ELECTRICAL and ELECTRONICs ENGINEERing world (E.E.E.WORLD)
(Türkiye'nin Elektrik-Elektronik HABERLERINDE GeliSmEYE AÇIK Arama Motoru)
Sadece 1 adet hat fideri alan ve ileride genişleyecegi varsayılamayan trafo merkezlerinde kullanılır.
Hat fideri ve trafo fideri ortaktır.Sistemde yalnızca 1 hat fideri oldugundan trafoyu besleyen hatta ya da fiderde bir sorun olması durumunda trafo merkezi enerjisiz kalmış olur.
İletim sisteminde arızalı kısımlarının devreden ayrılması, enerjili kısımlarının senkronizasyanuna dikkat edilerek birleştirilmesi ya da manevra amacıyla fiderlerin devreden çıkarılmas/devreye alınması durumlarında kullanılan ana malzeme kesici oldugundan arızalanma durumu onem kazanır.Kesiciler ömürleri boyunca cok sayıda ayırılıp kapandıgından sık sık arızalanabilir.
Kesicisiz bir fider arıza durumunda açılamaz.Bu yüzden anahtarlama acısından kesici bir trafo merkezinde en onemli cihazların başında gelir. Barasız sistemde kesicinin arızalanması durumunda trafo merkezi enerjisiz kalmış olur.Barasiz sistemde ya da tek baralı sistemde kesicilerin arızalanması durumunda, kesici bir ayırımcı ile baypass edilebilir.
Kesici arızalı ise baypass ayırıcısı kapatılarak merkez ayırıcı üzerinden enerjilendirilmiş olur. Bu durumda merkezi besleyen hatta bir arıza olursa bu merkezi besleyen karşı merkezdeki fiderin kesicisi açtırılır.Bu merkezleri besleyen hatlar kilometrelerce uzunlukta olabileceginden gözle gorülemeyen uzaktaki bir kesiciye güvenme zorunlulugu oldugundan bu uygulama ancak geçici ve kısa süreler için tercih edilmelidir.
Bu sistemde kesiciler bir ayırıcı ile baypas edilerek o fiderdeki kesicilerde sorun olması durumunda gecici sure ile, ilgili fider kesicisiz çalıştırılır ve açtırmalar karşı merkeze bırakılır.
Trafo merkezinin enerjisiz kalabilecegi süreleri azaltmak amacıyla merkeze gelen besleme hatlarını arttırmak gerekir. 2 veya daha fazla hat fideri olan yada 2 veya daha fazla trafo fideri olan trafo merkezlerinde bara tesis etme zorunlulugu ortaya çıkar Tek"hat fideri olmasma ragmen 2 adet trafo fideri 'olan bir merkezde kesici kullanılmayabilir.Kesicisiz uygulamada, kesicinin baypas edilmesi durumunda oldugu gibi, arizanın sistemden ayrılması karşı merkeze bırakılmış olur.
Kesicinin kapanmamasındaki amac; 1 adet kesiciden tasarruf etmektir.
Trafo merkezinde 2. hat fideri tesis edilirse kesicisiz sistemde problemler olur.Herhangi bir iletim hattında arıza oldugunda kesici yoksa sadece o hattı enerjisiz bırakma irnkanı olmayacagından iki hat fideri birden karşı merkezlerdeki kesicilerle acılacak ve merkez enerjisiz kalacaktı. Bu durumun online geçmek amacıyla hat fiderlerine kesici konulmalıdır.Kesici olmazsa iletim hattında meydana gelen kalıcı arızalarda diger hat üzerinden tersten arıza besleneceginden o fider de ayrılmak zorunda kalacaktır.
