OG ŞEBEKELERİNDE ARIZALAR VE BESLEME GÜVENİRLİĞİNİ ARTIRABİLMEK

OG ŞEBEKELERİNDE ARIZALAR VE BESLEME GÜVENİRLİLİĞİNİ ARTIRABİLMEK

Birol Y ILMAZ/EMO Y önetim Kurulu Üyesi

ÖZET

Bu yazıda orta gerilim şebekelerinde besleme gü venilirliğini artırmak için otomatik kesicilerin kul lanımına değinilmiştir.

SUMMARY İn this paper, the automatic disconnecters used to increase the safety margın of the supply at the me dium woltage transmission systems are treated.

Beklenmeyen bir anda, elektriğin kesilivermesi; Şe bekelerdeki arızalar ve besleme güvenilirliği, elektrik kullananları, ülke ekonomisini ve şebeke sorumlu larını ilgilendiren en önemli konulardan biri olduğu kuşkusuzdur.

Bu konudaki araştırmalar, 30 dk. lık kesinti süresi nin anlayışla karşılamanın sona ermesi, 60 dk. so nunda kızgınlığın başlaması şeklinde olduğunu gös termiştir.

Biz mühendislere besleme güvenilirliğinin iyileşti rilmesinde, bilinen önlemlerin yeterliliği yada bu konudaki harcamaların en iyi düzeyde olup olmadığı nı araştırmak düşmektedir.

O halde araştırmaya önce OG. Şebekelerimizi ince lemekle başlıyabiliriz.

OG ŞEBEKELERİMİZİN Y APISI indirici Merkezlerden itibaren 30 6,3 kV luk hatla rımız dalbudak (radyal sistemde taşıyabileceği uzun luk ve sayıda trafo merkezlerine ulaşmaktadır. Ge nellikle direk tipi trafolar, geçen hatlara saplama bağ lanmışlardır. Teknik yapı, malzeme ve kurgu (mon tage) işçiliğinin çok iyi bir düzeyde olmadığını bil mekteyiz.

BESLEME KESİLMESİ İ STATİ STİ KLERİ indirici Merkez ve trafolarda, arıza tarihi, arızanın cinsi ve nedeni, arıza süresi, gerilimi kesilen istasyon sayısı, kVA kesinti dakikaları, Arıza haber alma yöntemi, hasar ve arıza giderme maliyetlerinin hesa bedilmesi gerekmektedir.

İSTATİSTİKLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Alman bu istatistikler, bir arızada tüm istasyonların kesinti dakikaları toplamı, yıl içinde arızalanan tüm istasyonların toplam kesinti dakikaları bu değerin ilgili istasyon kesilme sayısına bölünmesi, ilgili istas yonların tekrar besleme zamanının hesabı ile 100 km başına arıza sayısı, ilgili istasyonlardaki kesinti sayı sı, kesinti yüzdesi, kesinti sıklığı, başarılı tekrar ka pama kesintisi, hasarlar ve arıza giderme maliyetle rinin toplamı vs. hesap edilip değerlendirmesi gerek mektedir.

Bu değerlendirme sonucunda, ekonomik kayıpların neler olduğu saptanırsa, alınacak ek önlemlerle arı za sayısı nasıl azaltılabilir ve maliyetinin ne olabile ceği hesabedilebilecektir.

OG ŞEBEKELERİMİZDEKİ ARIZALAR VE İŞLETME ZORLUKLARI

Ülkemizdeki OG Şebekelerimizin toplam uzunluğu hakkında kesin bir rakam söylenemezsede bu gün 40.000 yakın köyümüzün 2/3 sinin elektriğe kavuş turulmasıyla 300. 400.000 km. civarında OG Şebe kesine sahip bulunduğumuzu söyleyebiliriz. Bu hat ların büyük bir çoğunluğu 30 kV luk olup dağlık, ormanlık ve yoldan uzak bölgelerden geçmektedir. Bazan bir direğe erişmek için 20 30 km yol katet mek gerekmektedir. Buna kışın doğu bölgelerimiz

deki kötü hava şartları da eklenince 1 5 2 0 gün sü ren arıza bulma ve giderme çalışmaları yapıldığı bi linmektedir.

