SARDİNYA'DA TALORO - II. OTOMATİKVE UZAKTAN KUMANDALI BİR HİDRO-ELEKTRİK SANTRALİ

UDK : 621.311.2 + 621.221

Sardinya'da Taloro II. Otomatik ve Uzaktan Kumandalı Bir Hidroelektrik Santral (*>

Y azan: Kurt Humer Hager

Çeviren: Y . Müh. Cengiz KÖKRER

Şişe ve Cam Fab. (Paşabahçe)

özet : Bu yazıda Sardınya'dakı Taloro II otomatik ve uzaktan kumandalı hidro elektrik santralının genel tertibi üniteleri, gerilim ayarı, otomatik kontrolü ve uzaktan kumanda durumu anlatılmaktadır

Sardinyada Taloro hidroelektrik şirketi, senede takriben 150 milyon Kwh lik pik enerji temin eden 3 hidroelektirik santral silsilesini inşa etti. Sie mens firması, hem müşavir olarak ve • hem de kaynağın kapasitesini tayin etmede bu projelere, bilhassa ikinci kısımda iştirak etti.

Şekil I. Santalların yerini gösteriypr. Guşana, Cucchinadorza ve Benzone isimlerinde üç barajın inşaası ile türbinlerin su kuvvetini' temin eden rezervuarlar sağlanmış oldu. Birkaç sene içersinde

civar sahaların sulanması için bir pompa istas yonunun inşaası da plânlanmıştır.

Taloro I. Santralı toplam gücü 52 MVA olan ıkı jeneratör ünitesine, Taloro n. Santralı toplam gücü 33 "MVA olan iki jeneratör ünitesine, Taloro III. İse 6,65 MVA lik bir üniteye sahiptiler. Sant rallar,~pik yükü zamanında karşılamak yahut va zifesini ifa edemiyen sistemleri servis dışı etmek için otomatik kontrol ile birbirine bağlanmışlar dır. H. ve IH. kademe santrallarında personel yoktur ve Taloro I. den idare edilmektedirler.

ŞeJcıl : 1—• Taloro'dakı santrallar silsilesinin yeri.(İm = 3,28 ft İm' = 35,3 cuft) (*) Siemens Review. Cilt XXXI, Mart 1964. No 3 Say/a 82 87

Elektrik Mühendisliği .91

' Bu makele; hem proje mühendisine ve hem de .bunu», tatbik edenlere bir çok. ilgi çekici

•••'•

.

Talan I

•

\\

problemler arzeden Taloro II. Santralına hairedü . mistir.

Taftnl

Ta/en UT

Şekil : 2 — Elektrik teçhizatının tek kutuplu bağlantı şeması.

Santralın genel tertibi :

Cebri boru her iki jeneratör ünitesi için müş terektir. Türbinlere giden su, denge bacasındaki bir ana ve bir emniyet vanası vasıtasıyle, her türbinin önünde tertiplenmiş bir glob vana ile kesilebilir. Sekil 2. Santralın bağlantı şemasını gösteriyor. Üç fazlı senkron jeneratörler, trans formatör üniteleri ile 70 kV luk bir salt istasyo nunu beslemektedirler. Burada enerji, iki havaî hat ile Taloro I. e nakledilir. Teklif edilen pompa istasyonu, 1,25 mil uzunluğunda 70 KV luk bir havaî hat ile beslenecektir. Bir otomatik nakil tertibatı, bütün çalışma şartlarında yardımcı sis teme güç teminini mümkün kılar. Yardımcı tesis leri besleyen feederler, istasyonun bütün ihtiyaç larını karşılayacak şekilde hesaplanmıştır. İki ayrı transformatörden her biri, iki jeneratörden birisinin veya her ikisinin de çalışması ile alâkalı olmaksızın bütün yardımcı tesislerin ihtiyaçlarını karşılarlar. Bir transformatörün arızalanması ha

linde diğer transformatör otomatik olarak devreye girip hizmetin devamlılığını temin eder. Diğer ünite de çalışamiyacak yahut arızalı durumda olursa o zaman sistem otomatik olarak 15 KV luk salt istasyonuna bağlanır. Bu, iki jeneratör de ça lışmadığı zaman istasyonun hizmet ihtiyaçlarını karşılar.

Jeneratör üniteleri, ikaz ve gerilim ayarı:

Jeneratör ve Francis türbininin karekteristik leri Jeneratör gücü : 16,5 MVA (güç faktörü : 0,8) Jeneratör gerilimi : 5000 V. Jeneratör frekansı : .50 c/s. Jeneratör devir adedi :' 600' r.p.m. Jeneratör ambalman devir adedi : 1075 r.p.m. Jeneratör konstrüksiyon tipi : W 40 Jeneratör savurma momenti : 4744000 lb ft. lb ft.

