Aşırı gerilim kesicileri ve kontaktörler için iyi işletme uygulamaları
Anahtarlı devre kesiciler ve kontaktörler için iyi işletme uygulamaları
Düşük/Açık voltajlı (LV/MV) anahtarlı güç dağıtım birimlerinin işletimi
Bu kılavuz, orta gerilimli (2 - 13.8 kV) ve düşük gerilimli (200 - 480 V) çekilebilir tip anahtarlı devre kesicilerin ve kontaktörlerin işletimi ve denetimi için önerilen uygulamalar sunmayı amaçlamaktadır. İyi düzenlenmiş bir işletme, tesis ekipmanlarının performansını ve hizmet süresini maksimize etmek, ayrıca tesis personeli için güvenli bir çalışma ortamı sağlamak açısından son derece önemlidir.
Bu makale, işletme personelinin sorumluluklarını, anahtarlı güç dağıtım birimlerinin günlük kontrollerini ve denetimlerini belirleyecektir. Ayrıca, transformatörler, motorlar, hatlar, kablolar, devre kesiciler ve kontaktörlerin işletimi ve korunması için en iyi uygulamalar hakkında bilgi verecektir.
Operatör Denetimleri
İşletme personeline, tesiste bulunan tüm anahtarlı güç dağıtım birimlerinin düzenli rutin denetimlerini ayarlamak ve gerçekleştirmek görevi düşer. Devre kesiciler, kontaktörler ve hatlar, yalıtım arızalarının patlamalara ve yangınlara neden olma riskini azaltmak için temiz ve kurutulmuş olarak tutulmalıdır. Genel olarak, günlük denetimler yapılması tavsiye edilir.
Aşağıda, anahtarlı güç dağıtım birimleri için önerilen günlük denetim maddeleri bulunmaktadır:
Yukarıda belirtilen denetim sürecinde herhangi bir anormallik tespit edildiğinde, bakım iş emri çıkarılmalıdır.
Yük besleme hatlarının aşırı akım ve yer hat arızası koruması, kaynak ve bağlantı aşırı akım koruması ve transformatörlere ilişkin diğer önemli uygulamalar üzerinde durulacaktır. Ayrıca, anahtarlı güç dağıtım birimleri hat transferleri ele alınacak ve iki güç kaynağının paralelleştirilmesi sırasında ve anahtar-zaman transfer şemalarında ortaya çıkan sorunlar incelenecektir.
Koruma
Koruyucu röleler, sadece arızayı izole etmek için çalışan devre kesicilerin veya kontaktörlerin otomatik olarak açılmasını sağlayacak şekilde koordineli olarak ayarlanmıştır. Bu, maksimum sayıda ekipmanın işlemeye devam etmesini sağlar, çevrimiçi jenerasyon birimlerine olan etkiyi minimize eder. Ayrıca, elektriksel arızanın konumunu belirtir.
Transformatörler, motorlar, hatlar, kablolar, devre kesiciler ve kontaktörlerdeki elektriksel arızalar genellikle kalıcıdır. Ekipmanı yeniden enerjiyle donatmadan önce, koruyucu rölelerin işlemesi üzerine kapsamlı bir araştırma yapılmalıdır.
Elektrik kısa devre akımlarının büyüklüğü genellikle kaynak transformatörünün boyutuna ve impedansına bağlı olarak 15.000 ila 45.000 amper arasında değişir.
Yük Besleme Hat Yer Koruması
Yer hat akımını sınırlayan tasarımlar (genellikle yaklaşık 1000 amper civarında), sadece yer hat arızalarında harekete geçen ayrı yer röleleri kullanır. Bu röleler, kaynak veya bağlantı devre kesici yer rölelerinin harekete geçmesinden önce yer hat besleme hatlarını izole etmek için çok kısa zaman gecikmeleri ile harekete geçer.
Kaynak ve Bağlantı Aşırı Akım Koruması
Kaynak devre kesicileri ve bağlantı devre kesicileri anlık hareket unsurlarıyla donatılmamıştır. Bunun yerine, aşağı akış hatları ve yüklerle arızalara karşı koordineli bir yanıt vermek için zaman gecikmelerine dayanırlar.
Genellikle, bu röleler üç fazlı kısa devre akımı seviyelerine göre ayarlanır ve 0.4 ila 0.8 saniye arasında bir işlem süresine sahiptir.
Normalde, bu röleler ters-zaman karakteristiğine sahiptir. Yani, daha düşük akım seviyeleri, tüm röleler için orantılı olarak daha uzun zaman gecikmelerine neden olur. Özellikle, başka bir hata ile bağlantılı olan bağlantı devre kesicisi yaklaşık 0.4 saniye içinde harekete geçmeye ayarlanırken, kaynak transformatörünün düşük tarafındaki devre kesicisi yaklaşık 0.8 saniye içinde harekete geçmeye ayarlanır.