Şu anda ülkemizde arıza bulma koşullarının zorluğu ve pahalılığı bir örnekle ele alınırsa konunun önemi daha iyi anlaşılacaktır. 100 200 km ye varan bir dalbudak besleme hatlarında arıza olduğunu düşü nelim;

1 Baştaki kesici açmıştır. Arızanın geçici bir arı za olup olmadığı bilinmemektedir.

2 Merkezde tekrar kapatma rölesi yoksa işletme ci 2 3 kez hatta enerji vererek hattı denemekte dir.

3 Kesici tutmadığı taktirde, arıza aramaya çıkıl makta, hattaki 20 50 kadar Ayırıcı veya atla malar açılmakta ve denemelere devam edilmek tedir.

4 Hattın tutmasını izleyen aşamada bu ayırıcılar ve atlamalar tek tek bağlanarak denemeye de vam edilmektedir.

Bu bağlamalar yükte yapılamadığı için, bu arada mer keze gidip kesiciyi açmak, ayırıcıyı kapatmaya tek rar gitmek, tekrar merkeze gelerek kesiciyi kapat mak gerekmektedir.

İşte bütün bu çalışmalarda, tüm hat taranmakta, ke sici 20 30 kez açılıp kapanmakta, hat ve merkez arasında birçok kez gidip gelmeler olmakta, arızalı kolun hattan ayrılabilmesi ve tekrar enerji verilebil mesi, kışın kötü hava koşullarında günlerce enerji kesilmelerine ve yorucu ve pahalı çalışmalara neden olmaktadır.

iyi bir besleme güvenirliliği, tekrar besleme süresi nin kısaltılması ile sağlanabilir. Bunun için alınabi lecek önlemler şunlar olabilir;

a. Bilgi iletim kanalı olmaması halinde

Çıkışta besleme kesicisinin tekrar kapamalı röle ile donatılması ve dallanma notlarına 2 veya 3 tekrar kapamadan önce arızalı hattı açabilecek yapıda 'ütamatik ayırıcı" lar monte edilebilir. Bu ayırıcı larla şu avantajlar sağlanabilir.

1. Sadece arızalı kol otomatik olarak şebekeden ay rılacak bu sayede şebekenin diğer kolları beslenme ye devam edecektir.

2. Arızalı kolda enerji kesildiği bu koldaki tüketi ciler tarafından haber verileceği için arızanın yeri ni belirlemek kolaylaşacaktır.

3. Bu ayırıcılar arıza giderildikten sonra, merkeze tekrar gitmeye gerek kalmaksızın yük altında kapa

tılabilmektedir. Bu da yine arıza giderme maliyeti ni ucuzlatmakta arıza süresini kısaltmaktadır.

4. Yapısı basit ve bunun sonucu kesici bina ikincil koruma vs. gibi diğer donatımdan daha ucuz işlet me maliyeti vermektedir. (Bkz. SIMPLEX Otoma tik Güç Seksiyönerleri)

5. Hatbaşındaki kesicide kapatma sayısı azalacağı için kesicinin yıpranması azalacaktır.

6. OG Şebekelerinin yapımında Şebeke Maliye tini % 20 dolayında azaltmaktadır. Özellikle şöyle ki şehir ve kasaba şebekelerinde dalbudak besleme sisteminde bir dallanma üzerinde 4 5 trafodan fazla trafo bağlamamaya çaba gösterilmektedir. Bunun için sık sık Ayırma Merkezleri inşaa edilmekte ve 4 5 trafodan sonra ayrı bir çıkış yapılmaktadır. Bu ayrı çıkış ek hava hatları ve donanımı gerektirmek te bu da maliyet artmasını doğurmaktadır. Ayrıca Ana ringler üzerine saplama trafo bağlanması da yine maliyeti artıran unsurların başında gelmektedir.

