K. B. A. SİSTEMİNİN KORUNMASI VE RÖLELERİ

ti. Bunlar havalideki leş kargalarının sebebiyet verdiği geçici arızalardı. İzolatör zinciri hizasında traverslere oturan kuşların pislikleri ızalatörlen kirleterek atlama yolunu kısaltmakta ve bilhassa rutubetli ve yağmurlu havalarda atlamalar ve bu atlamalar da şalterlerin açmasını intaç edecek şekilde ark şelalen husule getirmekteydiler. Aynı tip arızalara KBA ve BA nın 154 kV şebekelerinde de rastlanmıştır Bu mahalli hat parçalarında izalator sayısı arttırılmış ve kuşlar avlanarak ürkütülmüştür.

K.B. A. Sisteminin Korunması ve Röleleri

K. B. A enerji nakil hatlannın ve bu hatlar üzerindeki transformatör istasyonlarının korunması bu tesisatları yapan muhtelif millet ve fırmalann karakteristiklerini havidir. Bunlann başlıcalan, İngilizlerin Metropoliten Vickers, Amenkahların Westinghouse ve General Electric Almanlann AEG, İsvıçrenın Bröwn Bovfcri, Fransızlann Merlin Gerin ve CdC, İtaiyanlann Magnni firmalarıdır

Bu kadar çeşitli firmanın teçhizatını havı bir sistemde bir çok zorluklar ve hatalarla karşılaşılacağı muhakkaktır Burada bu fırmalann koruma sistemleri ve röleleri arasında kısaca mukayese yapılmağa çalışılacaktır.

K B. A. sistemi 154 ve 66 kV luk enerji nakil, 34,5, 15, 10,5 6 3, 3.3 kV luk dağıtım şebekesi çıkışları üe bunlar arasındaki transformatör ve generatörlerden teşekkül etmiştir. Aynca muhtelif yerlerde 34.5 kV luk orta gerilim nakil hatlan da mevcuttur.

Yüksek gerilim enerji nakil hatlan mesafe koruma ve toprak röleleri üe korunmuştur. Merlin Gerin firmasının yaptığı tesisatta bunlara aşırı akım rolelen ilâve edilmiştir.

Westınghouse ve General Electric firmalannın imal ettiği röleler diğerlerine nazaran muayene, tamir ve bakım üstünlüklerine sahiptir. Meselâ bu tıp rölelerden binni, servisi ınkitaya uğratmadan iki mandalı ve anahtarlannı açmakla yerinden kolayca çıkarabiliriz Halbuki diğer tiplerinde bu işlemin yapılabilmesi için birçok demontaj işlenle beraber akım devrelerinin dışarıdan kısa devre edilmesi ıcab etmektedir Aynca birinci tip rölelerin muhtelif devrelerine bir tecrübe fişi sokmakla gırilebılmekte ve ölçmeler yapılabilmektedir. Açma devresi role üzerindeki

Hüseyin TEKİNEL Y. Müh.

özel bir anahtarla açılabildiğinden serviste inkıtaya sebep olmadan çalışma temin edilebilmektedir. Bu rölenin çıkanlmasına rağmen diğer röleler vazifelerini yapmakta devam ederler ve bu şekilde hat veya cihaz üzerinde kısmen de olsa bir korunma kalmış olur. Periyodik bakım ve muayene için bu üstünlükler küçümsenemez. Merlin Germ (CdC) tesisatının bazılarında ilâve tecrübe kutulan konarak yukarki şekle getirilmeğe çalışılmıştır. Fakat bunlann tesisatının çoğunda ve diğer firmaların tesisatında muayene ve bakım lüzumu nazarı itibara alınmadan proje hazırlanmış ve tatbik edilmiştir. Bu tip teçhizatta periyodik muayene ve bakım yapılırken teçhizatın ya #tamamı veya bir anahtar çevrilmekle o teçhizatın kumanda devreleri, veyahut voltaj altında açma ucu açılarak çalışma yapılmak zorunda kalınmaktadır. Bu da, birçok lüzumsuz inkitalara, tehlikeli çalışmalara, muayene müddetinin uzamasına ve arızaların güç bulunmasına sebep olmaktadır. Bunun için Türkiyede yapılması mümkün ve ucuza mal olacak kullanışlı muayene kutulan yapılarak panolara montajı düşünülmekte idi.