Yüksek Taraf Kaynak Transformatörü Aşırı Akım Koruması
Kaynak transformatörünün yüksek gerilim tarafındaki aşırı akım röleleri, düşük gerilim tarafında maksimum üç fazlı kısa devre oluştuğunda yaklaşık 1.2 saniye sonra harekete geçecek şekilde ayarlanmıştır. Bu zaman gecikmesi, düşük gerilim veya ikincil tarafındaki aşırı akım röleleriyle uyumlu bir koordinasyon sağlar.
Bu röleler genellikle ters-zaman karakteristiğine sahiptir, yani daha düşük akım seviyeleri daha uzun işlem süreleriyle sonuçlanır. Kaynak transformatörünün yüksek gerilim tarafındaki aşırı akım röleleri, arızanın transformatörün kendisinde, düşük gerilim tarafındaki bağlantı hatlarında veya kablolarında veya düşük gerilim devre kesicisinde meydana gelebileceğini varsayar. Gerekli tüm ekipmanları arızayı izole etmek için açarlar.
Birimleşmiş Otomatik Anahtar Değiştiriciler (UAT'lar) genellikle diferansiyel koruma ile donatılmıştır, yüksek gerilim tarafındaki aşırı akım röleleri, birimi ve ana yükseltme transformatörünü tamamen keser. Ayrıca, düşük gerilim tarafındaki devre kesicisi bir arızayı kesemediğinde, yüksek gerilim tarafındaki aşırı akım röleleri devre kesici takılı kalma koruması sağlar.
Kaynak ve Bağlantı Kalan Yer Koruması
Yer hat akımını sınırlayan tasarımlar (genellikle yaklaşık 1000 amper civarında), sadece yer hat arızalarında harekete geçen ayrı yer röleleri kullanır. Kaynak ve bağlantı devre kesicilerinin yer röleleri anlık hareket unsurlarıyla donatılmamıştır. Bunun yerine, aşağı akış hatları ve yüklerle arızalara karşı koordineli bir yanıt vermek için zaman gecikmelerine dayanırlar. Genellikle, bu röleler maksimum yer hat akımı seviyelerine göre ayarlanır ve 0.7 ila 1.1 saniye arasında bir işlem süresine sahiptir.
Normalde, bu röleler ters-zaman karakteristiğine sahiptir. Yani, daha düşük akım seviyeleri, tüm röleler için orantılı olarak daha uzun zaman gecikmelerine neden olur. Özellikle, başka bir hata ile bağlantılı olan bağlantı devre kesicisi, %100 yer hat arızaları için yaklaşık 0.7 saniye içinde harekete geçerken, kaynak transformatörünün düşük tarafındaki devre kesicisi yaklaşık 1.1 saniye içinde harekete geçer.
Kaynak Transformatörü Nötr Yer Koruması
Yer hat akımını sınırlayan tasarım şemalarında (genellikle yaklaşık 1000 amper civarında), özel yer röleleri kullanılır. Bu röleler, transformatörün nötr noktasından geçen yer akımını hassas bir şekilde algılamak üzere tasarlanmıştır. Sadece yer hat arızalarında tetiklenirler.
Normalde, kaynak transformatörünün nötr yer rölesi, en ciddi yer hat arızası sonrasında yaklaşık 1.5 saniye içinde harekete geçecek şekilde ayarlanır. Bu zaman gecikme ayarı, rölenin kaynak devre kesicileri ve bağlantı devre kesicilerinin yer röleleriyle iyi bir koordinasyon sağlayabilmesi için kritik öneme sahiptir.
Nötr yer rölesinin önemli bir görevi vardır. Temel fonksiyonu, kaynak transformatörünün düşük gerilim tarafındaki (yani ikincil tarafındaki) yer hat arızalarını izole etmektir. Olası arıza konumları, transformatörün düşük gerilim bobinleri, düşük gerilim devre kesicileri ve bunları bağlayan hatlar ve kablolar içerebilir. Daha önemlisi, bir yedek koruma olarak da görev yapar. Düşük taraf devre kesicisinin yer hat arızası karşısında düzgün çalışmadığı durumlarda, nötr yer rölesi hemen müdahale ederek arızalı devreyi keser, böylece güç sisteminin güvenli ve istikrarlı işlemesini sağlar.
