Dağıtım Ağlarında Anahtarlı Kesici ve Bölümleyicilerin Koordinasyonu
Dağıtım Ağlarında Yeniden Kapatanlar ve Bölümleyicilerin Koordinasyonu
Otomatik yeniden kapatanlar ve otomatik bölümleyiciler (kısa olarak yeniden kapatanlar ve bölümleyiciler) nispeten tam ve güvenilir otomatik cihazlardır. Sadece geçici hataları güvenilir ve hızlı bir şekilde ortadan kaldırabilirler, aynı zamanda kalıcı hatalardan kaynaklanan güç kesinti alanını da en aza indirebilirler. Yeniden kapatanlar ve bölümleyiciler dağıtım ağlarında kullanıldığından, geçici hataları seçmeli ve etkili bir şekilde ortadan kaldırarak bunların kalıcı hatalara dönüşmesini önleyebilirler ve aynı zamanda kalıcı hataları izole edebilirler, bu da güç sağlamanın güvenilirliğini büyük ölçüde artırmaktadır.
1. Otomatik Yeniden Kapatanların Fonksiyonları ve Özellikleri
Otomatik yeniden kapatan, koruma, algılama ve kontrol fonksiyonlarına sahip bir otomatik cihazdır. Farklı zaman sınırlarıyla ters zaman - akım karakteristik eğrilerine ve çoklu yeniden kapama fonksiyonuna sahiptir. Devre kesici, röle koruması ve çalışma mekanizmasını bir araya getiren yeni tip bir elektromekanik entegrasyonlu elektrikli alettir. Yeniden kapatanın ana devresinden geçen akımı otomatik olarak algılayabilir. Bir hat akımı tespit edildiğinde, belirli bir süre sonra ters zaman korumasına göre hat akımını otomatik olarak keser ve gerekirse birden fazla kez otomatik olarak yeniden kapatarak hat üzerindeki güç sağlamasını geri yükler. Eğer hata geçiciyse, yeniden kapatan yeniden kapandıktan sonra hat normal güç sağlamasına döner; eğer hata kalıcıysa, yeniden kapatan önceden belirlenen yeniden kapama sayısı (genellikle 3 kez) tamamlandıktan ve hat hatasının kalıcı olduğu doğrulandıktan sonra otomatik olarak kilitlenir ve hat üzerindeki güç sağlaması, hatası giderilip yeniden kapama kilidi el ile açılıp normal durum tekrar kurulana kadar devam etmez.
Yeniden kapatanların spesifik fonksiyonları ve özellikleri aşağıdaki gibidir:
Kesme performansı açısından, yeniden kapatanlar kısa devre akımlarını kesme, çoklu yeniden kapama işlemlerini gerçekleştirme, koruma özelliklerinin sıralı koordinasyonunu seçme ve koruma sisteminin sıfırlanması gibi fonksiyonlara sahiptir.
Bir yeniden kapatan, genellikle ark söndürme odası, çalışma mekanizması, kontrol sistemi, kapama bobini ve diğer parçalardan oluşur.
Bir yeniden kapatan yerel bir kontrol cihazıdır. Koruma ve kontrol özellikleri açısından, kendiliğinden hata algılama, akımın doğasını değerlendirme, anahtarlama işlemleri gerçekleştirmek, başlangıç durumuna dönme, işlem sayısını hatırlama ve kapama kilidi gibi işlem sıralarını tamamlama gibi fonksiyonlara sahiptir. Hat üzerinde kullanılan yeniden kapatanlar için ek bir çalışma cihazı yoktur ve çalışma gücü doğrudan yüksek gerilim hatından alınır. Trafoda kullanılanlar için ise düşük gerilim enerji kaynağı, çalışma mekanizmasının açma ve kapama için bulunmaktadır.
Yeniden kapatanlar dış dağıtım hatları montaj yöntemine uygundur ve trafoda veya çeşitli direklerde monte edilebilirler.
Farklı tipteki yeniden kapatanların kilitleme işlem sayısı, açma hız özellikleri ve yeniden kapama işlem sırası genellikle farklıdır. Tipik 4 kez kesme ve 3 kez yeniden kapama özelliği şudur: kesme → (T₁) kapama - kesme → (T₂) kapama - kesme → (T₃) kapama - kesme, burada T₁ ve T₂ ayarlanabilir ve farklı ürünlerle değişir. İşlem sırasında ihtiyaç duyulan yeniden kapama işlem sayısı ve yeniden kapama aralığı süresi ayarlanabilir.
