BUTUNSiNAVLAR.COM
        Giriş     Üye OL
güç sistemlerinde röleler, güç sistemlerinde koruma yöntemleri, güç röleleri nasıl çalışır, güç röleleri nedir

Güç sistemlerinde röleler

Güç sistemlerinde röleler

Burada farklı tip rölelerin çalışma prensibi anlatılacak ve rölelerin çalışma prensibine performans eşitliği noktasında vurgu yapılacak.Performans eşitliği rölelerin giriş ve çıkış eşitliği arasında ki bir matematiksel ilişkidir.Genel olarak girişler voltaj ve akım ve bazen bazı kontakların durumu eklenir.Çıkışlar ise rölenin çıkış kontaklarının on-off şeklinde değişimi tarzındadır.Sıradan röle performansı akım ve voltaj fazör girişleri şeklinde bir terimle tanımlanır.

Burada çeşitli rölelerin işletim prensiplerini tanımlayacak olmamıza rağmen,önemli bir nokta şu ki güç sistemlerindeki röle uygulamaları özel bir alan ve konudur.Biz özel olarak bu uygulamalara girmeyeceğiz.Mesela aşırı akım röle işlevinin nasıl olduğunu tanımlanacak fakat bir transmisyon hattının korunması için uygulanan aşırı akım rölesinin nasıl kullandığı anlatılmayacak.

Röle nedir? Ne işe yarar?

Elektrik enerjisi üretim, iletim ve dağıtımında ana problemlerden biri korumadır. Genel anlamda koruma enerji üretim cihazlarının, iletim hatlarının ve bu enerjiyi kullanan cihazların, emniyetli işletme şartları içinde çalışmasını sağlamak ve herhangi bir nedenle önceden belirlenmiş bu şartların dışına çıkan bölümü (arızalı bölüm) şebekenin bütününden ayırmak ve izole etmektir. Bu sağlandığı takdirde koruma şebeke için iki yönde anlam kazanır.Birincisi, arızalı bölümü şebekeden ayırarak daha fazla tahrip olmamasını sağlamak;ikincisi ise, arızanın şebekeden daha geniş bir alana yayılmasını önlemektir. Koruma röleleri, özelliklerine göre, yukarıda belirtilen koruma fonksiyonlarından yalnız bir tanesini yada her ikisini birden gerçekleştirirler.

Örneğin bir sanayi tesisinin enerji dağıtım istasyonunda bulunan düşük ve aşırı gerilim röleleri yalnız tesisi, aynı enerji dağıtım istasyonu ana girişinde bulunan aşırı akım-kısa devre röleleri ise tesisi ve şebeke girişini korurlar.Kısaca korumanın amacı, kesicilerle birlikte güç sisteminin her tip arızadan hızla temizlenmesini sağlamaktır.

Röleler küçük güçteki anahtarlardır. Hem doğru, hem alternatif akımda çalışan tipleri bulunur. Küçük akım ve gerilimlerle büyük akım ve gerilimlerin kontrolü sağlanır.Normal işletme şartları ile arıza şartları arasındaki farkı belirleyen ve kesicilere arıza sırasında açma kumandası veren cihazlardır. Primer ve sekonder olmak üzere iki çeşittir.

Primer röleler basit ampermetrik rölelerdir.Doğrudan doğruya korunacak olan hatta seri olarak bağlanırlar. Bu röleler akım trafosuna ihtiyaç göstermezler. Bir izole çubuk vasıtasıyla kesicide bir mandalı kurtarırlar ve kesiciyi depo edilmiş bir enerji etkisi ile açtırırlar.

Bağımlı ve bağımsız sekonder aşırı akım koruma röleleri; enerji dağıtım sistemlerinde,transformatör, jeneratör, enerji nakil hattı gibi ekipmanları kısa devre ve toprak kaçağına karşı korumak için kullanılırlar. Bu koruma işlemini gerçekleştirirken göz önüne alınacak en önemli kural “selektif koruma” şartını sağlamaktır. Selektif korumanın amacı şebekenin herhangi bir bölümünde meydana gelen arızayı minimumda sınırlamak için, yalnız arızalı bölümü en kısa zamanda devre dışı etmektir. Sekonder koruma röleleri zaman gecikmesi yönünden, sabit zamanlı ve ters zamanlı olmak üzere iki tiptir.

Röleler genellikle kullanıldıkları devreye göre isim alırlar. Örnek olarak zaman rölesi, termik röle,kompanzasyon rölesi, aşırı akım rölesi v.b.

Enerji sistemlerinin tüm bölümlerinin korunmasında, beş temel ilke vardır.

Güvenilirlik :Her tür arızaya güvenilir ve etkin biçimde müdahale edebilmek.Seçicilik :Sistemde devamlılığı sağlamak için, sistemde yalnız arızalı bölümün ayrılmasını sağlamak.Hız :En düşük arıza zamanını ve en az teçhizat hasarını sağlamak.Basitlik :En az donanım ve devre ile korumayı gerçekleştirmek.

Ekonomi :Minimum maliyet ile maksimum korumayı sağlamak.

İlk röleler piston,indiksiyon bobini ve kabı içeren elektromanyetik aletlerdi.Dengeli ışın rölesi hariç diğer bütün elektromanyetik röleler şimdilerde kullanımda.

Elektromanyetik röleler mekanik olarak ve elektromanyetik interferans noktasında güçlüdürler.Hızlı olabilmelerine rağmen genellikle yavaştırlar.İşlem hızları devir ve saniyelerle ölçülür.Ayrıca çalışmaları için yüksek enerjiye ihtiyaç duyarlar.Bu sebeble,yüksek volt ve amper kapasitesine sahip akım ve voltaj transformatörlerine ihtiyaç duyarlar.

