Nemalı Sistemlerde 3 Faz 4PT için Tek Faz Toplama Kavuşum Hatası Nasıl Çözülür
10 kV ve 35 kV yerdeğersiz sistemlerde, tek faz topraklama arızaları minimal akım nedeniyle korumanın genellikle devreye girmemesine sebep olur. Yönetmeliklere göre, işlem süresi 2 saate sınırlıdır; uzun süreli tespit edilmeyen arızalar kötüleşebilir, hatta anahtarları hasar gösterebilir. Devlet Şebekesi, 110 kV ve 220 kV trafiği istasyonlarında küçük akım yerdeğersiz hat seçme cihazlarını teşvik etmektedir, ancak bunların doğruluğu düşük kalır ve izleme/operasyon personelinin uzaktan ölçüm analizi yapmasını gerektirir. Üç fazlı 4PT gerilim transformatörü olan yerdeğersiz sistemler için, bu makale, personel için uzaktan ölçümün kullanılabilirliğini artırmak üzere tek faz topraklama arızasını analiz eder ve alan deneyimine dayalı çözümler sunar.
1 Yerdeğersiz Sistemlerde Normal İşlem ve Tek Faz Topraklama Arızalarının Analizi
1.1 Normal İşlem Sırasında Gerilim Transformatörü Prensibi
10 kV otobüsü üç fazlı 4PT gerilim transformatörü (bağlantı şeması: Şekil 1) için, UA, UB, UC(faz-ye toprak gerilimleri), UL (sıfır dizi gerilimi); UAa, UBb, UCc (birincil bobin faz gerilimleri); Ua, Ub, Uc (ikincil bobin faz gerilimleri), 3U0 (sıfır dizi gerilimi). Tüm PT oranları: (10 kV/√3)/(57.74 V).
Normal işlem sırasında, birincil üç faz ve sıfır dizi gerilimleri incelenir, Eşitlik (1) gösterildiği gibi. Eşitlik (1)'den, ikincil gerilimler Ua= 57.74 V, Ub = 57.74V, Uc = 57.74V ve 3U0 = 0V olarak elde edilir, bu da üç faz açık delta bağlantılı gerilim transformatörünün ikincil gerilimleri ile tutarlıdır.
1.2 Tek Faz Topraklama Sırasında PT Prensibinin Analizi
Faz-A topraklama arızası olduğunda, gerilim transformatörünün birincil tarafı Şekil 2'de gösterildiği gibi eşdeğer olarak temsil edilebilir. Bunlar arasında, üç fazlı PT'nin birincil bobinleri , sıfır dizi bobin impedansı ve UA', UB', UC', UL' faz-A topraklama arızası olduğunda üç faz ve sıfır dizi gerilimleri sırasıyla bulunur.
Yığılmaya göre, aşağıdaki sonuç elde edilir
Üç fazlı 4PT gerilim transformatörünün özelliklerine göre, sıfır dizi bobin impedansı faz bobin impedansından çok daha büyüktür. Bu durumda yukarıdaki formül Formül (3) olarak basitleştirilebilir.
Faz-A topraklama arızası olduğunda, faz A'nın faz-ye toprak gerilimi 0, B ve C fazlarının gerilimleri ise 10 kV'dır. Formül (3) ile birleştirildiğinde, tek faz topraklama arızası sırasında faza diyagramı Şekil 3'te gösterildiği gibi elde edilir.
Şekil 3'teki faza diyagramı analizine göre, Formül (4) elde edilir. Bunlar arasında, UAa', UBb' ve UCc' faz-A topraklama arızası sonrası otobüsün birincil bobin gerilimleridir.UAa'= UA 10kV√3, UBb'= UB 10kV√3, UCc' =UC 10kV√3, UL'=UA = 10kV √3. Arızadan sonraki ikincil tarafa dönüştürüldüğünde, Ua' = 57.74V, Ub' = 57.74V, Uc' = 57.74V ve 3U0' = 57.74V elde edilir.
Yukarıdaki analizden, yerdeğersiz bir sistemde, tek faz topraklama arızası olduğunda, ABC üç faz gerilimleri tümüyle 57.74 V'dir, bu normal işlem durumuyla tutarlıdır. Sadece sıfır dizi gerilimi faz gerilimine yükselmekte, bu izleme ve bakım personeline büyük karışıklık getirmektedir. Tek faz topraklama arızası olduğunu belirlemek oldukça zordur. Ayrıca, arıza akımı çok küçük olduğu için koruma devre dışı bırakılmıyor, bu da şebeke güvenli ve istikrarlı işlemi için gizli tehlikeler getirmektedir.
2 Düzeltme Tedbirleri
Üç fazlı 4PT bağlantı modlu gerilim transformatöründe, tek faz topraklama arızası olduğunda, yüklenen üç faz gerilim uzaktan ölçümünün normal işlem durumu ile tutarlı olması, izleme ve bakım personeline belirli bir karışıklık getirdiği problemi çözmek için, bu makale, üç fazlı 4PT gerilim transformatörünün birincil bobin gerilim sarımının bağlantı modunu değiştirmeden, ikincil bobin sarımını değiştirme önerisini sunmaktadır, Şekil 4'te gösterildiği gibi.