Yeniden kapatanların faza-faza hat kesme özelliği, ters zaman özelliğiyle füze amper-zaman özelliğini (ancak elektronik kontrollü yeniden kapatanların toprak hat kesme özelliği genellikle belirli zaman sınırlı olur) uyum sağlar. Yeniden kapatanlar, hızlı ve yavaş olmak üzere iki tip amper-zaman karakteristik eğrisine sahiptir. Genellikle ilk kesme işlemi hızlı eğriye göre hareket eder, böylece hat akımını 0,03 - 0,04 saniye içinde keser. Sonraki kesme işlemlerinde, koruma koordinasyonunun gerekliliklerine bağlı olarak farklı amper-zaman karakteristik eğrileri seçilebilir.
2. Otomatik Bölümleyicilerin Fonksiyonları ve Özellikleri
Bölümleyici, dağıtım sisteminde hatalı hat bölümüyü izole etmek için kullanılan bir otomatik koruma cihazıdır. Genellikle otomatik yeniden kapatan veya devre kesici ile birlikte kullanılır. Bölümleyici, hat akımlarını kesemez. Bölünmüş bir hatta hata olduğunda, bölümleyicinin yedek koruma olan yeniden kapatan veya devre kesici çalışır ve bölümleyicinin sayaç fonksiyonu yeniden kapatanın atma işlem sayısını toplamaya başlar. Bölümleyici, önceden belirlenen kayıt işlem sayısına ulaştığında, yedek cihazın atma anında otomatik olarak atarak hatalı hat bölümüne ayrılır. Yeniden kapatan tekrar kapama yaparak diğer hatlara güç sağlama geri yüklenir. Eğer yeniden kapatanın atma işlem sayısı, bölümleyicinin önceden belirlenen kayıt işlem sayısına ulaşmamışsa ve hata giderilmişse, bölümleyicinin toplanan sayaç değeri bir süre sonra otomatik olarak sıfırlanır ve başlangıç durumuna döner.
Bölümleyiciler, faz sayısına göre tek fazlı ve üç fazlı olarak ikiye ayrılır. Kontrol yöntemi bakımından ise hidrolik kontrol ve elektronik kontrol olarak ikiye ayrılır. Hidrolik kontrollü bölümleyiciler, sayaç işlemini hidrolik kontrolle gerçekleştirirken, elektronik kontrollü bölümleyiciler elektronik sayaç kullanır. Otomatik bölümleyicilerin ana fonksiyonları ve özellikleri aşağıdaki gibidir:
Bölümleyiciler, üst düzey koruma cihazının atma işlem sayısını otomatik olarak sayma özelliğine sahiptir.
Bölümleyiciler, hat akımlarını izole edemez, ancak bir yeniden kapatan ile birlikte kalıcı hat hatalarını kesme işlemini gerçekleştirebilir. Tam yük akımlarını izole edebilirler, bu yüzden manuel olarak yük anahtarı olarak kullanılabilirler.
Bölümleyiciler, otomatik ve manuel atma işlemi gerçekleştirebilir. Atma işleminden sonra kilitlenir ve sadece manuel kapama ile güç sağlama geri yüklenebilir.
Bölümleyiciler, ana devrede seri bağlantılı bir atma bobiniye sahiptir ve bobinin minimum çalışma akımı değiştirilebilir bobinin değiştirilerek değiştirilebilir.
Bölümleyici ve yeniden kapatan arasında mekanik veya elektriksel bağlantı yoktur ve kurulum konumu üzerinde kısıtlama yoktur.
Bölümleyiciler, amper-zaman özelliği olmadığı için kullanımında özel avantajlara sahiptir. Örneğin, iki koruma cihazının koruma karakteristik eğrileri çok yakın olduğunda kullanılabilir, böylece bazen çok seviyeli bir koruma sisteminde adım ekleme yoluyla bile koordinasyon sağlanamaması durumunda bu eksikliği telafi edebilir.
