Yüksek gerilim anahtarlama ekipmanları

Güç sistemi, gerilim seviyesi 36KV'nin üzerinde olduğunda, yüksek gerilim anahtarlama ekipmanı olarak adlandırılır. Gerilim seviyesi yüksek olduğundan, anahtarlanma sırasında oluşan ark da çok yüksektir. Bu nedenle, yüksek gerilim anahtarlama ekipmanı tasarımında özel dikkat gerekmektedir. Yüksek gerilimli devre kesici, YGA ekipmanının en önemli bileşenidir, bu nedenle yüksek gerilimli devre kesici (DK) güvenli ve güvenilir bir şekilde çalışabilmesi için özel özelliklere sahip olmalıdır. Yüksek gerilimli devrelerde hatalı tripping ve anahtarlamalar nadirdir. Genellikle, bu devre kesiciler açık konumda kalır ve uzun bir süre sonra kullanılabilir. Bu nedenle, DK'lar gerekli olduğunda güvenli bir şekilde çalışacak kadar güvenilir olmalıdır. Son 15 yıl içinde yüksek gerilimli devre kesici teknolojisi radikal bir şekilde değişmiştir. Minimum yağlı devre kesici (MODYK), hava fışkırtmalı devre kesici ve SF6 devre kesici genellikle yüksek gerilim anahtarlama ekipmanları için kullanılır.

Vakumlu devre kesici bu amaç için nadiren kullanılır çünkü bugüne kadar vakum teknolojisi çok yüksek gerilimli kısa devre akımını kesmeye yetecek düzeyde değildir. SF6 devre kesici iki tür vardır: tek basınçlı SF6 devre kesici ve iki basınçlı SF6 devre kesici. Tek basınçlı sistem, günümüzde yüksek gerilim anahtarlama ekipmanı sistemi için en son teknolojidir. Günümüzde, SF6 gazı, yüksek ve çok yüksek gerilimli elektrik güç sistemleri için en popüler yayılım ortamı haline gelmiştir. Ancak, SF6 gazı sera etkisine katkıda bulunur. Sera etkisine olan etkisi CO2'ye kıyasla 23 kat daha güçlüdür. Bu nedenle, devre kesicinin ömrü boyunca SF6 gazının sızmasının önlenmesi gerekir. SF6 gazının emisyonunu minimize etmek için, gelecekte N2 – SF6 ve CF4 – SF6 gaz karışımı, saf SF6 yerine devre kesicide kullanılabilir. Devre kesicinin bakımı sırasında herhangi bir SF6 gazının atmosfere salınmasını önlemek zorunludur.

Öte yandan, SF6 devre kesicisi düşük bakım avantajına sahiptir.
Yüksek gerilim anahtarlama ekipmanları şu şekilde sınıflandırılabilir,

1. Gaz yalıtımlı iç mekan tipi (GIS),

2. Hava yalıtımlı dış mekan tipi.

Tekrar, dış mekan tipi hava yalıtımlı devre kesicileri şu şekilde sınıflandırılır,

1. Ölü Tank Tipi Devre Kesici

2. Canlı Tank Tipi Devre Kesici

Ölü tank tipi DK'da, anahtarlama cihazı (kesme birimleri montajı), uygun yalıtıcı desteklerle yerleştirilmiş, toprak potansiyelindeki metalik bir kapta, yalıtım ortamıyla doludur. Canlı tank tipi devre kesicide, anahtarlama cihazı (kesme birimleri montajı) yalıtıcı borularda, sistem potansiyelinde yer alır. Canlı tank tipi devre kesiciler daha ucuzdur ve daha az montaj alanı gerektirir.

Daha önce de belirttiğimiz gibi, devre kesicilerin üç ana türü, yüksek gerilim anahtarlama ekipmanı sistemlerinde kullanılır: hava fışkırtmalı devre kesici, SF6 devre kesici, yağlı devre kesici ve vakumlu devre kesici nadiren kullanılır.

Hava Fışkırtmalı Devre Kesici

Bu tasarımda, yüksek basınçlı sıkıştırılmış hava, iki ayrılırkenki kontakt arasındaki arkı söndürmek için kullanılır, arka sütun ionizasyonu en düşük olduğunda, yani akım sıfır olduğunda.

Yağlı Devre Kesici

Bu, yoğun yağlı devre kesici (YODK) ve minimum yağlı devre kesici (MYDK) olarak daha da sınıflandırılır. YODK'da, kesme birimi toprak potansiyelindeki bir yağ tankı içinde yer alır. Burada yağ hem yalıtım hem de kesme ortamı olarak kullanılır. MYDK'de ise, kesme birimleri canlı potansiyeldeki bir yalıtıcı sütunda yerleştirilerek, yalıtıcı yağ ihtiyacı en aza indirilebilir.

SF6 Devre Kesici

SF6 gazı, günümüzde HV uygulamalarında arc quenching ortamı olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Sülfür heksaflorür gazı, mükemmel dielektrik ve arc quenching özellikleri ile yüksek elektronegatif bir gazdır. Yüksek dielektrik ve yalıtım özellikleri, daha küçük boyutlu yüksek gerilimli devre kesicilerin tasarlanmasına olanak tanır, daha kısa kontakt aralığıyla. Mükemmel yalıtım özelliği, yüksek gerilimli sistemlerde iç mekan tipi anahtarlama ekipmanlarının tasarım ve inşasına yardımcı olur.

Vakumlu Devre Kesici

Bir vakumda, iki ayrılmış akım taşıyan kontak arasında ilk sıfır geçişinden sonra daha fazla ionizasyon gerçekleşmez. İlk ark, sıfır geçişinden hemen sonra ölür, ancak akım ilk sıfır geçişini geçtikten sonra daha fazla ionizasyon sağlayacak hiçbir şey olmadığı için, ark söndürme tamamlanır. Her ne kadar VCB'deki ark söndürme yöntemi çok hızlı olsa da, yüksek gerilimli anahtarlama ekipmanları için uygun bir çözüm değildir, çünkü çok yüksek gerilimli VCB oldukça ekonomik değildir.

Yüksek Gerilimli Devre Kesicilerin Temel Özellikleri

Yüksek gerilimli devre kesicilerde, güvenli ve güvenilir bir işlem sağlamak için sağlanması gereken temel özellikler şunlardır:

1. Uç nokta arızaları.

2. Kısa hat arızaları.

3. Dönüşüm veya reaktör manyetik akımı.

4. Uzun transmisyon hattını canlandırma.

5. Kondansatör bankasını şarj etme.

6. Aşırı faz dizilişi.

Uç Nokta Arızası

Genellikle, güç sistemine bağlanan yük indüktif doğadadır. Bu