Elefctrilc Mühendisliftl 91

Türbinin gücü : 18500 metric h.p. , Türbinin net düşüşü: 626 ft.

' Türbinin debisi: 286 cusecs

Su akış ölçülerini almak maksadıyle salyan gozda yapılan bağlantılar, hidrolik bakımdan en teresan bir hususu teşkil etmektedir Bunlar, ba sınç farkı metodundan istifade edilerek temin e dilmışlerdir. Glob vananın çalışması ve kılavuz kanatların ayarı, yağlı servo motor ile hidrolik olarak yapılır. Türbinin ani olarak durdurulması halinde cebri borudaki su darbesini, kabul edile bilir bir limit içinde tutmak için kılavuz kanat ların durumu ve hareketi ile kontrol edilen bir basınç regülâtörü yerleştirilmiştir.

3 fazlı senkron jeneratörler, bilindiği gibi içi boş bir kutu konstrüksiycnunda olan stator, iki katlı yerleştirilmiş çubuk sargı, rotor çıkıntıları, kutupların çift T şeklindeki uçları, içten yerleşti rilmiş amortisör sargısı, aksiyal istikamette hava akımı temin eden fanlar, alt mesnet üzerinde ba sınçlı yağ ile çalışan fren ve krigo kısımlarından tertib edilmişlerdir

Jeneratör ünitesinin bütün döner kısımlarının ağırlığı, hidrolik itme dahil, üst mesnet içinde tanzim edilmiş bir Sıemens Michell aksiyal ya tağı ile taşınır. Bu, kendi kendine pompalama ve yağlama tipinde bir aksiyal radyal yağlı yatak bir leşiği şeklinde tertiblenmiştir. Zararlı akıntı ka çaklarını önlemek için yatak, şafttan izole edil miştir. Yağlama yağı, bir kapalı devre soğutucu bataryasından geçirilir. Santral, otomatik veya uzaktan kumanda ile çalışmağa başladığı zaman stator sargılarının sıcaklığı, her 18 saniyede, bir rezistanslı termometredeki akımlarla bir yazıcıya kaydettirilir. Eğer bu sıcaklıklardan herhangi bi ri, müsaade edilen değerin içinde kalmakla bera ber bir maksimuma çıkarsa alarm sinyali uzak tan kumanda noktasına haber verir.

Taloro II. de bir şerit üzerinde sinyalin, jene ratörün ve sargılarının hangi kısmı ile alâkalı ol duğu gösterilir. Jeneratör ünitesinin soğutma suyu, cebri borudan temin edilen ve flâtör ile kontrol edilen yüksek seviyeli tanklardan alınır. Bir müddettenberi kalorimetrık metod (1) vası tasiyle santralda 3 fazlı senkron makinelerin ve rimlerini tayin etmek mümkün olmaktadır. Bu santraldaki jeneratörlerin soğutma suyu devresin deki kayıplar ölçülmüştür. Ölçmeler, aşağıdaki hususları ihtiva etmektedir:

1. Makinenin ikaz edilmeden ve yüksüz ola rak çalıştırılması ile sargı ve yatak sürtünme ka yıplarını tayin etmek için kayıpların ölçülmesi. Türbinin dönen kısımlarından dolayı husule gelen aksiyal yatak kayıpları ve hidrolik itme, hesap (1) Bu İşaretler İçin yazının sonundaki referans listesine bakınız

ile tayin edilirler ve jeneratör verimine dahil edilmezler.

2. Makinenin ikazlı ve yüksüz vaziyette ça lışması ile nominal voltajdaki demir kayıplarının tayini için kayıpların ölçülmesi,

3. Lüzumlu akımla ikaz edilen makine ile yükteki kayıpların tayini için kısa devre ölçmesi,

4. Değişik güç faktörlerinde kısmi ve tam yükte ikaz akımı ölçmesi, ikaz devresi ve fırça lardaki kayıplar için yapılan çalışmalarda tayin edilen verimlerin hesaplara ithali ile çeşitli yük leme şartlarında ikaz ile ilgili zayiatları hesabet mek mümkündür.

