10kV Yüksek Gerilimli Reaktif Güç Tazmin Cihazının Çalışma Prensibi ve Bakım Ana Noktaları

10kV yüksek gerilimli reaktif güç kompansasyon cihazı, modern elektrik sistemlerinde hayati ve vazgeçilmez bir bileşendir. Reaktif gücü sağlayarak veya emerek, düşük güç faktörü, yüksek hat kayıpları ve reaktif güç talebi nedeniyle oluşan voltaj dalgalanmaları gibi sorunları etkili bir şekilde ele alır, şebeke operasyonunun ekonomisini, güvenliğini ve güç kalitesini artırmada önemli rol oynar. Yüksek gerilimli 10kV reaktif güç kompansasyonu, güvenli ve ekonomik şebeke operasyonunu sağlamak için kritik bir cihazdır.

Çalışma prensibini anlamak, bakımın temelidir. Önleyici testlere ve durum izlemeye odaklanmış düzenli bir bakım planını sıkı bir şekilde uygulama ve her zaman güvenliği öncelik olarak tutma, uzun vadeli güvenilir operasyonun temel garantisidir. Bakım işleri, belirlenmiş prosedürler doğrultusunda yetkin ve deneyimli personel tarafından gerçekleştirilmelidir. Aşağıda, 10kV yüksek gerilimli reaktif güç kompansasyon sistemlerinin çalışma prensibi ve bakım esaslarına ayrıntılı bir açıklama bulunmaktadır.

1. 10kV Yüksek Gerilimli Reaktif Güç Kompansasyonun Çalışma Prensibi

Temel Hedef: Şebekenin güç faktörünü iyileştirmek, hat kayıplarını azaltmak, sistem voltajını istikrarlı hale getirmek ve güç tedarik kalitesini artırmak.

1.1 Kompansasyon Prensibi

• Reaktif Güç Kaynağı: Elektrik şebekesindeki endüktif yükler (örneğin, motorlar, transformatorlar) işlem sırasında manyetik alan oluşturmak için geciken reaktif gücü (Q) tüketir.

• Kompansasyon Yöntemi: Kondansatör bankaları paralel olarak bağlanarak, indüktif reaktif gücü (Ql) telafi etmek için öncelenen kapasitif reaktif güç (Qc) üretilir.

• Sonuç: Sistem tarafından gereken toplam reaktif güç (Q) azalır, güç faktörü (Cosφ = P / S) iyileşir ve görünür güç (S) düşer.

1.2 Kompansasyon Cihazının Bileşenleri

• Yüksek Gerilimli Paralel Kondansatör Bankası: Kapasitif reaktif güce sağlayan temel bileşendir. Genellikle 10kV gerilimi ve gerekli kapasite ihtiyaçlarını karşılamak için seride ve paralelde bağlı birden fazla kondansatör biriminden oluşur.

• Seriler Reaktör:

• Akımları Sınırlayan Reaktör: Kondansatör anahtarlama anında (genellikle nominal akımın 5-20 katı kadar) ani giriş akımını sınırlar, kondansatörleri ve anahtar ekipmanını korur.

• Filtre Reaktörü: Kondansatörle bir LC ayarlı devre oluşturur (genellikle 5., 7. veya belirli bir harmonik frekansın altına ayarlanır), harmonik akımların kondansatöre girmesini önler, harmonik amplifikasyonu ve rezonansı engeller, böylece kondansatörü korur.

• Yüksek Gerilimli Anahtar Ekipmanı:

• Vakum Kontakter veya Vakum Kesici: Kondansatör bankalarını devreye almak veya çıkarabilmek için kullanılır. Vakum kontakterler daha yaygın olarak kullanılır ve sık işlemler için uygunlardır.

• Ayırıcı Anahtar / Topraklama Anahtarı: Bakım sırasında güç kaynağından izole etmek ve güvenli topraklamayı sağlamak için kullanılır.

• Boşaltma Cihazı:

• Boşaltma Bobini veya Boşaltma Direktörü: Kondansatör bankası devreden çıkarıldığında, kondansatör uçlarındaki depolanan yükü hızlı bir şekilde boşaltır (genellikle 5 saniye içinde kalıntı voltajı 50V'ye düşürülmesi gerekir), bakım sırasında güvenliği sağlar. Boşaltma bobinleri daha yaygın olarak kullanılır.