Sistemde kullanılan mesafe koruma röleleri Westinghouse'un HZ tipi empedans, Cdc' nin RXAP 31 ve RXAP 40 tipi reaktans, Brown Bovefınin tek bölgeli ZA tipi empedans, Metropolitan Vickers'ın DZ tipi empedans ve AEG'nin Sd 314 tipi reaktans röleleridir. HZ, RXAP ve DZ tipi röleler üç empedans veya reaktans bölgelidir Binnci bölge anı açmalı diğer ıkı bölge ayarlanabilen zaman gecikmelidir, Sd 314 tipi reaktans rölesi dart reaktans bölgelidir. Birinci ve ikinci bölgeler ani açmalı diğer ikisi ayarlanabilen zaman gecikmelidir Ayrıca aşın akım rölesi gibi çalışan son bir zaman ayan daha mevcuttur.

HZ röleleri hattın empedansıru ölçtüğü için bazı hallerde ark direnci tesinle yanlış ölçmeler yapabilmektedir. Bu bakımdan RXAP ve Sd 314 röleleri yanlız reaktans ölçtükleri için daha doğru çalışmaktadır.

HZ röleleri RSN röle kuranportorü, HRK yönlü toprak rölesi ve yüksek süratli SRG - 12 tipi tekrar kapama röleleri ile beraber çalışa-' rak ıyı bir koruma temin etmektedir. Bu sistem korunan hat dahilindeki her çeşit arızada ıkı uçtaki kesicinin ani olarak açmasını ve tekrar kapamasını, arıza devam ediyorsa ikinci defa tekrar ani olarak açmasını ve kesicilerin kapama devresini açarak açık kalmasını temin eder. Bölge dışındaki arızalarda da kesicilerin açmasına mani olur. Sistemin çalışması bölge dışındaki arızalarda HRK ve HZ lerın arıza belirtici elemanlarının çalışarak devamlı sinyal göndermesi ile kilitleme temin etmesi, bölge dahilindeki arızalarda da sinyalin kesilmesi sayesinde olur. Bu sistemin doğru çalışabilmesi HZ ve HRK rölelerinin empedans, yon ve sinyal başlatma elemanlarının doğru bağlanmasına ve doğru çalışmasına bağlıdır. Meselâ : Korunan bölge dışındaki bir arıza halinde arızaya yakın

uçiakı empedans veya toprak rölesinin kilitleme kuranportör sinyali göndermemesi karşı taraftaki empedans rölesine göre arıza ikinci bölgede olduğu halde, sinyal gelmediğinden buradaki kesicinin arızayı izole eden kesici ile birlikte anı olarak açılmasına ve kapanmasına sebep olur. (Şekil 1 de HZ röleleri ile korunan bir hattâ rölelerin bağlanışı gösterilmiştir).

RXAP ile korunan hatlarda kesiciler otomatik tekrar kapama elemanları ile teçhiz edilmişlerdir. Birinci bölgede olan arızalarda, RXAP çalışması ile açan kesiciler otomatikman tekrar kapama yaparlar. Eğer bu arıza korunan hattın diğer ucundaki röleye göre ikinci bölgeye giriyorsa (röle kuranportorü ile koruma halinde) birinci kesicinin açması ile beraber yardımcı bir tertip vasıtasile karşı tarafa bir kuranportör sinyali 'göndermeğe başlar. Bu sinyal ikinci RXAP rölesinde bir yardımcı röleyi çalıştırarak rölenin ikinci bölge zaman kontağını kısa devre ederek kesicinin ani olarak açmasını temin eder. Tabii olarak bu açılma ile beraber tekrar kapama da vuku bulur Eğer arıza devamlı ise, ayni hâdise tekrar vukubulur Fakat ikinci defa

MEStCt

« c <•

HZ Tipi Empedans Rölesinin Bağlantı 102

açıştan sonra tekrar kapama olmaz Yukarıda görülen her iki sistem de de role kuranportorü arıza yaparsa röleler normal' empedans veya reaktans röleleri gibi çalışarak vazifelerini yaparlar.