5. Serbest konveksıyon ve radyasyon yolu ile gövdeden ayrılan ısıyı tayin etmek için, (1 3) ölçmelerindeki havanın ortalama sıcaklığı ve ortalama çerçeve, sıcaklığı ölçmesi,

6. Yatak yağı tanklarından serbest konveksi yon ve radyasyon yolu ile ayrılan ısıyı tayin etmek için, (1) ölçmesi esnasında yatak yağı tank larının ortalama sıcaklığının ve havanın ortalama sıcaklığının ölçülmesi,

7. Enerji akımı kaybından dolayı soğutma suyundaki ilâve sıeaklık artışını tayin etmek için soğutma sistemindeki soğutma suyu basıncının düşmesinin ölçülmesi. Bu kayıplar, verim hesabına dahil edilmemelidir.

Her jeneratör ünitesi, kendi kendini ikaz eden bir ikaz makinesi ile ikaz edilmekte ve bu da bir manyetik amplifikasyonlu voltaj regülâtöründen kumanda almaktadır. Manyetik amplifikasyonlu voltaj regülâtörü (2,3), bu teçhizatın çalışması ve yapısı da (2,4) yayınlanmıştır.

İkaz makinesi, jeneratöre direk akupledir ve üç sargıya sahiptir. Zati ikaz sargısı, esas ikazı ve jeneratör uçlarına yakın bir kısa devre olma sı halinde kâfi ikazı garanti eder. Diğer iki ikaz sargısı, voltaj regülâtörünün verim kademelerine bağlanmışlardır. Amplifikatörün (—) verimine bağlanan sargı, aksi istikamette fluks temin eder ken amplifikatörün ( + ) verimine bağlı sargı, şönt sargı gibi aynı istikamette fluks temin eder. ikaz devresinin projeleri, ikazı süratle verme ve kal dırmayı sağlıyacak şekilde hazırlanmıştır. Voltaj düşmesi ve yükselmesine sebep olan sistem hata ları ve yük kabul etmeme hallerinden meydana gelen voltaj düşme ve yükselmeleri amplifikatör verimleri tarafından tesirli bir şekilde karşılanır. Normal çalışmada, voltaj otomatik olarak ayar edilmiştir. El ayarı (ki buna arasıra ihtiyaç olur) bir şönt alan reostası vasıtasıyle yapılır, otoma tik regülâtörden müstakildir ve ikaz makinesinin zati ikaz devresinde çalışır.

Komple ayar ve ikaz sistemi, zor şartlar altında tecrübe edilmiş ve mükemmel sonuçlar vermiştir.

1 Jeneratör ünitesinin otomatik kontrolü :

. Taloro n. deki Jeneratör.ünitelerinin çalışması ve durması, otomatik kontrol ile olmaktadır. Yar dımcı cihazlar ite birlikte her jeneratör ünitesi, kendi kendini kontrol sistemini ihtiva eder. Elek triki ve hidrolik koruyucu cihazlar,' her otomatik kontrol uzvunda müstakil olarak iş görürler. Yalnız büyük bir acil durumda devrenin açılması, yahut bir makinenin yüksek devire çıkmasında

. İptal Ğ/ol, vkrto kapılı Ki Utut.

ûaer*s/+* stcma

6h.mJi,K yahut

Ja

ılvızlan

rtjüU&rü ttt & V.j

her iki jeneratör ünitesi, denge bacasındaki ana vananın kapanması ile durdurulur. Ayni usullere, türbin suyu hızının aşırı bir değere yükselmesinde (boru patlaması) emniyet vanası otomatik olarak kapatılarak da başvurulur. Otomatik kontrol sisteminin esas elemanları; röleler, sınırlama a nahtarları, basınç anahtarlarıyle akış monitorları dır. Bunlar, santralda devamlı kontrolü sağlarlar ve anahtarlarda pozisyon değiştirilerek arzu edi len şartların tahakkuku bakımından değişme

I

Otomatik konini imyei/ıri • t/urt/ar/na

Şekil • 3 — Bir generatör ünitesinin kontrol fonksiyonunun

«32

ameliyelerinin devamlılığı için başlama sinyalini temin ederler. Kontrol odasında bir anahtar, ça lıştırma metodlarının çeşitlerine göre yani el kontrolü, otomatik kontrol, uzaktan kontrol yahut kotrolun kaldırılmasından birinin seçilmesine hiz met eder.

Şekil 3. Bir jeneratör ünitesinin otomatik kontrolü için işletme diyagramını gösteriyor.

