GENERATÖR VE TRAFOLARIN PARALEL BAĞLANMASI

TRAFOLARIN PARALEL BAĞLANMASI NASIL YAPILIR Paralel bağlama, birden fazla transformatörün aynı baraya bağlanması işlemidir. Tüketicinin artan güç ihtiyaçları karşısında mevcut trafonun yetersiz hale gelmesi, ek trafo veya trafoların aynı baraya bağlanması ile çözülür. Günümüzde en çok kullanılan ve kritik olan bağlama şekli primerleri ve sekonderleri ortak olan bağlama şeklidir.  İki veya daha fazla transformatörü parelel bağlarken, gücü gerçek anlamda karşılayabilmek ve trafolara zarar vermemek için bazı önemli kurallar vardır.

► Aynı baraya bağlanacak olan transformatörlerin bobin gerilimleri eşit olmalıdır. Buna parelel olarak çevirme oranları da eşit olmalıdır. ► Bobin bağlantı grupları ve grup açıları birbirine eşit olmalıdır. ► Transformatörlerin görünür güçleri birbirine eşit olmalıdır. Bu mümkün değilse en fazla %30'luk bir farka izin verilmelidir. ► Transformatörlerin bağıl kısa devre empedansları birbirine eşit olmalıdır. Mümkün değilse en fazla %10'luk bir farka izin verilmelidir. ► Transformatörlerin bağıl boşta çalışma akımları ve bunların faz açıları biribirine eşit olmalıdır. ► Eğer birbirine bağlanacak olan transformatörler tek fazlı ise bobinlerin sarım yönleri ve giren ve çıkan akımların yönleri birbirine eşit olmalıdır.

TRAFOLARIN PARALEL BAĞLANMA ŞARTLARI -Gelişen teknoloji elektrik şebekelerine de yük getirmekte. Evlerimizde ve işyerlerinde elektrikle çalışan aygıtların sayısı her geçen gün artmakta. -Bu artış elektrik şebekelerindeki yük artışını beraberinde getiriyor. Bundan en çok etkilenen dağıtım trafoları oluyor. -Bu etkilenmeyi en aza indirgemek ve trafoların yüklerini paylaştırmak amacı ile trafoların paralel bağlanarak performansları arttırılıyor.

TRAFOLARIN PARALEL BAĞLANMA ŞEKİLLERİ Bir veya daha fazla trafonun ortak baralara bağlanma işlemlerine trafoların paralel bağlanması denmektedir. Trafolar üç şekilde bir birlerine paralel şekilde bağlanmaktadırlar. Bunlar; Primer ortak paralel bağlantı Sekonder ortak paralel bağlantı Primer – sekonder ortak paralel bağlantı.

PRİMER ORTAK PARALEL BAĞLAMA Transformtatörlerin giriş sargılarının aynı baradan beslendiği ve çıkış sargılarının farklı yükleri beslediği paralel bağlama şeklidir. Çok fazla farklı birimin olduğu üretim tesislerinde birimlerin farklı trafolardan beslenmek istenebilir. Bu durumda tesis için birden fazla trafo kurularak bu trafolarla üretim tesisindeki birimlerin enerji ihtiyacı sağlanır. Aşağıdaki şemada Primerleri Ortak Paralel Bağlama şekli gösterilmiştir.

Yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi T1 ve T2 transformatörleri primerleri ortak, sekonderleri ayrı olacak şekilde paralel bağlanmış ve farklı dağıtım panolarını beslemektedirler. T1 ve T2 trafolarının çevirme oranları aynı olabileceği gibi farklı çevirme oranlarında da olabilirler. Örneğin V1 400V iken, V3 900V olabilir. İhtiyaca göre farklı gerilim baraları oluşturmak için de trafolar yukarıdaki gibi paralel bağlanabilir.

SECONDER ORTAK PARALEL BAĞLAMA Bu bağlama şeklinde trafolar farklı gerilim kaynaklarından beslenirken aynı barayı beslerler. Yani primerleri ayrı ama sekonderleri aynı baraya bağlıdır. Bu bağlama şekline uygulamada çok sık rastlanmasa da bazı durumlarda kullanılabilir. Önce bağlama şeklinin şemasını verelim sonra kullanım örneğini anlatalım.

Birden fazla trafo yukarıdaki gibi bağlandığında bu sekonderi ortak paralel bağlantıdır. V1 ve V2 değerleri aynı olabileceği gibi farklı gerilim değerleri de olabilir. Bu bağlama şekli için şöyle bir örnek verebiliriz. Genellikle işletmelerde enerji kesintilerinde devreye girip tesisi besleyecek jeneratörler bulunmaktadır. Eğer bir işletmede orta gerilim hattı varsa (örneğin 6,3 kV) ve tesisteki jeneratörler de alçak gerilim jeneratörleri ise (örneğin 0,4 kV) bu tesiste enerji kesintisi durumunda orta gerilim hattını beslemek için alçak gerilim jeneratörleri kullanılacaktır. Jeneratörün çıkışı 0,4/6,3 dönüştürme oranlı bir trafoya bağlanırsa orta gerilim hattı bu şekilde beslenir. Eğer birden fazla jeneratör varsa bu bağlantı birden fazla transformatör ile yukarıdaki gibi çoğaltılabilir. Bu şekilde çalışma sekonderi ortak paralel bağlama için bir örnek olabilir.