Sd 314 tıpı reaktans röleleri ile korunan Tunçbılek santralının Paşalar ve Kütahya çıkışlarının karşı uçlarında RXAP 40 röleleri mevcuttur Bu iki ayrı tip rölenin role kuranportorü ile çalışması ve tekrar kapama yapabilmesi için Sd 314 rölesine AEG nın RKU 200 t-pı tekrar kapama röleleri ilâve edilmiş ve bunlarında role kuranportorü ile bağlantıları yapılmıştır. Bu suretle bu hatlardaki korumanın da yukarıda izah edildiği gibi olması temin edilmiştir.

özel olarak Karabük trafosunun 154 kV Kırıkkale ve Kütahyanın Afyon çıkışlarına RXAP röleleri ile beraber cdc nın zaman gecikmeli RA 7 tipi tekrar kapama rölesi konmuştur.

Çatalağzı ve Ereğli arasındaki 66 kV luk paralel iki hattaki tekrar kapama sistemi özel bir duruma haizdir. Burada Westinghouse'un JD, tipi bir zaman rölesi kullanılarak tekrar kapamanın belirli bir zaman gecikmesi ile olması temin edilmiştir.

Empedans rölelerinin birinci bölgedeki bir çalışmasından sonra JD zaman rölesi çalışmağa başlar. Eğer diğer hat açmamışsa JD ölçtüğü zaman sonunda tekrar kapama rölesi çalışarak kesiciye tekrar kapama yaptırır. Arıza devam ediyorsa ikinci açmadan sonra diğer bir yardımcı role tekrar kapamaya manı olur. Çatalağzı santralının çıkışlarında Westınghouse'un HZ empedans, CWC yönlü toprak ve JD zaman röleleri, Metropolitan Vıckers'in Pbo tipi aşırı akım ve toprak röleleri ile açma, tekrar kapama ve zaman röleleri vaıdır. Çatalağzının Karabük çıkışlarına ilâveten HRK ve RSN röle kuranportorü röleleri konmuş JD çıkarılmıştır.

Ereğimin Çatalağzı çıkışları yanlız Westınghouse'un HZ, OWP ve CO tipi röleleri ile korunmuştur. Ayrıca tekrar kapama için JD tipi zaman ve SGR -12 tipi tekrar kapama röleleri konmuştur.

Ereğlidekı 66/154 kV transformatörün 154 kV tarafında kesici yoktur. Burada bulunan empedans ve toprak röleleri 66 kV tarafındaki kesiciye kumanda ederler. Bu özel durum dolayısile Adapazannın Ereğli çıkışındaki empedans röleleri hattın tamamını korurlar

Karabükte de buna benzer hal mevcuttur. Oradaki transformatörün 154 kV tarafına bir

kesici konmuştur. Fakat bu kesici Kırıkkale Karabük hattının uzun olmasından dolayı arıza da hattı topraklayacak şekilde bağlanmıştır. Bu sebepten Kırıkkalenin Karabük çıkışındaki empedans röleleri de hattın tamamını koruyacak şekilde ayarlanmıştır.

K B. A. buklaj hattının iki noktasında takriben 50 MVA'lık iki transformatörün olması buklaj devrelerinin arıza halindeki bütün avantajını ortadan kaldırmaktadır Çünkü Ereğli Adapazarı hattının arızada ani olarak açması neticesi yuk Karabük transformatörüne yüklenmekte o da aşın akımdan açarak bazen 100 M^V a kadar yüklü bulunan Çatalağzı santralının esas sistemden ayrılmasına sebep olmakta ve diğer santrallan sarsmakta, hattâ bazı kritik hallerde sistemin oturmasını (umumi inkıta) intaç ettirmektedir. Karabük ve Ereğimin Çatalağzı üzerinden 154 kV luk bir hatla birleştirilmesi daha emniyetli ve stabıl çalışma temin edecektir

