Besleme Koruması

Yedek Hat Koruması

Tanım

Yedek hat koruması, elektrik şebekesinin kesintisiz güç sağlayabilmesi için elektrik yedek hatlarını çeşitli hatalardan korumayı ifade eder. Yedek hatlar, alt merkezlerden yük sonuna kadar elektrik enerjisini iletebilmektedir. Elektrik dağıtım ağında kritik bir rol oynadıkları için, yedek hatları çeşitli tür hatalardan koruma en üst düzey önemdedir. Yedek hat koruması için temel gereksinimler aşağıdaki gibidir:

• Seçici Kesme: Kısa devre olayı sırasında, sadece hataya en yakın devre kesicisi açılmalıdır, diğer tüm devre kesiciler kapalı kalmalıdır. Bu, güç arzına olan etkiyi minimize eder ve kesinti alanını azaltır.

• Yedek Koruma: En yakın devre kesicisi açılmazsa, komşu devre kesicilerin hata bölümüne izolasyon sağlamak için yedek koruma olarak hareket etmelidir. Bu yedeklik, sistemin genel güvenilirliğini sağlar.

• Optimal Röle Tepkisi: Koruma rölelerinin işlem süresi, sistem istikrarını korurken sağlıklı devrelerin gereksiz triplenmesini önlemek için minimize edilmelidir. Bu denge, verimli hata yönetimi için hayati öneme sahiptir.

Zamanlı Koruma

Zamanlı koruma, rölelerin işlem sürelerini ardışık bir şekilde ayarlama yöntemidir. Bu yaklaşım, bir hata oluştuğunda, elektrik sisteminin mümkün olan en küçük kısmının izole edilmesini sağlar, bu da genel güç arzına olan etkileri minimize eder. Zamanlı korumanın uygulamaları aşağıda açıklanmıştır.

Radial Yedek Hatların Koruması

Radial güç sistemi, jeneratör veya besleme kaynağından yük sonuna doğru tek yönlü güç akışı ile karakterize edilir. Ancak, bu sistemde önemli bir dezavantaj vardır: bir hata olması durumunda, yük sonundaki güç arzının sürekliliğini korumak zorlaşır.

Seri bağlı birden fazla yedek hat içeren bir radial sistemde, gösterilen şekilde, bir hata olduğunda sistemin mümkün olan en küçük bölümünün izole edilmesi amaçlanır. Zamanlı koruma bu amaca etkili bir şekilde ulaşır. Aşırı akım koruma sistemi, bir rölenin jenerasyon istasyonundan ne kadar uzakta olduğu orantılı olarak işlem süresi daha kısa olacak şekilde yapılandırılır. Bu hiyerarşik zaman ayar mekanizması, sorunun kaynağına en yakın yerden hataların temizlenmesini sağlar, böylece sistemin geri kalanına olan etkiyi azaltır.

SS4 üzerinde bir hata olduğunda, ilk olarak OC5 rölesi çalışmalıdır, başka bir röle değil. Bu, OC4 rölesinin işlem süresinin OC3 rölesinden daha kısa olması gerektiği anlamına gelir, ve böyle devam eder. Bu, bu röleler için uygun zamanlamayı açıkça gösterir. İki bitişik devre kesicisi arasındaki minimum zaman aralığı, kendi temizleme sürelerinin toplamı ve küçük bir güvenlik marjı ile belirlenir.

Genel olarak kullanılan devre kesiciler için, ayarlama sırasında iki devre kesicisi arasındaki minimum ayırt edici süre yaklaşık 0.4 saniyedir. OC1, OC2, OC3, OC4 ve OC5 rölelerinin zaman ayarları sırasıyla 0.2 saniye, 1.5 saniye, 1.5 saniye, 1.0 saniye, 0.5 saniye ve anında olarak ayarlanmıştır. Zamanlı sisteme ek olarak, ciddi hatalar için operasyon süresinin minimize edilmesi önemlidir. Bu, trip bobinleriyle paralel bağlanmış zaman sınırlı füze kullanılarak sağlanabilir.