PRİMER-SECONDER ORTAK PARALEL BAĞLAMA Primerleri ve sekonderleri ortak paralel bağlama uygulamada en çok kullanılan şekildir. Tesisin tüm yükleri bir baraya bağlıdır ve bu barayı besleyen birden fazla trafo bulunur. Bağlama şekli aşağıdaki gibidir.

Yazının başında da belirttiğimiz gibi bir tesiste eğer mevcut trafo yük ihtiyacını karşılamıyor ise ikinci veya üçüncü bir transformatör ihtiyacı doğduğunda yukarıdaki gibi trafolar birbirine bağlanabilir. Bu bağlantı şeklinde transformatörlerin primerlerinin bağlandığı bara ile sekonderlerinin bağlandığı bara ortaktır.

TRAFOLARIN PARALEL BAĞLANMASINDAKİ AMAÇ NEDİR? Şebekedeki yük arttıkça iletim ve dağıtım trafolarına binen yük artar ve trafolardan daha fazla yük çekilmeye başlanır. Bunun sonucu trafolarda aşırı ısınma ve bazen aşırı ısınmadan kaynaklanan yanma meydana gelebilir. Bunun için bazen trafoların daha üst gücüyle değiştirilmesi veya paralel bağlanması işlemi yapılır. Trafolar paralel bağlanarak üzerinden geçecekleri akım miktarı artmış olacağından besledikleri yük miktarı da artmış olacaktır.

TRAFOLARIN PARALEL BAĞLANMASINDAKİ ŞARTLARI Her güç yetersizliğinde istediğimiz güçte trafoyu birbirine bağlamamız mümkün olmamaktadır. Trafoların paralel bağlanma prensibi kurallarına bağlı kalarak trafoları paralel bağlayabiliriz. Trafoların paralel bağlanmaları için şu şartlar oluşturulmalıdır.

Gerilim dönüşüm oranları aynı olmalıdır Gerilim dönüşüm oranları aynı olmalıdır. Gerilim farkı oluştuğunda yüksek olan gerilimden düşük olan gerilimli trafo arasında dengeleme akımı geçer. Bu verim kaybına ve ısınmaya yol açar. Empedansları aynı olmalıdır Trafoların bağlantı kutupları aynı doğrultuda olmalıdır. Farklı bağlantı kısa devreye sebebiyet verir. Çok fazlı trafolarda faz sıralarına veya pozitif gerilim noktalarının ulaşım sırasının aynı olamasına dikkat edilmelidir Paralel bağlanacak trafoların anma yükünde kısa devre gerilimleri (uk) birbirine eşit yada çok yakın olmalıdır. Paralel bağlanacak trafoların güçleri birbirine eşit veya güçleri arasındaki oran 1/3 ten küçük olmamalıdır. Aynı güce sahip olmaları avantajlıdır

TRAFOLARIN PARALEL ÇALIŞMASININ AVANTAJLARI ► Yüksek Çalışma Verimliliği: Genellikle trafolar tam yükte yüksek verimlilikte çalışır. Trafolar paralel bağlanarak, artan yük talebini yerine getirmek için trafolar arası geçiş yapılabilir. Bu şekilde yüksek verimlilik elde edilir. ► Sistem Kullanılabilirliğini Üst Düzeye Çıkarma: Paralel bağlı trafoların, bakım ve arıza gibi durumlarda devreden çıkan trafo, paralel bağlandıkları için herhangi bir güç kaybına olmadan çalışmaya devam edeceklerdir. ► Yüksek Sistem Güvenilirliği: paralel bağlı trafolardan biri arıza nedeniyle devreden çıkarılınca diğer trafolar yükleri paylaşarak sistemin güvenli çalışmasına devam edilmesini sağlar. ► Yüksek Esneklik Kapasitesi: Gelecek yıllarda güç talebi artacağı düşünülürse, tek başına bir trafodan ziyade paralel bağlanış trafolar daha esnek bir çözüm olacaktır. Hem maliyet açışından hem de sistemi dengelemek açışından daha iyi sonuçlar alınabilir.