1950’lerin sonlarında solidstate röleler görülmeye başladı.Standart rölelerde,iletkenlerden yapılmış kontaklar vardır.Solidstate rölelerde kontak yerine yarı iletken elemanlar (transistör) vardır.Buda kontakların normal

rölelere oranla çok daha hızlı açılıp kapanmasını sağlar.Ayrıca özellikleri arasında ,arksız açma yapması nedeniyle parlayıcı ve patlayıcı ortamlar için kullanıma sahip olması,aynı nedenden dolayı ayrıca çok uzun ömürlü olması gibi özellikleri sayılabilir.Eğer kusur sayılırsa fiyatları biraz pahalıdır.

Bir koruma sistemin fonksiyonu

Bir koruma sistemi, bir güç sistemini devamlı hataların zararlı etkilerinden korurlar.Hata (Çoğu zaman kısa devre fakat daha genel bir ifadeyle normal olmayan sistem şartları) rastgele bir olay meydana getirir.Eğer zarar görmüş güç sistem elemanları (hat,bus,transformatörler v.b.) çabucak sistemden izole edilmes se,güç sisteminin kararlılığının bozulmasına neden olacaklar.Bu nedenle bir koruma sistemi zarar görmüş elemanları mümkün olduğu kadar hızlı bir şekilde sistemin geri kalanından ayırması gerekir.Bir koruma sistemi röleler olarak anlaşılmasına rağmen hatanın uzaklaştırılmasına katkıda bulunan bir çok elemandan oluşur.

Devre kesiciler gerçekte akımı sıfırlayarak zarar görmüş devreyi izole ederler.Bir modern ekstra yüksek voltaj devre kesici 800 KW voltaja kadar olan sistemde 100.000 ampere kadar hata akımlarını kesebilir.

Transdüserler (Akım ve voltaj transformatörleri) koruma sistemlerinin diğer önemli elemanlarıdır.Bunlar önemlidir çünkü,güç sistemlerinin yüksek büyüklükteki akım ve gerilimlerinin, röleler gibi düşük enerjili cihazların kontrol edilmesi amacıyla ,düşürülmesi gerekir ve bu işlemi transdüserler yaparlar.

Koruma sistemlerinin son ve en önemli elemanı ise rölelerdir.Giriş verilerinin durumuna göre(akım,voltaj gibi) cevap veren cihazlardır.Röleler için iki durum önemlidir.

Biri;güvenilirlik,diğeri emniyet.Güvenilirlikten kasıt röle için dizayn edilmiş çalışma şartları altında daima çalışmasıdır.Emniyet ise,hiçbir bozuk güç sistemi için çalışmaması gerekir.

Bir güç sisteminin bir kısmının korunması için gerekli sorumluluk bir koruma alanı olarak ifade edilir.Bir koruma alanı bir güç sisteminde bir hayli sınır hattı tarafından tanımlanan bir alandır.Bir güç sistemi koruma sistemi içerisinde meydana gelen hatalardan sorumlu bir veya birkaç röleden oluşur.Böyle bir hata meydana geldiğinde devre kesicilerin ikaz bobini aktifleştirilecek ve böylece alan sınırları içerisindeki güç sisteminin bozuk kısmı izole edilecektir.

Gerçi daima olmasa da genellikle koruma alanları devre kesicileri tarafından tanımlanır.Eğer bir koruma alanı bir devre kesiciye onun sınırları içinde sahip değilse,koruma sistemi bazı uzak devre kesicileri uyarmak zorunda kalır.Bu ikaz sinyali bir haberleşme kanalı içinde gerçekleştirilir.

güç sistemleri

1.,2.ve 3. Alan A-B transmisyon hattı koruması için sınırları gösteriyor.Bu hatlarda herhangi biri üzerindeki hata onlara uygun koruma sistemi tarafından dedekte edilir ve alan içerisindeki uygun kesici uyarılır.4.Alan bus-A korumasını tanımlıyor ve 5.Alan bir trasformatör koruma alanı. Fakat bu alanda devre kesici yoktur ve sürekli transformatör koruma sistemi bus-A daki kesiciyi uyartmak zorundadır ve bir haberleşme kanalı içerisinden bus-C deki kesici aktive edilir.

Ayrıca koruma alanları daima üst üste biner.Şekil-3 de her bir komşu alan içerisindeki devre kesicileriyle üst üste binme işi başarıldığı halde,gerçekte bütün şartlar altında mümkün değildir.Üst üste bindirme işlemi her bir koruma sistemi için yapılmış uygun akım transformatörlerinin seçilmesiyle elde edilir.Aşağıda ki şekilde gösterilmektedir.
Devre kesicilerin her iki tarafından birinde bir akım akım transformatörü var olduğu sayılırsa bu durumda kesicinin iki yanından birisinde olan koruma sistemi devre kesicinin zıt tarafından akım transformatörü kullanılır.Devre kesicinin her iki tarafında akım transformatörü olmadığında Şekil-5 de gösterildiği gibi uzak tarafdaki akım transformatörü sekonder sargısı kullanılarak üst üste bindirme işlemi gerçekleştirilir.

güç sistemleri

güç sistemleri

TÜM DERS NOTLARI İÇİN TIKLAYIN
YORUMLAR

YORUM YAZ
Yorum yazabilmek için sağ üstten giriş yapmanız gerekir.
  Üye değilseniz,üye olmak için
 TIKLAYIN.
Lütfen sorularınızı yukarıdaki SORUSOR sekmesinden sorunuz
Buradan sorularınıza admin tarafından CEVAP VERİLMEYECEKTİR.
Max. 1000 karakter.
Sinavlara hazirlik