154 - kV Baralarııı Korunması :

Ümraniye Akkoprü trafo istasyonlarında 154 kV baralar Westinghouse'un CO tipi toprak röleleri ile korunmuştur. Bu role transformatörlerin notrlerindekı akım trafolarından beslenir. Bu haralarda vuku bulacak faz toprak arızalarına karşı emin bir koruma temin etmektedir. Fakat faz arızalarına karşı hiçbir faydası yoktur Bu role aynı zamanda 154 kV hatlardaki arızalar için bir nev'i geri koruma temin etmiş olur. Çalıştığı zaman koruduğu baraya bağlı bütün kesicilerin açılmasını temin eder. CO rölesi ters zaman karakteristiğine haiz olduğu için haralarda vukubulacak direk' toprak kıça devre akımlarında büyük bir süratle arızanın izole edilmesini temin etmektedir.

Kütahya, Paşalar, Kırıkkale trafo istasyonlarında 154 kV baralar CdC nin RMVH 3 tipi homopolar voltaj rölesi ile korunur. Bu röle baralara bağlı 154 kV. luk hatlar üzerindeki toplama şeklinde bağlı voltaj trafolarının açık uçlarından beslenir. Normal durumda a,ık uçlarda sıfır voltajı mevcut olduğundan röle çalışmaz Fakat bir arıza halinde bu uçlarda voltaj belirir ve röleyi çalıştırır. Rolemn çalışması ile arıza sinyali verilir ve aynı anda bir RT 5 zaman rölesini çalıştırır Belirli bir zaman gecikmesinden sonra arıza bitmemiş veya izole edılmemişse bir yardımcı röleyi çalıştırarak baraya bağlı bütün 154 kV. kesicilerin açılmasını temin eder. Bu röle de 154 kV. hatların bir geri koruma rolesidir. Fakat sabit bir zaman gecikmesinden sonra arızayı izole etmesi rölenin dezayantajıdır.

K B. A. enerji nakil sisteminde 154 kV. baraların korunması için kullanılan diğer bir metot da AVestinghouse'un C A. 6 tipi dıffeıansıyel röleleri ile temin edilen diferansiyel korumadır. Bu metod çift bara sistemi yapılmış olan Adapazarı Trafo istasyonunda ve Sarıyar Santralında kullanılmıştır. Bara'ya gelen ve giden hatlar üzerindeki akım trafalanndan bulacak bütün arızalara karşı tam bir koruma temin edilmiş olur. Fakat çift bara sistemi her bamya girişin bir kesici ve ıkı seksiyoner üzerinden olması dolayısıyla pahalı bir sistemdir. Bu bakımdan ucuz ve kullanışlılığı dolayısıle ana ve yardımcı bara sistemi ile bunun korunması için kullanılan ters zaman tipi bara toprak koruma rölesi en tercihe şayan bir sistemdir.

Güç Transformatörlerinin Korunması :

KBA sistemindeki güç transformatörleri muhtelif tip diferansiyel rölelerle korunmuştur Bunlardan başlıcaları Westinghouse'un CA 4, Cdc'nin RDCH 4, AEG'nin QS 4, Metropolitan vıckers'ın Pbo, Brown Boveri'nin T ve TG, tipi diferansiyel rölelerdir.

Ümraniye, İzmit, Adapazarı, Ereğli, Akköprü trafo merkezlerindeki güç transformatörleri CA 4 tıpı stabilize diferansiyel rölelerle korunmuştur Bu sistemde sirkülasyon akımlarına manı olmak için akım dengeleme oto transformatörleri kullanılmıştır.

Karabük, Kırıkkale, Paşalar, Eskişehir, Bursa, Kütahya ve Afyandaki Güç transformatörleri RDCH 4 tipi diferansiyel röle ile korunmuştur Bu röle BH 4 tipi bir filtre üzerinden beslenir. Böyle bir filtreli tertiple mükemmel bir diferansiyel röle yapılmağa çalışılmıştır. Ayrıca bu sistemd? akım sirkülasyonuna manı olmak için akım dengeleme transformatörleri kullanılmıştır.