TRAFOLARIN PARALEL ÇALIŞMASININ DEZAVANTAJLARI ► Bir trafodan diğer trafoya sirküle eden akımları riskli olması. ► Paralel bağlı trafoların empedansı önemli ölçüde düşüktür. Empedansın düşük olması kısa devre akımlarını artırır. ► Kısa devre akımının artması sonucu kullanılacak kesicilerin kapasitesinin artmasına neden olur. ► Paralel bağlı 3 faz sistemlerin kontrolü zordur.

JENERATÖR NEDİR? Jeneratörler, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren, alternatör ve motordan meydana gelen makinelere jeneratör denir. Bu aletlere, ışık enerjisini elektriğe dönüştüren fotoelektrik hücreleri, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren makineler, kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çeviren bataryalar, ısı enerjisini elektrik enerjisine çeviren termoelektrik jeneratörler ve dizel jeneratörler de dahildir. Dinamo adı verilen elektromanyetik jeneratörde bir bobin, manyetik alan içinde indüksiyon çizgilerini kesecek biçimde hareket ettirilir.

GENERATÖRLERDE SENKRON ŞARTLARI Üç fazlı bir şebeke ile bir generatörün paralel bağlanabilmesi için şu koşulları sağlamak  gerekmektedir. 1. Şebeke gerilimi ile generatör gerilimi aynı olmalıdır.  2. Şebeke frekansı ile generatör frekansı aynı olmalıdır. 3. Şebeke faz sırası ile generatör uç geriliminin faz sıraları aynı olmalı, bir anlamda şebeke döner alanı ile generatör döner alan yönü aynı olmalıdır. 4. Şebeke ve generatörün faz gerilimleri eşit ve üst üste düşmeli ve fazörlerin yönleri aynı olmalıdır. Bu dört madde sağlandıktan sonra bir senkron generatör şebekeye bağlanabilir.

SENKRONİZASYONU SAĞLAMAK İÇİN ŞUNLAR YAPILABİLİR 1. Generatör frekansını şebeke frekansına eşitlemek için motorunun hızı ayarlanır, 2. Generatör gerilimini şebeke gerilimine eşitlemek için genaratör çıkış trafoları kullanılır 3. Generatör ile şebeke fazları arasındaki açı farkı sıfırlanır (açı farkına göre generatör hızı hassas bir şekilde artırılarak ya da azaltılarak farkın sıfıra yaklaşması sağlanır), 4. Frekans, gerilim ve açı farkı koşulları sağlandığı anda generatör şalteri devreye alınır.

İlk üç madde, senkronizasyon gerçekleme rölesi tarafından otomatik olarak gerçekleştirilmektedir. Dördüncü  madde ise PLC tarafından uygulanmaktadır. Çok önemli bir husus da, senkron sinyali oluştuğu andan itibaren en kısa zamanda  şalteri kapattırmak gereğidir. Senkronizasyon gerçekleme rölesi generatörü uzun süre senkronda tutamayabilir. Şalter kapattırılması gecikir ise, generatör fazları senkrondan dışarı kayabilir. Bu sebeple, iki kaynak senkron olduğu andan itibaren yaklaşık 100 ms içinde şalter kapattırılmalı ve iki kaynak paralel çalışmaya  alınmalıdır. Paralel çalışma gerçeklendiği andan itibaren, generatör çalıştığı sürece senkrondan çıkamaz çünkü  şebeke gibi büyük bir kaynağa karşı koyamaz.  Generatör kumandası için iki büyüklük kontrol edilir: uyarma akımı ve yakıt miktarı. Generatörün iki çalışma modu vardır: Tek başına ve şebekeye paralel. Generatör tek başına çalışırken, uyarma akımı gerilim kontrolünde, yakıt miktarı da frekans kontrolünde kullanılır. Generatör şebekeye paralel çalışırken ise, uyarma akımı reaktif güç kontrolünde, yakıt miktarı da yük miktarı kontrolünde kullanılır.

SENKRONİZASYON GERÇEKLEME RÖLESİ Generatörün şebeke ile senkronizasyonunu sağlar. Şebeke faz gerilimleri ve  generatör faz gerilimlerini giriş olarak alır. Generatör fazlarını şebekeye senkron hale  getirmek için generatörüm uyarma akımına ve gaz valfine kumanda eder. Generatör şebekeye senkron olduğu anda yaklaşık 150 ms’lik bir pulse çıkışı verir.

SENKRONİZASYON KONTROL RÖLESİ Şebeke faz gerilimleri ve generatör faz gerilimlerini giriş olarak alır. İki giriş birbirine senkron ise kontak çıkışı verir. Bu çıkış, senkron durumu mevcut olduğu sürece aktiftir. Sonkronizasyon bozulursa bu çıkış da tekrar sıfıra döner.

KAYNAKLAR http://www.elektrikport.com http://www.kontrolkalemi.com http://www.elektrikce.com http://elektrikteknikeri01.blogspot.com http://www.elektrikrehberiniz.com