Sunuyu indir
Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz
1
İLETİM HATLARINDA KORUMA
2
Giriş İletim hatları koruması, güç sistem korumasında merkezi bir öneme sahiptir. Zira, iletim hatları, üretim santrallerini yük merkezlerine bağlayan temel elemanlardır. İletim hatları, güç sistemlerinde meydana gelen arızaların büyük çoğunluğuna maruz kalır. Dağıtım seviyesi (düşük-orta gerilim) hatlarındaki koruma sistemi, iletim seviyesindekilere (yüksek gerilim) göre daha basittir.
3
Giriş İletim seviyesindeki koruma (dağıtım seviyesine nazaran) sistem güvenliği açısından daha kritik bir önem sahiptir. Bu yüzden daha karmaşık ve pahalı röle sistemleri kullanılır. İletim hattının uzunluğu; uygulanacak koruma sistemi, kullanılacak röle tipi ve ayarlarını doğrudan etkileyen bir unsurdur.
4
Tek akış yönlü dağıtım sistemleri
Dağıtım seviyesindeki genel yapıdır. Üretim tek tarafta olup, güç akışı, iletim hatları vasıtasıyla yüklere doğru olma üzere tek yönlüdür. Kaynak tek tarafta olduğundan, her bir iletim hattını korumak için tek kesici (kaynak tarafında) yeterlidir. 1-2 arasındaki bir arızada B12 kesicisi açmalı. Bu durumda, 2,3 ve 4 yükleri enerjisiz kalacaktır. Bu tip sistemdeki iletim hatlarını korumak için genelde aşırı akım röleleri kullanılmaktadır.
5
Tek akış yönlü dağıtım sistemleri
Arıza akımının büyüklüğü, arızanın kaynağa uzaklığına bağlı olarak değişir. Kaynaktan uzaklaştıkça empedans arttığından, arıza akımı, mesafe ile ters orantılı bir şekilde azalır. Arıza akımının büyüklüğü ayrıca, arıza tipine (üç faz arızalarda maksimum, faz-faz veya faz-toprak arızalarında minimum) ve generatör üretimine (maksimum üretimde maksimum, minimum üretimde minimum) bağlı olarak değişir. Röleler ait oldukları ilk hatların ana korumasını yaparken, ikinci hatlar için de artçı koruma görevini yerine getiriler.
6
Aşırı akım artçı koruma
Y rölesine artçılık yapan X rölesi; Y tarafından görülen minimum arıza akımının 1/3’ünde ve Y tarafından görülen maksimum arıza akımında, Y’nin çalışma zamanından koordinasyon süresi (ortalama 0,3 sn) kadar bir gecikmeyle (Y arızayı temizleyemezse) çalışmalıdır.
27
Örnek (Elements of Power System Analysis, Stevenson)
29
Örnek (Elements of Power System Analysis, Stevenson)
30
IFC-53 Tap settings: 1.0, 1.2, 1.5, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 10.0, 12.0 A
32
Setting R1: 658*(5/100)*(1/4)=8,225 katı TDS=2,6 için açma zamanı:0,4 sn. 0,4+0,3=0,7 sn (1 rölesinin açma zamanı) 658*(5/100)*(1/5)=6,58 katı Şekilden 6,58 katı için 0,7 sn.ye karşılık gelen TDS:3
33
Çift Akış Yönlü Dağıtım Sistemleri
34
İletim Sistemi Hatlarında Koruma
İletim sistemi, dağıtım sisteminden farklı olarak (radyal/tek ring yerine) enterkonnekte yapıdadır. Empedans (mesafe koruma) röleleri yaygın olarak kullanılır. Empedans, arızanın uzaklığına göre değişir ve arıza akımının büyüklüğüne bağlı değildir.
35
Mesafe Koruma Röleleri
Adında anlaşılacağı üzere, iletim hattında belirlenen mesafeler içindeki arızaları görür. Her iletim hattının, tasarımına (iletken tipi) ve kurulum şekline (direk tipi vb.) göre değişen, genellikle km başına tanımlanan bir empedans değeri vardır. Ölçülen akım ve gerilim değerlerinden Ohm kanununa göre empedans hesaplanır.
36
… Mesafe Koruma Röleleri
Şekilde gösterilen elektromekanik tip mesafe koruma rölesindeki çalışma prensibi; Normal işletme koşullarında; gerilim yüksek, akım düşüktür. Bu yüzden, gerilim uygulanan bobinin çekme kuvvetinin akım bobinine göre fazla olması nedeniyle röle kontağı açık vaziyettedir. Arıza koşullarında ise; gerilim düşer ve akım artar. Dolayısıyla değişen çekme kuvvetleri sonucunda denge bozulur ve röle kontağı kapanır
37
Arıza (kısa devre) anında rölenin gördüğü empedans, normal durumla karşılaştırıldığında çok küçüktür. Röle tarafından ölçülen empedans, ilgili kademeye ait çemberin içinde olduğunda röle çalışır. 1. bölgedeki (kademe) empedanslarda, röle çalışma zamanı minimumdadır. Kademeler arttıkça rölelerde ayarlanan zaman gecikmeleri de artar.
38
… Mesafe Koruma Röleleri (Yönsüz)
Röle çalışma bölgesi; set değerinden düşük tüm daire içindeki alandır. Yandaki karakteristikteki röle yönsüz tip röledir. Yani, gerisindeki arızalarda da çalışır. Gerilim ve akım arasındaki açı farkının bir önemi yoktur.