TEİAŞ Bara Sistemleri
1.Barasız sistem
2.Tek baralı sistem
3.Baypas ayirıcılı tek bara sistemi
4.Ana bara + transfer baralı sistem
Tek baralı kesicili ve baypaslı sistemde kesicinin arızalanması durumunda bypass ayırıcısı ile fiderin enerjilendirilerek actırmaların karşı merkeze bırakılmasi yerine bu merkezde yedek bir kesici bulundurulursa arızaların sistemden ayrılması karşı merkeze bırakılmış olur. Bu durum ilave bir bara ve ilave bir fider tesis etmekle gercekleştirilebilir.İlave fidere transfer fideri, ilave baraya ise transfer bara denir.
Şekil- Ana bara+transfer baralı, 3 hat 2 trafo ve 1 transfer fiderli sistem.
Şekilden görüldügü gibi transfer fideri 1 adet kesici ve 2 adet ayrıcıdan oluşur.
Bu sistemde herhangi bir fiderin kesicisinde bakım yapılmak istenirse once transfer fideri kapatılır.Bunun icin önce transfer fideri ayırıcilari sonra da transfer fideri kesicisi kapatılır.Böylece A barası ile transfer barası aynı duruma getirilir. Artık baypas ayırıcısının kapatılmasında bir sakınca bulunmaz. Öncelikle baypas ayırıcısı daha sonra transfer fideri ayırıcıları ve en son transfer kesicisi de kapatılabilir. İletim sırası tercihe baglıdır.
Baypas ayırıcısı ve transfer fideri kapatıldıktan sonra ilgili fider enerjisini hem kesicisi üzerinden hemde baypas ayırıcısı üzerinden aktarmaktadır.Artık fiderin ayırıcıları ve kesicisi açılarak fider kesicisi bakıma alınabilir.İlgili fiderin baypas ayırıcısı kapandıgında bu ayırıcının konumuna gore kapanan bir kontak üzerinden korumalar otomatik olarak transfer fideri kesicisine aktarılır. Boylece arıza durumunda transfer kesicisi arızayı actıracak yalnızca karşı merkeze actırma bırakılmayacaktır.
Sadece kesici bakımı icin esneklik saglayan transfer baralı sistem icin ilave bir bara, 2 adet ayırıcı ve 1 adet kesici yatırımı yapmak gerekmektedir. Ancak ulusal iletim sisteminde cok sayıda arıza oldugundan ve kesiciler cok sık acılıp kapandıgından iletme acısmdan bu sistem vazgecilemez durumdadır.
Bu sistemde dikkat edilmesi gereken bir husus aynı anda birden fazla fiderin transfere alınmaması gerektigidir. Çünkü birden fazla (ornegin 2) fiderin transfer kesicisinden beslenmesi durumunda aynı anda 2 fiderin birden korumaları aynı kesiciye aktarılmış olur. Herhangi bir hatta meydana gelen arızayı temizleyebilmek icin transfer fideri kesicisi acacagından diger fiderde enerjisiz kalmış olacaktır.
Aynı anda birden fazla fiderin transfere almamaması için bir fider transfere alınırken diger tüm fiderlerin baypas ayırıcılarının açık olma şartını arayan elektriki kilitleme düzenekleri tesis edilir.
Sekil- A+T bara düzeni kesit resmi. Bu yerleşim şeklinde bir beyden aynı anda her iki yone çıkış mümkün degildir.
Sekil- A+T bara düzeni kesit resmi. Bu yerleşim şeklinde bir beyden aynı anda her iki yone
çıkış mümkün değildir.
Tek baralı sisteme ilave bir bara ile her fider icin birer ayırıcı daha ilave edilmesi ile çift baralı düzen elde edilmiş olur.Ayrıca baraların gerektiginde birleştirebilmek ve birbirinden ayırabilmek icin bir de kuplaj fideri tesis edilir. Kuplaj fiderinin transfer fiderinden farkı ilave akmı trafosu icermesidir.Bu akım trafosu baralar kuplaj fideri ile birleştirildiğinde aşırı yüklenme olması durumunda aşırı yük rölesi ile kuplaj kesicisini actırarak baraları birbirinden ayırmaya yarar.
5. Çift baralı sistem
Şekil-Çift baralı,2 trafo 2 hat ve 1 kuplaj fiderli sistem.