Paralel Yedek Hatların Koruması

Paralel yedek hat bağlantıları, sürekli güç sağlama ve yük dağıtmayı sağlamak için kullanılır. Korunan bir yedek hatta hata olduğunda, koruma cihazı hatayı tanıyarak ve hatalı yedek hatı izole ederek, diğer yedek hatların hemen artan yükü üstlenmesine olanak sağlar.

Paralel yedek hat sistemlerindeki röleler için en basit ve etkili koruma yöntemlerinden biri, gönderen ucunda ters zamanlı aşırı akım röleleri ve alıcı ucunda anında ters güç veya yönlü rölelerin kullanılmasıdır, aşağıdaki şekil gibi. Bu yapılandırma, hızlı ve doğru hata tespiti ve izolasyonu sağlar, paralel yedek hat sisteminin genel güvenilirliğini ve istikrarını artırır.

Herhangi bir hat üzerinde ciddi bir F hatası olduğunda, hatın gönderen ve alıcı uçlarından hataya güç akacaktır. Sonuç olarak, D noktasındaki röle üzerinden güç akış yönü tersine dönecek ve röle açılacaktır.

Aşırı akım, B noktasında aşırı akım rölesinin aktivasyonu ve devre kesicinin triplenmesiyle sınırlı kalacaktır. Bu eylem, hatalı yedek hatı tamamen izole ederek, sağlıklı yedek hat üzerinden güç arzının devam etmesine olanak sağlar. Ancak, bu yöntem, yalnızca D noktasında güç akış yönünün tersine dönmesi için yeterince ciddi bir hata olduğunda etkilidir. Bu nedenle, hatın her iki ucunda aşırı akım korumasına ek olarak diferansiyel koruma dahil edilir, koruma sisteminin güvenilirliğini artırır.

Halka Ana Sisteminin Koruması

Halka ana sistemi, bir dizi güç istasyonunu birden fazla rotayla birbirine bağlayan bir bağlantı ağıdır. Bu sistemde, özellikle bağlantılar kullanıldığında, güç akış yönü gerekli olduğunda ayarlanabilir.

Bu tür bir sistemin temel şeması, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, G üreteç istasyonunu, A, B, C ve D alt merkezlerini gösterir. Üretim istasyonunda, güç tek yönde akar, bu nedenle zaman gecikmeli aşırı akım röleleri gerekmemektedir. Alt merkezlerin uçlarında zamanlı aşırı akım röleleri monte edilmiştir. Bu röleler, korudukları alt merkezlerden uzaklaşan aşırı akım akış olduğunda tripleyecektir, bu da seçici hata izolasyonunu sağlar ve halka ana sistemin istikrarını korur.

GABCD yönünde halka boyunca ilerlerken, her istasyonun karşı tarafındaki röleler, giderek azalan zaman gecikmeleri ile yapılandırılır. Üretim istasyonunda zaman gecikmesi 2 saniye olarak ayarlanırken, A, B ve C istasyonlarında zaman gecikmeleri sırasıyla 1.5 saniye, 1.0 saniye ve 0.5 saniye olarak, bir sonraki ilgili noktada ise anında triplenecektir. Benzer şekilde, halka boyunca ters yönde ilerlerken, çıkış taraflarındaki röleler, karşılık gelen bir zaman gecikme deseni ile ayarlanır.

F noktasında bir hata olduğunda, ABF ve DCF yollarından iki farklı yoldan güç hataya akar. Tetiklenen röleler, B alt merkezi ile hata noktası F arasında ve C alt merkezi ile hata noktası F arasında yer almaktadır. Bu yapılandırma, halka ana sistemin herhangi bir bölümünde bir hata olduğunda, sadece o belirli bölüme ait rölelerin işlemesini sağlar. Bu nedenle, etkilenmeyen sistem bölümleri kesintisiz olarak çalışmaya devam edebilir, genel güç dağıtım ağının bütünlüğünü ve güvenilirliğini korur.