7. Sigorta buşonu maliyeti ve bulunamaması duru munda tel bağlanması da şu mahsurları doğurmak tadır.

a) Sigortalı ayırıcıya elektrikçi olmayanlar bile mü dahale etmeye kalkmakta ve ölümlere büyük arıza lara neden olabilmektedir.

b) Şaseye telin değmesi ölüm tehlikesi yaratmak tadır.

c) Kalın tel sarılması halinde yeni ve daha büyük arı zaların olmasına neden olmaktadır.

8. Bu tip Otomatik Ayırıcılar direk üzerine yatay ola rak yerleştirilebildikleri için ayırıcı direklerinin boyu 1 m. daha kısa yapılabilecektir.

9. Bu tür ayırıcılar geçici olan arızalarda 0,25 sn dan küçük olan arızalarda çalışmadığı için boş yere hattı enerjisiz bırakmamaktadır. Bu da, sigorta bu şonu takılması, arıza yerine gidip gelmeleri azalt maktadır.

10. Yukarıda sayılan işletme güvenliği ve işletme ucuzluğu yanında, sık sık enerji kesilmemesi dola yısıyla, tüketiciye ve ekonomiyi korumakta, satı lamayan enerji miktarını azaltmaktadır.

b— Bilgi iletim kanallı sistemler

Bu sistemlerde şöylece sıralanabilir. Ancak pahalı ve daha büyük yatırım maliyeti olan bu sistemler için maliyet karşılaştırması yapmakla kullanabile ceğini söylemek yanlış olmaz.

1. PTT kira hatları, 2. Uzaktan uyarı özel kabloları,

3. Hafif yapı hava kablosu, 4. Faz hattı kablosu, 5. Metalsiz Işık dalgası iletimi, 6. Taşıyıcı sıklık tekniği, 7. Telsiz, 8. PTT Telefon kanalı, kullanılması ile alınan bilginin değerlendirilmesi ve yine arıza yerine ulaşılması veya açma kapama iş lemleri için bilgisayarlı ve otomasyonlu sistemlerde bulunmaktadır.

Sonuç olarak, OG Şebekelerimizde besleme güve nilirliğini artırabilmek için alınacak önlemleri şöyle ce özetleyebiliriz.

1. OG Şebeke çıkışları başındaki kesiciler tekrar kapatmalı rölelerle donatılmalıdır.

2. Dallanma noktalarında kullanılan sigortalı ayırı cılar yerine otomatik ayırıcılar kullanılmalıdır.

3. Hattı 2 3 kademede korumak için kurulan ara kesici ölçü kabinleri genelde bir avantaj sağlayama dıkları için kullanılmamalıdır.

4. Ana Merkezlerde, besleme kesilmesi istatistikleri tutulmalı, bu istatistiklerin değerlendirme çalışma ları yapılmalıdır.

5. Haberleşmeyi artıracak telsiz sayısı ve sistemleri nin iyileştirme çalışmaları arttırılmalıdır.

6. Yapım, malzeme, montaj, bakım hizmetlerini iyileştirebilmek için daha iyi denetim, nitelikli ele man, işgücü ve tatmin edici ücret politikası da bu önlemler arasında sıralanabilir.

BİR TÜR OTOMATİK AY IRICI HAKKINDA BİLGİLER

A lA CT'LERİN OG HAVAİ HAT DAĞITIM ŞEBEKELERİNDE KULLANIMI OTOMATİK KORUMALI ŞEBEKELERDE

1. Arıza Karakteristikleri Kimi istatistikler 100 km'lik hat için ana hat kesi cisinin çalışmasına neden olan arızaların yılda 170 adet olduğunu göstermektedir.

Bu arızalardan :

% 72'si geçici (0,3 s'den az süreli) "^'si yarı kalıcı (15 s'den az süreli) kalıcıdır.