Şekil-Çift baralı sistem. Burada her beyde aynı anda iki tarafa fider çıkışı mümkün değildir.
Bir barada kısa devre olması durumunda o baradan arıza noktasına akan kısa devre akımı ile bara geriliminin çarpımı o baradaki kısa devre gerilimini verir. Kısa devre gücü baraya baglanan kaynakların (enerji verebilecek fiderlerin) artması ile ve baradan gorünen sistem empedansının azalması ile (ornegin besleme hatlarının kısa olması ya da paralel hatların olması ile empedansın bölünmesi gibi durumlar) artar.
Çok sayıda hat fideri trafo fideri olan ve bu yüzden barasında oluşan kısa devre gücü çok yüksek olan trafo merkezlerinde bara kisa devre akımının azaltilmasi veya ada çalıştırrma ihtiyacının olması durumlarında çift baralı sistem kullanılabilir.Kısa devre gücünün zamanla arttığı tek baralı sistemlerde bara kısa devre akımlarının düşürülmesi için bara bölünmektedir.
Merkeze gelen bazı hatların sadece bir baraya, diger hatların ise diger baraya baglandıgı ve ayrıca trafo fiderlerinden bir kısmının bir baraya bir kısmının ise diger baraya baglandigi, kuplaj fiderinin de açık oldugu durumlar ada çalışma durumudur. Ozellikle üretimin çok kısıtlı oldugu durumlarda Merkezi besleyen hatların bir kısmında arıza olması durumunda arızalı hatların sistemden ayrılması sonucu aşırı yüklenmeden dolayı diger hatlar da sırayla açarak iletim sisteminin çökmesine neden olabilmektedir. Bu nedenle tum sistemin çökmesindense yalnızca bir kısmı sistemden ayrılmasını saglamak ve arızanın tüm sisteme yayılmadan yalnızca baglı oldugu adada yayılmasını saglayabilmek amacıyla ada calışması tercih edilir.Ancak ada calışması durumunda üretimin sadece bir adada şuurlanması nedeniyle adalar arası besleme imkanı ortadan kaldırarak arz güvenligi kisitlandırılmış olmaktadır.
Tek hat şemasında görüldüğü üzere cift bara düzeninde her fiderde 1 adet kesici ve her iki baraya aynı anda baglantıyı saglayacak 2 adet ayırıcı vardır. Aynı anda yalnızca 1 adet ayırıcı kapatılmakta ve diger ayırıcınında aynı anda kapatılması elektriki olarak engellenmektedir. Kuplaj fiderinin kapatılmasının ardından istenen bara ayırıcıları kapatılabilir ve boylece bu sistemde yük alma/yük atma durumlarında enerji kesintisi olmadan bir fiderin diger baraya baglanması(manevra yapılması) imkanı olmaktadır.
Bu sistemde transfer bara olmadıgından fider kesicilerini baypas etme imkanı yoktur.
Trafo merkezinde bir fiderin genişligindeki bölgeye (kesikli cizgilerle gosterilen bolgelere) 1bey denilir.Alandan tasarruf etme amacıyla bir beyden aynı anda her iki yonde de cıkış saglayabilmek amacıyla cift baraya 1 bara daha ilave edilirse U-Çift bara elde edilmiş olur.
Gorünürde 3 bara varmış gibi gözükse de dıştaki baralar kuplaj fideri üzerinde birleştirildiginden aslında elektriki anlamda 2 bara vardır.Sembolü birinci barayı, II. ise diger barayı göstermektedir.
Şekil- U Çift bara,Ortadaki kuplaj fideri üzerinde I baraları iletkenle birleştirilmiştir.
Şekil-U Çift baralı sistemde cihazların yerleşimi. Burada her beyde aynı anda iki tarafa fider çıkışı mümkündür.
Fiderlerin devreye alınmasında bara gerilimi ile fider gerilimi karşılaştırarak senkronizasyonuna bakılır.Bunun için ana baralara gerilim trafosu konulur.
