SEKONDER KORUMA 1_Ölçme Trafoları

SEKONDER KORUMA
1_Ölçme Trafoları (Akım Trafosu / Gerilim Trafosu)
2_Sekonder Röleler
3_Anahtarlama Elemanları (Kesiciler / Ayırıcılar)
2_RÖLELER
A- AKIM RÖLELERİ (AR)
A1-Düşük Akım Rölesi
A2-Aşırı Akım Rölesi (AAR)
Sabit zamanlı-Ters zamanlı-Yönsüz-Yönlü
B- DİFERANSİYEL RÖLE (DR)
B1- Bağımsız DR
-a-Trafo DR
-b-Motor-Generatör DR
-c-Bara DR
B2- Bağımlı (Pilot Hatlı) DR
C- EMPEDANS RÖLELERİ
(Mesafe rölesi)
D-GERİLİM RÖLELERİ
D1-Düşük Gerlim Rölesi
D2-Aşırı Gerilim Rölesi
D3-Ters Faz (FazSırası) Rölesi
E- GÜÇ RÖLELERİ
Frekans Rölesi-Güç Adası Rölesi
1_Ölçme Trafoları (Akım Trafosu / Gerilim Trafosu)
Akım Trafoları
1.1.
IP / I S
IHAT
i
IP / I S
Faz İletkeni
i
A
A
AT larının sekonderlerine Ampermetre veya cihazların “Akım Bobinleri” bağlanır.
AT Sekonderi kesinlikle açık devre edilmemelidir !
AT larının temel görevleri :
 Hat akımını küçültmek
 Gerilim İzolayonu sağlamak
 Standart ölçü cihazı yapımını sağlamak
AT larının bazı temel büyüklükleri :
 Devamlı yük akımı
 Kısa devre termik akımı
 Kısa devre dinamik akımı
: 1,2 IN
: Ith=100 IN
: Idyn=250 IN
AT Çevirme Oranı :
IP
IS
kA 
: 5 – 10 – 15 – 20 – 25 …. 50 …. 75 …. 100 …. 250 …. 500 …. 1000 ….2000 (A)
: 5 (A) (Özel imalat IS : 1 A)
IP
IS
i
I HAT
kA
Örnek : Hat akımı 85 A akım trafosu k A 
akım i 
IHAT 85