"^ki arızaların yolaçacağı kesintileri ana hat kesicisi bir tekrar kapama S tali hatlara (branşmanlara)

erine I.A CT.'ler kulla

A.Hat başı keşi B Havai a y ı r ı c ı

:ısı

C I .A C.T çç

Tali hat (branşman)

Otomatik korumalı OG şebeke şeması

2 . 1 . Ana Kesicinin Çalışması

Ana kesici otomatiği 3 aşamalı olup aşağıdaki çalış mayı sağlar:

1. aşama: açma ( 0 3 s) ardından kapama

2. aşama : açma (15 ila 30 s) ardından kapama

3. aşama: açma (15 ila 30 s) ardından kapama

2.2. Otomatik Ayırıcının Çalışması

I.A.C.T. (otomatik ayırıcı) otomatiği ana kesicinin 3. aşamadaki açık durumunda uyarı ve çalışma ener jisi aldığı arıza akımının geçişini izleyen aşamada I.A.C.T. nin açmasını sağlar.

3. Korumaların Çalışma Şekli Aşağıdaki arıza durumlarına göre

Geçici Arıza Durumunda

Bu arıza 1. aşamada ortadan kalkar ve normal çalış ma durumuna geçilir.

Yarı Kalıcı Arıza Durumunda 1. aşama süresince katan bu arıza 2. aşama süresince ortadan kalkmış olur. Sonra da normal çalışma dü zenine geçilir.

Kalıcı Arıza Durumunda Ana hat kesicisinin 3. aşamadaki açma sırasında arı zanın bulunduğu tali hat üzerindeki I.A.C.T. otoma tik olarak açar. 3. aşamadaki açmanın sonunda ana hat kesicisi kapar, böylece arızalı tali hat (branşman) dışında şebeke tekrar beslenmiş olur.

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ

Elektrik kesintisi sadece arızalanmış hattan yararla nan aboneler tarafından ihbar edileceğinden arızalı tali besleme hattının belirlenmesi çok kolay olur.

I.A.C.T. nin otomatik olarak enerjisiz durumda 3. aşamada açması basit ve dayanıklı bir aygıt olmasını sağlamaktadır.

NOT: I.A.C.T. 'nin otomatik düzeni ana hat kesici sinin yukarda tarif edilen çalışma şeklinden farklı çalışma düzeniyle de uyum sağlıyabilmektedir. (bi ze danışınız)

B I.A.C/TNİN TARİFİ SS TİPİ

Bu harici tür otomatik ayırıcılar 15 36 kV dağıtım şebekeleri için öngörülmüşlerdir ve 16.12.1974 ta rih c.64.140 UTE normuna ve E.D.F.'nin 22.11.1968 tarih HM 071.380 J3/EC/YB ilgi sayılı teknik özel liğine uygundurlar.

Aşağıdaki şekilde kullanılabilirler:

İster basit bir ayırıcı gibi istersede kalıcı bir arıza meydana geldiğinde ana kesicinin ağır tekrar kapama aşamasında gerilim al tında olmadan otomatik olarak açmasını sağlayan bir düzenek ile birlikte.

Çalışma karakteristikleri 2 5 ° C ve + 5 5 ° C arasında geçerli olup + 7 0 ° c ısıya hasar görmeden dayanabi lirler.

ÖZELLİKLERİ

1. Yalıtkan (Bu değer 20 kV'luk olanlar için geçerli olmak üzere)

Darbe gerilimi

Endüstriyel Frekanslı darbe gerilimi

Gerilim altında parçalar/şase Ayırma uzaklığı Akım transformatörü dayanımı

140 kV 250 kV

HOkV

55 kV 75 kV

75 kV

2. Elektrik

2.1. Anma akımı 100 A, ısınma sınırlamaları U.T.E. C.64.140 normuna göre.

2.2. Açma kapasitesi: 100 kesme, 24 kV altında 100 A cos. 0 0,7

100 kesme, 24 kV altında 2,5 A . transformatör başta

20 kesme 3,4 kV altında 200 A . cos 4> 0,7 (ring şebekelerde)

2.3. Kapama gücü 15 kV ve 24 kV arasında 250 MVA

2.4. Kapamada elektriksel dayanıklılık: 7 kapama, 24 kV altında efikas 3 500 A 2 kapama, 15 kV altında efikas 10 000 A 2 kapama, 20 kV altında efikas 7 200 A

2.5. Aşırı akımlara dayanıklılık: Efikas 10 000 A'lik bir akımın 0,2s süre ile, ardından 15 saniye aralı 1s süre ile 2 kez geçmesine dayanık lıdır.