Bu sistemde iki bara ve kuplaj fideri mevcut olup, baraların yerleşiminden dolayı her fiderin yalnızca birer adet bara ayırıcısi oldugundan fiderlerin diger baralara aktarılarak manevra yapılması mümkün degildir.
Bu duzen genellikle 33kV sistemde ve nadiren yüksek gerilim GIS'lerde(gas insulated sattons-gaz izoleli trafo merkezi)tercih edilir.
6.Parçalı Çift bara sistemi
Şekil-Parçalı Çift bara. Burada 5a sembolü ile gosterilen kuplaj kesicisi olup Çekmeceli tip olduğunda ayırıcı gorevi de görür ve kuplaj fideri olarak adlandırılır. A1 ve A2 baraları göstermektedir. 12.sembolü ile gosterilen trafo 3000V/400V donüştürme oranlı 16 -50 kVA güçlü yardımcı servis trafosudur. Yardımci servis trafosu trafo merkezinin 220V faz-nötr gerilimli alçak gerilim ihtiyacın karşılar; aydınlatma, ısıtma, kumanda sistemlerinin dc gerilimini saglayan Redresörleri besleme gibi amaçlarla kullanılır.
Bu sistemde baralar arası fider aktarılamaması ve transfer fideri olmaması bu sistemin dezavantajlarıdır. Ancak bu duzen 33kV'luk sistemde kullanılmakta olup çok sayıda(örnegin 18 adet ) hat fideri yapıldıgından ve boştaki bir fiderin kesicisi diger fiderler için kullanılabilecegi transfer fideri yoklugu çok onemli olmayabilir. Aynca trafo ve hat fiderleri için yedek kesici arabası alınarak merkezde bekletilmektedir.
7.Çift bara + transfer bara sistemi
Çift baranın (transfer bara)/(transfer fideri) eksikliginden dogan dezavantajını giderebilmek amacıyla çift baralı sisteme bir adet bara, bir transfer fideri ve her fider için birer adet baypas ayırıcısı ilave edilmesi yoluyla çift bara + transfer baralı sistem elde edilmiş olur.
Bu sistemde çift baranın ve transfer baranın avantajları aynı anda kullanılmış olur.
Şekil-Çift bara +transfer baralı sistem.
Bu sistem genellikle 380kV'luk ve 380kV/154kV trafo merkezlerinin hem 380kV hem de 154kV'luk kısımlarında kullanılır.TB sembolleri toprak bıçaklarını,G gerilim -trafosunu C2 notr akım trafosunu, 220/8 mm boru baralarının kesitini, TR'ler tek sargılı ototrafoları gostermektedir. Bank ifadesi ekonomik nedenlerle iki ototrafonun tek fiderden beslendigi duzenekleri ifade etmektedir. Kesikli çizgiler ilgili cihazın yerinde olmadıgını gösterir.
Yukandaki tek hat şemasından gorülecegi uzere 2 adet ototrafo paralel baglanarak ortak bir fiderle 380kV baraya baglanmıştır. 2 adet trafonun paralel baglanarak ortak bir kesici/fider üzerinden baraya baglandıgı duzenlere bank uygulaması denilir. Bank uygulamasında bir fiderden ve bir beyden tasarruf edilmiş olunur.Ancak trafolardan herhangi birinin arızalanması durumunda bank fideri kesicisi açılacagından diger trafoda enerjisiz kalacaktır. Bank uygulaması ekonornik olması ve saha çalışmasından tasarruf saglamasının yanında bir arıza olması durumunda aynı anda iki trafonun birden devre harici olması dezavantajına sahiptir.
Yine yukarıdaki tek hat şemasmda kuplaj ve transfer fiderinin (soldan tiytincti fider) ortak oldugu görülmektedir.Ortak fiderde tek kesici oldugundan bu fider belli bir anda yalnızca transfer yada kupla olarak kullanılabilmektedir.Kuplaj olarak kullanıldıgında transfer fiderinin avantajından yararlanılamamaktadır.Kuplaj ve transfer fiderlerini ortak kullanmasının nedeni ekonomik olması ve saha açısından tasarruf saglamasıdır.