• Koruma Cihazları:

• Kavanoz: Tekil kondansatörlerin iç arızalarına karşı koruma sağlar (atış tipi kavanoz).

• Relay Koruması: Aşırı akım koruması (faz arası kısa devre), dengesizlik koruması (iç kondansatör elementi arızası veya kavanoz patlaması), aşırı voltaj koruması, düşük voltaj koruması, harmonik aşırı sınır koruması, açık-delta voltaj koruması vb. içerir.

• Ölçüm ve Kontrol Cihazları:

• Kontrol Birimi: Sürekli olarak sistemin voltajını, akımını, güç faktörünü, harmonik akımı, harmonik voltaj bozulma oranını ve diğer parametrelerini izler. Önceden belirlenen stratejilere göre (örneğin, hedef güç faktörü, hedef voltaj, harmonik aşırı sınır koruması, zaman tabanlı programlar) kondansatör bankalarının anahtarlama işlemlerini otomatik olarak kontrol eder.

• Akım Dönüştürücüsü (CT), Voltaj Dönüştürücüsü (PT): Ölçüm ve koruma için sinyaller sağlar.

1.3 İşlem Süreci

• İzleme: Kontrol birimi, şebekenin güç faktörü, voltajı ve reaktif güç talebini sürekli olarak izler.

• Karar: Güç faktörü belirlenen alt sınırdan (örneğin, 0.9 geciken) aşağıya düştüğünde veya sistem ek reaktif güce ihtiyaç duyduğunda, kontrol birimi enerji verme emri verir.

• Enerji Verme: Kontrol devresi vakum kontakteri kapatır, kondansatör bankası (genellikle seriler reaktör aracılığıyla) 10kV ana hat ile paralel olarak bağlanır.

• Kompansasyon: Kondansatör bankası, sisteme kapasitif reaktif güç sağlar, indüktif reaktif gücün bir kısmını telafi eder, güç faktörünü iyileştirir ve voltajı destekler.

• Enerji Kesme: Güç faktörü belirlenen üst sınırdan (örneğin, 0.98 öncelenen, bu aşırı kompansasyona yol açabilir) yukarıya çıktığında, sistem voltajı çok yüksek olduğunda veya yük azalması nedeniyle reaktif güç talebinin azaldığı durumlarda, kontrol birimi enerji kesme emri verir, vakum kontakter açılır ve kondansatör bankası servisten çıkarılır.

• Boşaltma: Kondansatör bankası devreden çıkarıldıktan sonra, boşaltma cihazı (boşaltma bobini) otomatik olarak çalışır, depolanan enerjiyi hızlı bir şekilde boşaltır.

2. 10kV Yüksek Gerilimli Reaktif Güç Kompansasyon Cihazlarının Bakımı

Temel Hedef: Güvenli, güvenilir ve etkili operasyonu sağlamak, ekipman ömrünü uzatmak.

2.1 Günlük İnceleme

• Görsel İnceleme: Kondansatör kabının şişme, yağ sızıntısı, paslanma veya boyanın soyulması olup olmadığını kontrol edin; sürgülerin çatlak, kirletme veya yanma izlerine sahip olup olmadığını kontrol edin; bağlantı noktalarının gevşeme, aşırı ısınma (infrakırmızı termografi) veya renk değişimine sahip olup olmadığını kontrol edin.

• İşleme Sesi: Reaktörlerden, boşaltma bobinlerinden veya kondansatörlerden anormal titreşim veya gürültünün olup olmadığını dinleyin (örneğin, anormal derecede artan "zırt zırt" sesi, iç gevşeme işaret edebilir).

• Ölçüm Aleti Göstergeleri: Voltmetre, ampermetre, güç faktörü metresi ve reaktif güç metresinin gösterdikleri değerlerin normal olup olmadığını kontrol edin ve kontrol birimi ekran değerleriyle karşılaştırın.

• Çevresel Kontrol: İç hava ventilasyonunu, çevresel sıcaklığı ve nem seviyesinin izin verilen sınırlar içinde olup olmadığını kontrol edin; toz birikimi veya küçük hayvanların girişi izlerini kontrol edin; bariyerlerin ve etiketlerin tam olup olmadığını kontrol edin.

• Koruma Sinyalleri: Koruma cihazlarından herhangi bir uyarı veya trip sinyalinin olup olmadığını kontrol edin.