 4.5A olarak ölçülür.
kA
20
100
 20 seçilmiş ise, Ampermetreden geçen
5
AT Sekonder Gücü :
Sekondere bağlanacak kablo ve cihazların gücünü karşılamak.
2,5 - 5 – 10 - 15 - 30 VA
AT Sınıfı :
0.1 - 0.2 – 0.5 – 1 - 3 -5
% hata  100 
 k N .IS  IP 
IP
AT Ölçme/Koruma Amaçlı Kullanımı :
Aşırı Akım Rölesi ile İletim Hatlarının Korunması
A
KESİCİ
I1
A
AT
Hat
Açma
Kumandası
i1
AAR
Yük Modeli
Eşdeğer
Kaynak
0,1 s
Yük
Tek Taraftan Beslenen Hat
A
0,5 s
B
C
0,4 s
D
0,3 s
0,1 s
E
0,2 s
0,1 s
0,1 s
0,1 s
0,1 s
tmin=0,1 s , t=0,1 s
Sorun : Zaman koordinasyonu sonucunda, en büyük arıza akımlarının olduğu bölgede (A-B
arası) en büyük açma zamanı karşılık düşmektedir.
Çift Taraftan Beslenen Hat
A
B
C
D
E
Önce A barasından besleme varsayımı ile
A
B
0,5 s
C
0,4 s
0,1 s
D
0,3 s
0,1 s
E
0,2 s
0,1 s
Sonra B barasından besleme varsayımı ile
A
B
C
0,2 s
D
0,3 s
E
0,4 s
0,1 s
0,5 s
0,1 s
0,1 s
İki durum birleştirilerek zaman koordinasyonu sağlanır.
A
B
0,2 s
0,5 s
C
0,4 s
0,3 s
D
0,4 s
0,3 s
0,1 s
0,1 s
E
0,2 s
0,5 s
0,1 s
Yön koordinasyonu için de
A 0,5 s
0,2 s B 0,4 s
0,3 s C 0,3 s
0,1 s
0,4 s D 0,2 s
0,1 s
0,5 s E
0,1 s
: Aşırı Akım Rölesi (AAR)
veya
: Yönlü AAR
DİFERANSİYEL RÖLE
Temel Bağlantı
Kesici
Açma
Kumandası
I1
Korunan Sargı
i1
I2
Faz İletkeni
i2
D.R. | i1-i2 |
Büyük güçlü (S>100 MVA) Generatör, Motor, Trafo, Bara, Reaktör, İletim Hattı
korunmasında arızalara karşı en etkili ve hassas koruma şekillerinden biridir.
1- Generatör/Motor Koruması
Generatör
IF1 , IF2
IF2
F1
F2
i1
i2
D.R. | i1-i2 |
i1S
kA1
I2P
N1: N2
I1P
V1
V2
D.R. | i1-i2 |
kA2
i2S
BR
V1
V2
D.R.
D.R.
Mesafe koruma röleleri özellikle dağıtım şebekelerinde, özellikle 10 km ve üzeri hatlarda
tercih edilmektedirler. Mesafe koruma algoritmaları diferansiyel koruma kadar olmasa bile,
diferansiyel koruma algoritmasından sonra en hızlı çalışan algoritmadır. Bu nedenle mesafe
koruma röleleri "hat diferansiyel koruma ile birlikte kullanılan yön karşılaştırmalı blokaj
düzeni" opsiyonu yerine kullanılmaktadırlar. GOSB' da mesafe koruma rölelerinin, kısa
hatlarda çeşitli blokaj düzenekleri oluşturarak hızlı ve selektif açma özelliğinden yararlanılmış
ve daha önce İzmir Atatürk OSB' de uygulamış olduğumuz "hat diferansiyel röle+yönlü
blokajlı röle" opsiyonuna alternatif olarak bu koruma düzeni uygun görülmüştür. Ekonomik
olarak bakıldığında her iki sistemin de maliyeti birbirleriyle aşağı yukarı aynı seviyelerdedir.
Sistemlerden birinde iki röle kullanılarak donanım yedeği oluşturulmakta, diğerinde ise
donanım yedeği olarak karşı istasyondaki röle kullanılmaktadır. Mesafe koruma röleleri
içerisinde aynı zamanda, yüksek dirençli toprak arızaları için ters zamanlı yönlü koruma
elemanı da opsiyonel olarak kullanılabilir. Şekil 1'de sistemin prensip şeması gösterilmiştir.
Şekil 1. Mesafe koruma prensibi
Kısaca çalışma prensibine bakacak olursak mesafe koruma, hattın sağlıklı çalışma
koşullarındaki empedansı ile arıza durumundaki empedansın birbirinden farklı olması
gerçeğine dayalı olarak çalışır. Bu nedenle empedans koruma olarak da adlandırılır. Mesafe
koruma röleleri parametrelenirken hattın %85'i birinci bölge olarak ayarlanır ve bu bölgede
görülen arızalar için gecikmesiz olarak açma uygulanır. Burada geri kalan %15'lik kısımdaki
arızalar ikinci bölge olacağından 300-350 ms.'lik gecikme süresi sonrasında açma komutu
üretecektir. Ancak kısa hatlarda çeşitli hızlandırma veya blokaj düzenekleri kullanıldığından
böyle bir gecikme söz konusu değildir. Şekil 2'de örnek bir OG ring hat üzerinde mesafe
koruma röleleri tele-protection opsiyonu ile prensip olarak gösterilmiştir.
Şekil 2. OG Ring hattı ve mesafe koruma uygulaması
Bu koruma sisteminde özetle:






Sınırsız sayıda Trafo Merkezi olabilir.
Hat diferansiyel korumadan sonra en Hızlı Koruma sistemidir.
Hat diferansiyel korumadan sonra en Selektif koruma sistemidir.
Bara arızalarında zone dışı değildir, daima koruma yapar.
Diğer istasyon röleleri back-up görevi yapar.
Kısa hatlarda tele-protection gerekir (PUTT, POTT vb.)
Dikkat edilmesi gereken önemli bir nokta da mesafe koruma rölelerinde ayarlanabilecek
minimum mesafenin hesaplanmasıdır. Bu mesafe aşağıdaki formül ile hesaplanır:
Örneğin:
SIEMENS röleler için ayarlanabilecek minimum sekonder empedans:
1A röleler için: 0,1?
5A röleler için: 0,5?
alınarak sistemde korunabilecek minimum mesafe hesaplanır.
1A için
Akım trafosu oranı : 400A/1A
Gerilim trafosu oranı : 36kV/0,1 kV olan bir sistemde korunabilecek minimum mesafe:
Zp = 0,1 ? ? 360/400 = 0,09 ? ? 400-450 m
5A için
Akım trafosu oranı : 400A/5A
Gerilim trafosu oranı : 36kV/0,1 kV olan bir sistemde korunabilecek minimum mesafe:
Zp = 0,5 ? ? 360/80 = 2,25 ? ? 10000-11000 m
elde edilir. Bu nedenle OG sistemlerde mesafe koruma uygulaması kullanılacaksa korunacak
mesafeler çok kısa olacağından muhakkak suretle ring giriş ve çıkışlarındaki akım trafoları
1A seçilmelidir.
IP / I S
IP / I S
A
A
i
A
B
C
F
D
E
VA
VB
VE
VC
VD
IE
IA
ZA
ZB
ZC
ZD
ZE
Halkalamalar % 100
Halkalamalar % 85
Röle elemanları
AAR
Zaman
Yön
Z ölçme
Zaman koordinasyonu tek çift