Şekil-Çift bara + transfer baralı sistem cihaz yerleşimi.
TEiAŞ sisteminde kullanılan çift bara + transfer baralı sistemde cihazların ve baraların dizilişi sebebiyle bir beyden aynı anda yalnızca tek yonde çıkış yapmak mümkündür. Bu husus alanın ekonomik kullanılmamasını beraberinde getirir . Aynı fider sayısı için bu düzende U-çift baraya gore daha uzun bir alan gerekir. Cihazların ve baraların farklı yerleştirilmesi sonucu (örneğin U-Çift barada yukarıda transfer bara katı oluşturulması gibi) her iki yone çıkış saglanabilir. İkinci bara katı işletme açısından güçlük çıkardığı icin pek tercih edilmemektedir.
8.Üç Baralı Sistem
Bir merkezde 3 farklı merkez varmış gibi işletme saglayabilmek,3 güç trafosu olması durumunda herhangi iki trafoyu paralel calıştırmamak gibi amaclarla 3 baralı sistem oluşturulabilir.Bu sistem TEiAŞ'ta cok nadiren 33 kV gerilim seviyesinde kullanılır. TEiAŞ sisteminde kullanılan 100MVA'lık güc trafolarının yüzde empedans gerilimi %U k=12'dir.Bu deger trafonun sekonderi kısa devre edilmişken nominal akımı primerdeki gerilimin nominal primer gerilimine oranlanması ile tespit edilebilir.Yüksek olması durumunda trafonun kayıpları artarken trafonun besledigi 33kV'luk bir tüketim barasında oluşacak kısadevre arıza akımı azalir.33kV'luk barada bir tüketim barasında kısa devre arızası oluşması durumunda barada oluşacak kısa devre gücü pu(per-unit) olarak yüzde empedans geriliminin carpmaya gore tersidir.Ornek olarak 100MVA'llk bir trafonun besledigi 33kV 'luk barada oluşan kısa devre arizasındaEn kötü durumda sistem empedansı sıfır olarak alınırsa 1/0,12= 8,33 pu kısa devre gücü oluşur. 100MVA baz girişi icin bu deger 8,33.100 = 833MVA eder. Arıza tek faz-toprak arızası gececek ariza akımı: 833.106/( 3.33.10^3)= 14,6kA bulunur.
"Elektrik iletim Sistemini Arz Güvenilirligi ve Kalitesi Yonetmeligi" ne gore 33kV'luk sistem arıza akımı 16kA ile sınırlandırılır.14,6kA'lik arıza akımı yonetmelige uygundur.TEİAŞ sisteminde 33kV malzemeler 25kA'lik arıza akımına dayanacak şekilde secilir. Ancak 33kV luk
fiderleri kullanan Dagıtım şirketleri techizatları 16kA'e gore seçmektedir.
iki trafo paralel çalışırsa yüzde empedans degeri yarıya düşeceginden, yine sistem empedansının sıfır alınması durumunda(faz-toprak kısa devre ariza akımı 2 katına çıkararak 14,6.2=29,2kA olacaktır. Bu ise 16kA'den oldukça yüksek oldugundan 1OOMV A'lık trafoların
hicbir zaman paralel calıştırılmaması gerekir Bu nedenle trafoların paralele alınmamasını engelleyen elektriki kilitleme düzenleri yapılır. Her ne kadar ulusal iletim sistemindeki bircok trafo 100MVA'lar yerine daha düşük trafolar kullanılmaktaysa da küçük güçlü trafolar her an lOOMVA'lar ile degiştirilebildiginden trafo merkezleri 2x100 MVA 'ya gore tasarlanır.
**Bu bilgiler TEİAŞ dökümanlarından alınmıştır.