Sadece Uyarı Yer Şemaları
Sadece uyarı yer şemaları, yer hat akımını birkaç amper ile sınırlar. Tipik değerler, 480 volt sistemler için 1.1 amper ve 4 kV sistemler için 3.4 amperdir. Wye-bağlı kaynak transformatörlerinde, nötr nokta genellikle bir yerleştirilmiş yer transformatörü aracılığıyla yerleştirilir. Delta-bağlı kaynak transformatörlerinde, yer hat akımı genellikle üç transformatör tarafından sağlanır, bu transformatörler birincil tarafında yerleştirilmiş wye yapıda ve ikincil tarafında açık delta yapıdadır.
Her iki senaryoda da, yer hat koşulları için uyarı vermek üzere yerleştirilmiş yer transformatörlerin ikincil taraflarına gerilim röleleri monte edilmiştir. Delta-bağlı kaynak transformatörlerinde, yer algılama transformatörlerinin birincil füzelerinin patlaması da bir uyarı tetikleyebilir.
Her iki röle şeması da, belirli bir elektrik sistemine dahil olan tüm yerleştirilmiş ekipman için uyarılar (genellikle %10 veya daha yüksek hassasiyetle) verir. Bu, kaynak transformatörünün düşük gerilim veya ikincil bobinleri, yanı sıra tüm bağlı hatlar, kablolar, devre kesiciler, potansiyel transformatörler ve yükler içerir.
Anahtarlı Güç Dağıtım Birimleri Hat Transferleri
İki Kaynağın Paralelleştirilmesi
İki farklı güç kaynağını birbirine paralelleştirmek, bir kaynaktan diğerine geçiş yapmak için tercih edilen yöntemdir. Bu yöntem, motorlara hiçbir stres uygulamaz, pürüzsüz bir geçiş sağlar ve çalışan ekipman için hiçbir tehdit oluşturmaz. Ancak, birçok tasarımda, paralelleştirme sürecinde oluşturulan kısa devre akımı, besleme devre kesicilerinin kesme kapasitesini aşabilir.
Kaynak devre kesicileri ve bağlantı devre kesicileri etkilenmez, ancak besleme devre kesicileri yakın arızaları temizleyemez ve süreçte zarar görebilir. Bu nedenle, paralelleştirme süresi (birkaç saniye kadar) minimize edilmelidir, bu da besleme arızalarının olasılığını ve maruz kalma süresini azaltır.
Genellikle, bu sorun, bir jeneratörün bir sisteme güç sağladığında ve bekleme veya başlatma transformatörünün farklı bir sistemden beslendiğinde daha belirgindir. Jeneratörün güç çıkışı azaltıldığında, faz açıları daha yakınlaşır, çünkü jeneratörün güç açısı azalan yükle birlikte azalır.
Düşürme-Alma Transferleri
Düşürme-alma transferleri, aynı zamanda anahtar-zaman transfer şemaları olarak da bilinir, motorlara zarar verebilir. Önceki kaynak devre kesicisi açıkken yeni kaynak devre kesicisi kapalı kalmazsa, çalışan bir ünitenin kapanmasına veya faaliyet halindeki bir işlemin kesintiye uğramasına neden olabilir. Bir hat güç kaybettiğinde, bağlı motorlar jeneratör gibi davranarak hatlara bir artaç gerilimi sağlar.
Bu artaç gerilim genellikle yaklaşık bir saniye içinde azalır.
Ancak, düşürme-alma transferleri bir saniyeden çok daha hızlı gerçekleşir ve artaç gerilim, yeni kaynak gerilimiyle birleşebilir. Eğer bu iki gerilimin vektörel toplamı motordanın nominal geriliminin %133'ünü aşarsa, transfer, ilgili motorların hizmet ömrünü azaltabilir.
Otomatik Hat Transfer Şemaları
Otomatik hat transfer şemaları genellikle, transfer sırasında motorlara uygulanacak stresi azaltmak ve arıza röleleriyle koordineli olmak için tasarlanmıştır. Over-current röleleriyle koordinasyon, kaynak devre kesicisinin açıklandığıktan sonra transferin başlatılmasıyla sağlanır. Eğer over-current röleleri kaynak devre kesicisini (hat arızası olduğunu gösteren) açarlarsa, otomatik transfer engellenir.
Ayrıca, bu şemalar genellikle artaç gerilim röleleri ve/veya yüksek hızlı senkronizasyon kontrol rölelerini de kullanır. Transfer sadece, artaç gerilim ve yeni kaynak geriliminin vektörel toplamı motordanın nominal geriliminin %133'ünden düşük olduğunda izin verilir. Eğer 86 kilit röleleri transferi engellerse, şema genellikle zaman aşımına uğrar.
Ancak, eğer bu durum söz konusu değilse, operatörler hat 86 kilit rölelerini sıfırlamadan önce otomatik transfer şemasının devre dışı bırakıldığını doğrulamalıdır.