En mühim ameliyeler aşağıda izah edilmiştir. Otomatik çalışma yalnız bazı şartların tahakkuk etmesinde sonra mümkün olur. (Kitleyici kontrol sisteminin iptal edilmesi lâzımdır. By pass vanası, glob vana, türbin kontrol sistemine yağ çıkış va nası ve soğutma suyu vanası kapanmış olmalıdır. Emniyet vanası kilitli, çeşitli ameliyeler anahtarı, «Otomatik kontrol yahut uzaktan kumanda» pozis yonunda bulunmalı, yağ basıncı kumanda havası kabında mevcut olmalı v.s.). İlâve olarak, senkro nizasyon, voltaj ayarı ve sıcaklık kontrol sistemi için anahtarlar, otomatik pozisyonda olmalıdırlar. Bu şartlar ikna edici şekilde tahakkuk ettiği zaman, başlama sinyali, fabrika kontrol odosından ve Taloro I. den verilebilir. Başlama sinyalinin alınmasında devir ayarlayıcı ve yük sınırlayı cının makinenin fazla yük almasına karşı tedbir olarak asgari pozisyonda bulunması lâzımdır. Ayni zamanda voltaj regülâtörü, referans tanzim edici bir otomatik dengeleme tertibatı tarafından alçak voltaja tekabül eden pozisyona getirilir.

Başlama sinyalinin verilmesi ve makinenin fiilen çalışması arasındaki münferit fonksiyonların tamamlanması, bir« başlama için her şey hazır» birleşik grubunda tetkik edilir. Glob vana yarı açık pozisyon (orta pozisyon) aldığı zaman, kont rol sistemi başlama sinyalini verir. Yüksek hı za geçirme tertibatı, çalışma pozisyonuna getirilir, kılavuz kanatların kilidi açılır ve makine hız alır ken kumanda pandülünü kilitleyen manyet çalışır. Yük sınırlayıcı çalışma pozisyonuna geldiğinde ünite dönmeğe başlar. Nominal hızın takriben % 90nda, başlama manyeti devresi açılır, ve pa relelleme tertibatı ile frekans dengeleyici tertibat devreye girerler. Hız ayarının yardımı ile fre kans dengeleme tertibatı, şimdi üniteyi senkron frekansa getirir. Jeneratör voltajı, otomatik voltaj dengeleme tertibatı ile zaten voltaj sistemine ayar edilmişti. Parelelleme tertibatı, senkronizas yon ameliyesini idare eder ve tam ilerleme za n.anı ile jeneratör şalterine kapama kumandasını verir. Şimdi makine el kumandası yahut otomatik kontrol vasıtasıyle aktif ve reaktif güç ile yük lenebilir.

Otomatik durdurma, herhangıbir yükleme durumunda mümkün olur. Yük sınırlayıcı ve hız ayarlayıcı tarafından yük, türbin üzerinden atılır. Yük sınırlayıcı, yüksüz pozisyonda olduğu, jene ratör şalteri açılamadığı ve hız kapama tertibatı çalıştığı zaman, kılavuz kanatları kapatılırlar ve

en gelleme pimi ile kilitlenirler. Bunu takiben ka pama sinyali, glob vanaya iletilir. Makine nomi nal hızın takriben % 20 sine geldiğinde frenler, otomatik olarak tatbik edilir. Bir röle birleşiği ta rafından birçok diğer hususlar meyanında ku manda yağı pompası anahtarları, duruş ameliyesi pozisyonuna getirilir. Müteakiben pompa, hava kabındaki basıncın idamesini temin eder. Uzun müddet duruşlarda sızıntı kayıpları dolayısıyle basınç düşeceğinden bu husus elzemdir.

Kontrol sisteminin herhangibir noktasında bir hata zuhur ettiğinde çalışma derhal inkitaa uğrar. Bu çeşit hatalar, gerek başlama ve gerekse dur durmada zaman kontrolları ile (acil vak'a durdur ması) olarak neticelendirilir, Durma neticesinde makinenin tekrar çalıştırılması, otomatik kilitleme ile önlenir. Ciddî elektrik arızaları halinde dahi makine, derhal durur ve kontrol kilitlenir. Burada jeneratör şalteri ve ikazı kaldırma şalterleri açı lırlar, yüksek hız kapama tertibatı çalışır vaziyete gelir ve kapama sinyali, glob vanaya nakledilir Müstakil olarak hız ayarlayıcı ve yük sınırlayıcı, normal devreyi kesme sinyali ile asgarî pozisyona getirilirler. Büyük bir acil vak'a durması ve aşırı hızda denge bacasındaki ana vana dahi kapanır. Geciktirilmiş acil vak' ada ilk hareket, yüksek devir kapama tertibatının çalışmaya başlaması ve kapama sinyalinin glob vanaya intikalidir. Jenera tör şalteri, kılavuz kanatlar kilitleninceye kadar açılmaz. Geciktirilmiş acil vak'a durması, mekanik ve hidrolik hatalarda tatbik edilir. Yatak sıcak lığı yükseldiğinde hız artışının önlenmesi mühim dir. (Ani acil vak'a durdurması ile gerekli maki nenin sistemden ayrılması hallerinde olduğu gibi). Hidrolik hatalarda derhal jeneratörün devreden ayrılması lâzım gelmez. Hidrolik kontrol tertibatı, yardımcı tesisatın inkitaı halinde dahi türbinin ve glob vananın kapanmasını temin edecek şekilde yapılmıştır