2.2 Düzenli Bakım (Genellikle Her Altı Ayda Bir ila Bir Yılda)

• Akım Kesme ve Temizlik: Kondansatör kabı, sürgü, yalıtıcı, ana hat, çerçeve, reaktör ve anahtar ekipmanın yüzeylerinden toz ve kirliği temizleyin (kurutulmuş, lifsiz bezler veya özel araçlar kullanarak, yalıtım hasarına neden olmayacak şekilde). (Önemli! Yüksek gerilimli ekipmanların temizliği, akım kesildikten, voltaj test edildikten ve toprandıktan sonra yapılmalıdır!)

• Bağlantıların Sertleştirilmesi: Tüm elektriksel bağlantı çivilerini (ana hat bağlantıları, kondansatör uç bağlantıları, toprak kabloları vb.) kontrol edin ve sertleştirin, iyi temas sağlayın ve aşırı ısınmayı önleyin. Belirlenen momente göre çalıştırın.

• Kondansatör Testi:

• Kapasitans Ölçümü: Her fazın veya her dalın (uygunsa) toplam kapasitansını ölçmek için özel bir kapasitans köprüsü kullanın ve plaka değerleri veya geçmiş verilerle karşılaştırın. Sapma %±5'i aşarsa veya belirgin bir değişiklik gösterirse (özellikle azalma), dikkat gerektirir, iç bileşen hasarını gösterebilir. Tekil kondansatörün kapasitans değeri, nominal değerden -5% ila +10% arasında sapmamalıdır.

• Yalıtım Direnç Testi: Polar arasındaki ve polar-kabuk arasındaki yalıtım direncini ölçün (2500V megohmmetre kullanarak), mevzuata uygun olması gerekir (genellikle, polar arası yalıtım direnci çok yüksek olmalı, polar-kabuk yalıtım direnci > 1000MΩ). Test öncesinde ve sonrasında tamamen boşaltılmış olmalıdır!

• Yitim Faktörü (tanδ) Ölçümü: Eğer koşullar uygunsa, bu ölçümler daha hassas bir şekilde iç kondansatör yalıtımındaki nem veya bozulmayı yansıtır. Fabrika veya önceki ölçüm değerlerine kıyasla belirgin bir artış göstermemelidir.

• Reaktör İncelemesi:

• Bobinin görünüşünü, aşırı ısınma, renk değişim, yalıtım yaşlanması veya hasar olup olmadığını kontrol edin.

• Kalıp (varsa) sabitleyicilerinin gevşeme olup olmadığını kontrol edin.

• Bobin DC direncini ölçün, fabrika veya önceki değerlerle kıyasla belirgin bir fark göstermemelidir (sıcaklık etkisi göz önünde bulundurulmalıdır).

• Yalıtım direncini ölçün.

• Boşaltma Cihazı Kontrolü:

• Boşaltma bobininin görünüşünü ve bağlantılarını kontrol edin.

• Boşaltma performansını doğrulayın (güvenlik yönetmelik izni altında, operasyon simüle edilerek kalıntı voltaj düşme hızı doğrulanır).

• Anahtar Ekipmanı Bakımı:

• Vakum kesici görünüşünü kontrol edin.

• İşletme mekanizmasının esnek ve güvenilir bir şekilde çalışıp çalışmadığını kontrol edin; yağlama noktalarına uygun yağlayıcı uygulayın.

• Ana devre temas direncini ölçün.

• Mekanik özellik testlerini yapın (açma/kapama süresi, senkronizasyon, sıçrama, yürüyüş vb.).

• Koruma Cihazı Kalibrasyonu: Aşırı akım, dengesizlik, aşırı voltaj, düşük voltaj vb. için ayarları kalibre edin ve iletim testlerini yapın, doğru ve güvenilir çalışmasını sağlayın. Kavanozun görünüşini ve gösterge durumunu kontrol edin.

• Kontrol Birimi Kontrolü: Gösterge, butonlar ve iletişim normal olup olmadığını kontrol edin; örnek alma doğruluğunu doğrulayın (voltaj, akım, güç faktörü vb. standart metreyle karşılaştırın); anahtarlama mantığının doğru olup olmadığını kontrol edin.

2.3 Özel Bakım

• Harmonik Ortam: Sistemin ciddi harmonikleri varsa, kondansatörlerin ve reaktörlerin sıcaklık yükselmesini (infrakırmızı termografi) takip edin, düzenli harmonik testler yapın, rezonansı önlemek için ayar noktasının uygunluğunu sağlayın. Gerektiğinde filtre ekipmanları ekleyin.