3. Mekanik Dayanıklılık 1000 manevradan (açma kapama) fazlasına bakım gerektirmeden dayanır.

4. Kumanda Kolu Borusu

Destekli, sağında ve solunda yiv açılmış galvanize bir çubuk aracılığıyla ayarlanabilir, boru yüksek me kanik dayanıklı bir yalıtıcı aracılığıyla yalıtılmıştır.

ÇALIŞMA

1. El ile kumanda

1.1. Kapama

Ayırıcı açık durumda ve otomatik bir açma nede niyle manevra kolu üst konumunda iken yapılacak ilk işlem manevra kolunu dayanma parçasının izin verdiği alt konumuna getirmektir.

Bu işlem sırasında kumanda korumanın içerisindeki mekanizma kurulmuş olur.

Manevrayı yapan kişinin hızından bağımsız olarak aygıtın kapamasını sağlamak için manevra kolunu üst dayanma parçasına kadar getirmek yeterlidir, bu ma nevra ana yayın gerilmesini sağlar. Güvenlik önlemi olarak kol yatay konumu geçtikten sonra geri dönü şü engellemiştir.

Kolun üst konumuna gelmesine yakın ana yay kur tulur ve aygıtın hızlı kapanmasını açma yayının gerilmesini sağlar.

1.2. El ile açma Manevra kolunu 15° ila 20° kadar aşağıya almak ye terlidir, böylece çabuk bir açma sağlanmış olur.

2. Otomatik çalışma

Ana kesicinin tekrar kapaması

!

/aman*

lAyırıcinın otomatik olarak açması

2.1. Koruma düzeneği aşağıdaki donanımdan oluş maktadır.

arıza akımı dedektörü arıza akımı enerjisini kullanan otomatik düzenek (yardımcı güç kaynağı yoktur) kumanda işleyimini uyaran bir perkütör.

2.2. Çalışma sınırı artık (residual) akım için orta gerilimde 10 ila 12 A arıza akımında faz akımı için orta gerilimde 125 A arıza akımında

2.3. Geçici aşırı akımlar ve kısa süreli arızalar: 0.25s den küçük süreli arızalar arıza geçiş sayıcısı tarafından kaydedilmez.

2.4. Harici tür ayırıcının otomatiği hafızalı "geçiş sayıcılı" bir düzeneği içermektedir. Bu düzenek aşağı daki görevleri yerine getirmektedir.

2 4.1. Arıza algılayıcılarından biri ilk ve ikinci uya rı durumunda ayırıcının açmasını yasaklar.

2 4.2. Süresi 0,25s'den küçük arızaları kaydetmemek.

2.4 3 Aralarında I.Ss'den az süre olan iki arızayı bir arıza olarak kaydetmek.

2 4.4 Kalıcı bir arıza durumunda ana kesicinin 3. açmasını takip eden 10 saniye içerisinde ayırıcıyı açmak.

TANIM : T l : 0,1 ila 0,25 arasında T2: 0,2 ila 0,5s arasında kesicinin hızlı tekrar kapa ması T3: 0,4 ila 1 sarasında T4: 15 ila 30s arasında kesicinin yavaş tekrar kapa ması T5: lOs'den az, ayırıcının açması

OZTRAFO

DAĞITIM VE GÜÇ TRANSFORMATÖRLERİ SAN. ve TİC. A.Ş.

ÜRETİM PROGRAMIMIZ 25 2500 kVA, 36 kVA'a kadar dağıtım transformatörü üretimi, 5 MVA 'ya kadar her marka transformatör onarımı, Her çeşit özel amaçlı transformatör, Regülatör

• Reaktör üretimi (Arızalı ve arızasız ihtiyaç fazlası trafoların değerlendirilmesi)

Ankara Asfaltı No: 80 Petrol Ofisi Yanı KARTAL/İSTANBUL Tel.: 353 43 35

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 31 / 46