39
… Mesafe Koruma Röleleri (Yönlü)
40
MK Rölesi Kademe Ayarları
Doğru koordinasyon; yönlü 1. kademede ani, buna ilave olarak bir veya iki zaman gecikmeli kademeler ile sağlanır. İletim hatlarının direnç ve reaktans değerleri uzunluklarıyla orantılıdır. Bu değerler, R/X diyagramı üzerinde rölenin çalışma bölgesini ve karakteristik açısını belirler.
41
MK Rölesi 1. Kademe Ait olduğu hattın genelde %80’ini kapsayacak şekilde ayarlanır. Bu ‘düşük-menzil’ ayarı, seçiciliğin sağlanması açısından ikinci hattın bölgesine girilmemesini garanti etmek için aşağıdaki nedenlerle belirlenen toleransı içerir İletim hatlarının empedans ölçümlerinde %10’a varan hataların görülmesi Akım ve gerilim trafolarının geçici rejim performanslarından kaynaklanan hatalar Röle ölçüm hataları
42
… MK Rölesi 1. Kademe Mesafe koruma rölesi, 1. kademede ani (gecikmesiz) çalışacak şekilde ayarlanır.
43
MK Rölesi 2. Kademe Hattın 1. kademeden sonra kalan kısmını zaman gecikmeli olarak korur. Karşı baradan sonraki hatların kısa bir bölümü de koruma bölgesi içinde yer alır. Ancak bu bölümlerdeki arızalar için zaman gecikmesi olduğundan, sadece karşı baranın koruma sistemi tarafından arıza zamanında temizlenemediğinde devreye girer.
46
İleri yön; korunacak bölgeye doğru olan, geri yön ise bunun ters tarafındaki yöndür.
İletim sisteminde kullanılan empedans röleleri, genel olarak ileri yöndeki arızalarda çalışacak şekilde ayarlanır. Bu tip röleler yönlü empedans röleleridir. Mho röleleri bu tip rölelere bir örnektir. P1 arızasını, ileri yönlerinde gören R12 ve R21 röleleri temizlemelidir. P1, P2, P3 ve P4 arızalarının hepsi R12 rölesinin ileri yönündedir. Eğer R12; iletim hattının sonuna yakın bir bölgedeki arızayı da kapsayacak şekilde ayarlanırsa, 2 nolu baraya yakın diğer iletim hatlarındaki arızalarda da (P3, P4) çalışma ihtimali yükselecektir. Ancak, R12’nin P3 ve P4 arızalarında çalışması (1. kademede) istenmeyen bir durumdur. Bu nedenle, 1. kademe koruma bölgesi (zone-1), tolerans payı düşünülerek korunan hattın %80-85’ini kapsayacak şekilde ayarlanır.
47
1. kademedeki arızaların mümkün olan en hızlı şekilde temizlenmesi hedeflenir. Hattın %80’inin kapsayacak şekilde ayarlanır. 2. kademe, genelde hattın uzunluğunun %120’sini kapsayacak şekilde ayarlanır. R12’nin 2. kademesinde belirlenen zaman gecikmesi sayesinde R23 ve R24 ile zaman koordinasyonu sağlanır. Benzer şekilde R21 için de 1. ve 2. kademe ayarları yapılır. P1 arızası: R12 ve R21 röleleri en hızlı şekilde çalışırlar. Zira, arıza her iki rölenin de 1. kademesi içindedir.
48
P2 arızası: R21 1. kademede en hızlı şekilde çalışırken R12 2
P2 arızası: R21 1. kademede en hızlı şekilde çalışırken R12 2. kademede gecikmeli olarak çalışacaktır. P3 arızası: R23 tarafından 1. kademede ani (gecikmesiz) olarak temizlenir. Arızanın R23 tarafından temizlenememesi halinde R12 ve R42 arızayı 2. kademede gecikmeli olarak temizlemelidir. 3. kademe; 1. kademede korunan hattın sonundaki baraya bağlı diğer hatlardan en uzun olanı kapsayacak şekilde ayarlanır. Dolayısıyla, R12’nin 3. kademesi ile 2 nolu baradaki rölelerin (R23, R24) 2. kademe çalışma zamanları koordine edilmelidir.
49
… Empedans (Mesafe Koruma) Röleleri
İletim hatlarının, acil durumlarda belli süreler için normal işletme limitlerinin üzerinde yüklenmeleri gerekebilir. Bu durumda, hattan geçecek yüksek akım nedeniyle rölelerin gördüğü empedans azalacaktır. Bu nedenle, hatların acil durum yüklenme limitlerinde, röleler tarafından ölçülen empedans değerlerinin, çalışma bölgeleri içinde kalmadığını kontrol etmek gerekir. Aksi halde, yük akımı röle tarafından arıza akımı olarak değerlendirilecektir. Nadiren, 2. ve 3. kademe koordinasyonunu ayarlamak çok zor olabilir. Bu ve yukarıdaki maddede bahsedilen durumlarda sistem emniyetini riske sokabilecek hatalı açmaları engellemek için 3. kademe koruması uygulanmayabilir.
50
Örnek (Elements of Power System Analysis, Stevenson)
Benzer bir sunumlar