• Sık Anahtarlama: Vakum kontakterlerin/vakum kesicilerin temas aşınmasını takip edin, bakım periyodunu kısaltın.

• Arızadan Sonra: Koruma işleminin (özellikle kavanoz patlaması veya dengesizlik koruması işleminin) ardından, nedeni tam olarak belirlenmelidir, hasarlı bileşenler değiştirilmeli ve yeniden enerji verilmeden önce kapsamlı bir inceleme ve test yapılması gerekir.

2.4 Güvenlik Önlemleri (En Önemli!)

• "İki Cezve ve Üç Sistem" uygulamasına sıkı sıkıya uyun: İş Cezvesi, Operasyon Cezvesi; Vardiya Değişim Sistemi, Tur Atma Sistemi, Ekipman Düzenli Test ve Dönüşüm Sistemi.

• Akım Kesme, Voltaj Testi, Topraklama: Herhangi bir bakım işi öncesinde, güç kaynağı güvenilir bir şekilde kesilmelidir (PT ikincil tarafından muhtemel geri beslemeyi de dahil ederek), geçerli bir voltaj testeriyle voltajın olmadığı onaylanmalı ve çalışma yerinin her iki ucuna toprak kabloları takılmalıdır. Kondansatör bankası, özel bir toprak çubuğu kullanılarak tamamen boşaltılıp topraklanmalıdır!

• Özel Gözetmen: Yüksek gerilimli ekipmanların işletimi ve bakımı için özel bir gözetmen olmalıdır.

• Geçerli Araçlar ve Koruma Kullanımı: Geçerli yalıtım sınıfına sahip araçları kullanın, yalıtım eldivenleri, yalıtım botları ve diğer güvenlik koruma ekipmanlarını giyin.

• Kalıntı Voltaj Bilinci: Boşaltma işleminden sonra bile, kondansatör uçlarını tekrar kısa devre yapmak için toprak çubuğu kullanın.

2.5 Kayıt Tutma ve Analiz

• Her inceleme, bakım ve testten elde edilen verileri (kapasitans değeri, yalıtım direnci, sıcaklık, koruma işlem bilgisi vb.) detaylı bir şekilde kaydedin.

• Ekipman dosyaları oluşturun, eğilim analizi yapın ve potansiyel arızaları zamanında belirleyin.

• Anormal durumları ve işlem süreçlerini kaydedin.

3. Önemli Bakım Aralıkları Başvurusu

• Günlük İnceleme: Günlük veya haftalık (önem derecesine ve işletim ortamına bağlı olarak).

• Düzenli Temizlik ve İnceleme (akım kesilmeden): Aylık veya üç aylık.

• Düzenli Bakım (akım kesilmesiyle): Yılda bir kez veya iki kez (önleyici testlerle birlikte).

• Kondansatör Kapasitans/Yalıtım Direnci Ölçümü: Akım kesilmesiyle yapılan bakım sırasında yapılır; komisyonda bir yıl içinde bir kez, ardından yılda veya iki yılda bir kez.

• Koruma Cihazı Kalibrasyonu: Yılda bir kez.

• Anahtar Ekipmanı Özellik Testi: Akım kesilmesiyle yapılan bakım sırasında, yılda veya iki yılda bir veya operasyon sayısı belirli bir değere ulaştığında yapılır.

4. Notlar

• Çevresel Sıcaklık: Kondansatörlerin işletim çevresi sıcaklığı belirlenen üst sınırdan (genellikle -40°C ~ +45°C) aşmamalıdır, doğrudan güneş ışığından kaçınılmalıdır.

• Aşırı Voltaj: Kondansatörler, nominal voltajın 1.1 katında uzun süreli olarak çalışabilir; uzun süreli aşırı voltaj çalışmasını önleyin.

• Aşırı Akım: Kondansatörler, harmonik ve aşırı voltaj etkileri göz önünde bulundurularak, nominal akımın 1.3 katında uzun süreli olarak çalışabilir.

• Harmonikler: Harmonikler, kondansatör hasarının en önemli nedenlerindendir. Tasarım sırasında sistem harmonik arka planı dikkate alınmalı ve reaktör oranı uygun şekilde yapılandırılmalıdır. İşlem sırasında harmonik izlemeyi güçlendirin.