3. Yeniden Kapatanlar ve Bölümleyiciler Arasındaki İşbirliği
Yeniden kapatanlar ve bölümleyiciler arasındaki işbirliği, geçici hataların ortadan kaldırılmasını, kalıcı hata bölgelerinin izole edilmesini ve hatalı olmayan hat bölümlerinin normal güç sağlamanın sağlanmasıdır. Yeniden kapatanlar ve bölümleyicilerin farklı fonksiyonlarından dolayı, önce hatın bölünme düzeni sistem çalışma koşullarına göre makul bir şekilde belirlenmelidir, böylece dağıtım hatlarının otomasyon derecesi ve güç sağlamanın güvenilirliği artırılır. Tipik yapısı Şekil 1'de gösterilmiştir.
Teorik olarak, hat üzerindeki her dal noktası bir bölünme noktası olarak kabul edilmelidir. Bu şekilde, nispeten kısa bir dal hatında kalıcı bir hata olsa bile, seçmeli olarak bölünüp diğer bölümlerin normal güç sağlanması devam edebilir. Ancak, ekonomik ve işletme koşulları nedeniyle genellikle bu mümkün değildir. Bu nedenle, gerçeklikten yola çıkarak ve yerel koşullara uygun hareket etmek gerekir. Hem yeniden kapatanlar hem de bölümleyiciler, yüksek derecede otomasyona sahip zekice cihazlardır. Ancak, doğru bir koordinasyonla kullanıldıklarında sadece bu rollerini oynayabilirler. Bu nedenle, aşağıdaki koordinasyon ilkeleri takip edilmelidir:
Bölümleyici, yeniden kapatan ile seri olarak bağlanmalı ve yeniden kapatanın yük tarafına monte edilmelidir.
Yedek yeniden kapatan, bölümleyicinin koruma kapsamındaki minimum hat akımını tespit edip harekete geçebilmelidir.
Bölümleyicinin başlama akımı, koruma kapsamındaki minimum hat akımından daha küçük olmalıdır.
Bölümleyicinin termal istikrar derecesi ve dinamik istikrar derecesi gereklilikleri karşılamalıdır.
Bölümleyicinin başlama akımı, yedek korumanın minimum atma akımının %80'inden daha küçük ve beklenen maksimum yük akımının zirvesinden daha büyük olmalıdır.
Bölümleyicinin kayıt işlem sayısı, kilitlenmeden önce yedek korumanın atma işlem sayısından en az 1 kez daha az olmalıdır.
Bölümleyicinin bellek süresi, yedek korumanın toplam biriken hata kesme süresinden (TAT) daha uzun olmalıdır. Yedek korumanın toplam biriken eylem süresi (TAT), yedek koruma sırasındaki her hatanın hat akım taşıma süresi ve yeniden kapama aralığının toplamıdır. Bölümleyicinin amper-zaman özelliği olmadığından, yeniden kapatan ve bölümleyici arasındaki koordinasyon, koruma eğrilerinin incelenmesini gerektirmez.
Yedek koruma yeniden kapatan, 4 atma işleminden sonra kilitlenmeye ayarlanmıştır. Bu işlemler, hızlı ve yavaş (veya gecikmiş) herhangi bir işlem modlarının kombinasyonu olabilir ve bölümleyicinin ayarlanan sayıda işlem sayısı 3 olarak seçilir. Eğer bölümleyicinin yük tarafındaki hat üzerinde kalıcı bir hata oluşursa, bölümleyici, yeniden kapatanın 3. yeniden kapama işleminden önce hatayı izole ederek açılır ve ardından yeniden kapatan, hatalı olmayan hat parçasına güç sağlar. Diğer seri yapılandırılmış bölümleyiciler varsa, onların ayarlanan kilitleme sayıları seviye seviye daha az olmalıdır.
Son aşamadaki bölümleyicinin yük tarafındaki hat üzerinde hata oluştuğunda, yeniden kapatan çalışır. Seri bağlı bölümleyiciler, yeniden kapatanın hat akımını kaç kez kestiğini kaydeder. Son aşamadaki bölümleyici, belirlenen eylem sayısına ulaştığında, hatayu izole etmek için atar ve ardından yeniden kapatan, hatalı olmayan hatı tekrar bağlayarak normal güç sağlamayı geri yükler. Kayıt işlem sayısına ulaşmayan bölümleyiciler, belirlenen reset süresi sonunda başlangıç durumuna döner.