Tunçbilek santralındaki yükseltici transformatörler QS 4 tipi, Kandilli ve Karabüktekı alçaltıcı transformatörler T tipi, Kozlu, Zonguldak, Karadon daki alçaltıcı transformatörlerle Çatalagzı santralindeki yükseltici transformatörler Pbo tipi yüzdelı diferansiyel rölelerle korunmuştur, T. TG ve QS 4 te akımlar dengeleme akım transformatorlerile, Pbo tipinde ise akım trafolarının üzerindeki kademelerle dengelenmiştir. Yukarıda bahsedilen diferansiyel rölelerden CA 4 RDCM 4 tipi röleler diferansiyel korumadan istenilen bütün şartları hemen hemen yerine getirebilmektedir.

Güç transformatörlerinin ikinci koruma tertipleri sargıların bağlanış şekline göre, ve çıkışlardaki aşırı akım ve toprak korumasıdır. Ayrıca transformatörleri imal eden fır-

mslara göre değişen termostatik ve buccholz lolelerı de kullanılmıştır.

35, 15, C, 3, 3.3 kV Baraların korunması :

Bu haralar da 154 kV baralara benzer şekilde korunmuştur.

Fiderlerin Konuınıası:

Fiderler trafo istasyonunun yapan firmaya, taşıdıkları yüke, ve önemine göre o firmanın empedans, aşırı akım ve toprak röleleri ile korunmuştur.

Netice :

Buraya kadar, KBA enerji nakil sistemindeki kullanılan koruma tertipleri ve röleler anlatılmağa, aralarında ufak mukayeseler yapılmağa çalışıldı. Yukarıda da görüleceği gibi bu sayfalarda mevzuun toplu olarak derinleştirilerek anlatılması imkânsızdır

Son olarak şu hususlar belirtilmeğe çalışılacaktır :

1 — Yurdumuzda günden güne genişleyen yüksek gerilim enerji nakil hatların da kullanılan koruma sistemlerinin ve rölelerin bize en uygun standart şeklinin seçilmesi ve bundan sonra yapılacak yeni tesislerde bu tertiplerin tatbikinin temini en önemli hususlardan birincisidir.

Bu şekilde, rolev koordinasyonu, bakımı ve muayenesi kolaylaşacak .muhafaza edilecek yedek parça miktarı azalacaktır. Standart tipin seçilmesi, halen yurdumuzda kullanılan yedi firmanın koruma tertiplerinin ve rölelerinin çalışmalarının incelenmesi ile gayet kolay olacaktır. Bunlardan biri alınabildiği gibi, mevcutlardan fikir alınıp daha iyi bir sistem meydana getirilebilir.

2 — Role daha doğrusu, elektrik enerji nakil sistemlerinde kullanılan terimlerin Türkçeleştırılerek kullanılmasının temini onemlı problemlerden biridir. Bunun bir an önce halledilmesi bir çok yanlışlıklan veya yanlış anlamaları düzeltecektir. Aynı işletmelerde dahi aynı bir parçaya muhtelif isimler verilmektedir.

3 — Resimlerin, İlânların ve kullanılan sembollerin standardızasyonu üçüncü problemdir. Yukarıda sayılan yedi firmanın kendine göre ayrı ayrı resim çiziş tarzı ve farklı sembolleri mevcuttur. Bu da tesisatı tanımayı güçleştırdiği gibi birçok hatalara da sebep olabilir. Aynı zamanda personele bu yedi sistem öğretilmek zorunda kalınmaktadır. Bu da onları lüzumsuz yere yormaktan başka bir şey değildir

İşletme emniyeti, kolaylığı ve personel yetiştirme bakımından bu üç husus üzerinde derin düşünülmeli ve bir an evvel halli yoluna gidilmelidir

E M. M. 35 - 36