Aşırı akım ve dengesizlik halinde jeneratörü koruma, sadece jeneratör şalterini açma ve jene ratör ünitesi anahtarını yüksüz duruma getirmek le olur. Başlama sinyalinin tekrarı ile makine, otomatik senkronizasyon tertibatı vasıtasıyle sis teme tekrar bağlanabilir

Uzaktan kontrol:

Uzaktan kontrollü sistemler, mevzii otomatik kontrol tertibatı ile koordine edilmişlerdir ve santralın, Taloro I. den uzaktan kontrol ile çalış tırılmasını sağlarlar. 'Personelsiz çalışabilirler. Yani bunlar, işletme masraflarının göze çarpar şekilde düşmesine yarayan tertiplerdir. Uzaktan kontroller ve kumanda sinyalleri, selektör tipi ünite vasıtasıyle nakledilirler. Siemens sisteminin izahı, (5,6) daki makalelerde belirtilmiştir. Selek tör cihazı, güç şalterlerini ve devre kesicilerini

kontrol eder. Yahut bazı hallerde yalnız onların pozisyonlarını gösterir. Bu cihaz hem de jeneratör ünitelerinin başlama ve durdurma sinyallerini nak leder ve makinenin aktif, reaktif güçlerini intihab edilen kanallar üzerinde tanzim eder. Neticede işletme ve alarm sinyalleri, kontrol noktasına nak ledilirler. En mühim işletme değerleri Taloro I. e telemetre'nin frekans empulsları ile nakledilir ler (6,7). Makinelerin aktif güç değerleri, devamlı olarak nakledilirler, geri kalan değerler (maki nenin akım ve gerilim değerleri, reaktif güç değerleri, alçak gerilim değerleri, su seviyeleri, kapak pozisyonları v.s.) den arzu edilenler seçi lerek nakledilirler. Uzaktan kontrol ve telemetre empulsları, yüksek gerilim hatlarına doğrudan doğruya kablolar vasıtasıyle nakledilirler.

Taloro'da santrallar silsilesinin tamamlanması, Sardinya için pik gücün tedarikinde çok mühim bir mevki işgal etmektedir.

Referanslar: •

.„... .,

(1) Liebe, W. and Boldin, W.: Calorimetric Methods of Determinlng the Efficieency of Largo Mac hines Siemens Rev. XXVIII (1961) pp'. 319 — 323.

(2) Achenbach, H : Der Einsatz von "magnetvers târker Spanungsreglern İn Energieversorgungsan lagen Siemens Z. 34 (1960) pp. 629 — 640.

(3) Achenbach, H. : Regelung grosser Wasserkraft generatoren. Elelrtrotechn. Z. A. 81 (1960) pp. 227 — 240.

(4) Magnetverstaker Spannungsregler für Groşsge neratoren PubHcation SSW 464 4/231.

(5) Henning, W : Siemens remote control Equlp ments or Power Supply Installations. Siemens Rev. XXVI (1959) pp 148 —153.

(6) Wllhelms, H.: Möglichkeiten und Grenzen der Fernsteuerung von Wasserkraftanlagen. Elektri zitatswlrtsch. 51 (1962) pp. 394 — 400.

(7) Kraushaar, E • Survey of Siemens Telemetering Methods for Power Supply and Distribution. Siemens Rev. XXVI (1959) pp. 43 — 48.

Kablo ve Elektrik Malzem ISTINYE İSTANBUL

PLÂSTİK İZOLELİ İÇ ve DIŞ TESİSAT TELLERİ

HATTI HAVAİ TELLERİ

TELEFON TELLERİ

SİNYAL ve ZİL TELLERİ

EMAYE BOBİN TELLERİ (<£ 0,10 dan 3 mm'ye kadar)

TELGRAF: KAVELKABLO İSTANBUL TELEFON • 63 53 20 — 63 53 99

MAMULLERİ

PLÂSTİK İZOLELİ YERALTI KABLOLARI

ANTIGRON KABLOLARI

P. V. C. GRANÜLLER

PLÂSTİK BORU ve PROFİLLER

HER ÇEŞİT SUN'İ DERİ

YER MUŞAMBASI

Elektrik Mühendisliği.. 91