u42.Dönem‘ de( Kas ı m 2010)bi ryayı npor t al ı ol uş t ur du. Buyayı npor t al ı üz er i nde, dahaöncedes ür dür mekt eol duğumuz ,

eki t ap

bas ı l ıder gi l er i mi z i nİ nt er nets ür üml er i ,bas ı l ı ki t apl ar ı mı z ı nt anı t ı ml ar ı ve çevr i mi çi s at ı nal maol anakl ar ı i l e doğr udanİ nt er netüz er i ndenbi l gi s ayar ı nı z a i ndi r ebi l eceği ni zeki t apl ar ı çokdüş ükbedel l er l e edi nebi l me ol anağı nas ahi pol acaks ı nı z . İ nt er nets i t emi züz er i ndeneki t apdağı t ı m hi z met i ni ,yakı ndahi z met e gi r ecekol anE MO Yayı nPor t al ı ‘ nı nöncül üol an,s i t emi z i nyayı n böl ümündeyeral aneki t apl ar l auz uncabi rs ür edi rver i yor duk. Yayı nl ar ı mı z ı i z l eyenl erhat ı r l ayacakt ı r ,i l keki t abı mı z ,E MO üyes i Ar i fKünar ‘ ı n" NedenNükl eerS ant r al l er eHayı r "ki t abı nı n PDFbas kı s ı ydı .Hükümet i nAkkuyu‘ danükl eers ant r al kur mai nadı maal es efhal akı r ı l amadı .Dör tyı l öncebas t ı ğı mı zbuki t aphal a güncel ! . . . . E MO‘ nunİ nt er nets i t es i üz er i ndenhi z met egi r enbuyeni s i t emi z deyeni eki t apl ar l ahi z met eaçı l dı .S i z l er devar s ayayı nl amak i s t edi ği ni zki t apl ar ı nı z ı ,not l ar ı nı z ı bi z ei l et ebi l i r s i ni z .Buyayı nl aryayı n koms i yonumuz un değer l endi r mes i ndens onr auygunbul unur s a yayı nl anacakvees ers ahi bi neE MO ücr ett ar i f es i negör eücr etödenecekt i r . E Ki t apl art ar af ı mı z danyayı nl andı kçaüyel er i mi z eayr ı caepos t a i l ei l et i l ecekt i r . S aygı l ar ı mı z l a E l ekt r i kMühendi s l er i Odas ı 42.Dönem Yönet i m Kur ul u

EMO YAYI NNO: EK/ 2011/ 11

T MMOBEl ekt r i kMühendi s l er i Odas ı I hl amurS ok akNo: 10Kat : 2Kı z ı l ay/ Ank ar a T el :( 312)4253272F ak s :( 312)4173818 ht t p: www. emo. or g. t rEPos t a:emo@emo. or g. t r