Çift Beslemeli Sistemlerde Senkronizasyon

Senkronizasyon, iki adet beslemenin bulunduğu sistemlerde beslemelerin paralel bağlanması gerektiği noktalarda gerçekleştirilmesi gerekli olan bir durumdur. Bu yazımızda senkronizasyon işleminin 2 ana çeşidini detaylı bir şekilde inceledik.

A- A+

17.07.2017 tarihli yazı 12347 kez okunmuştur.

Paralel senkronizasyon işlemlerinde ölçümlerin yanında kesicilerin kapanmasına izin vermek için çeşitli şartların sağlanması gerekmektedir. Senkronizasyon cihazlarının temel olarak iki ana tipi bulunmaktadır:

► Denetlemeli Senkronizasyon Cihazları
► Otomatik Senkronizasyon Cihazları

1) Denetlemeli Senkronizasyon Cihazları

Bir senkronizasyon cihazı iki adet güç kaynağının eş zamanlı olup olmadığını belirlemek ve belirli şartlar altında enerji çıkışı sağlamak üzere kullanılır. Çıkışlar normal şartlar altında gerilim barındırmayan kontaklar şeklindedir bu yüzden devre kesicilerin kapanıp açılmasını kontrol etmesi için kesici kontrol devreleri kullanılır.

Denetlemeli senkronizasyon cihazının kullanıldığı bir güç sisteminde sistem iki bağımsız şebekeyi veya bir jeneratörle birlikte bir şebekeyi paralel bağlamak için devre kesicinin kapatılıp açılmasının güvenli olup olmadığını kontrol etmek için kullanılır. Bu yapı aşağıdaki şekilde basit bir şekilde gösterilmiştir. Bu yolla yapılan senkronizasyon işleminde denetlemeli senkronizasyon cihazı gerektiğinde devre kesicinin kapanmasının engelleyerek hayati öneme sahip bir işlevi gerçekleştirir.

Senkronizasyon için eşzamanlılık şartı gerekmektedir eşzamanlılık içinse iki farklı kaynaktan gelen AC gerilimlerinin frekansları ve genlikleri aynı olması ve aralarındaki faz farkı da sıfır olmalıdır. Denetlemeli senkronizasyon cihazı bu parametrelerin ölçüm sonuçlarını izler ve farklar önceden belirlenmiş sınırlar içerisindeyken devre kesicinin kapatma devresini etkinleştirir.

►İlginizi Çekebilir: Trafo Merkezlerinde Uydu İletişimi

Senkronizasyonun kusursuz sayılabileceği bir anda devre kesicinin kapanması ideal bir durum olsa da uygulamada ideal durumun elde edilmesi oldukça zordur. Fakat uygulamadaki izlenen miktarların fazlalılığıyla oluşan aşırı akım/gerilim durumları tolere edilebilir durumdadır.

Denetlemeli senkronizasyon cihazları karşılaştırma yaparken tolere edilebilir sınırları tanımlamak adına programlanabilir hata limitlerine sahiptir.

►İlginizi Çekebilir: Zaman Senkronizasyonu

Senkronizasyon koşulları sağlanmadığı durumlarda denetlemeli senkronizasyon cihazı herhangi bir ayarlama fonksiyonunu devreye sokmaz. Çeşitli yapılarda denetlemeli senkronizatörler gerekli tüm devre kesicilere tek tek uygulanabilir. Alternatif olarak sinyal giriş/çıkış devrelerindeki uygun anahtarlama düzenlemeleriyle büyük sistemler daha az senkronizasyon cihazı kullanılarak kurulabilir ve böylelikle çeşitli devre kesicileri kapsayacak şekilde tek bir cihaz seçilebilir.

2) Otomatik Senkronizasyon Cihazları

Bir otomatik senkronizasyon cihazı denetlemeli senkronizasyon cihazları ile karşılaştırıldığında ek olarak işlevsel fonksiyonlar içerir. Bir oto senkronizasyon cihazı devreye girdiğinde, devre kesicisinin her iki tarafındaki gerilimlerin frekanslarını ve büyüklüklerini ölçer, koşullar uygun değilse gerilimlerden birini diğerine göre otomatik olarak ayarlar.

Otomatik senkronizasyon cihazlarının uygulamaları jeneratörlerle sınırlandırılmıştır. Bunun nedeni bir şebekedeki bir veya daha fazla ekipmanın ayarlarını değiştirerek şebeke voltajlarının ayarlanmasının neredeyse imkansız olmasıdır. Fakat bir jeneratörle enerji uygulandığında denetleyiciye sinyaller gönderilerek üretilen voltajın büyüklüğünü ve frekansını ayarlamak nispeten kolaydır. Denetlemeli senkronizasyon cihazı kısmında resmi gösterilen jeneratörlü uygulamanın otomatik senkronizasyon cihazı kullanılarak değiştirilmiş hali aşağıda şekilde verilmiştir.

Otomatik senkronizasyon cihazları jeneratörden gelen gerilimin şebeke gerilimine karşı uygun olup olmadığını aşağıdaki maddelerle kontrol eder.

a) Jeneratör, şebeke arasındaki frekans farkı kontrolü
b) Gerilimler arası faz farkı kontrolü
c) Gerilimler arası büyüklük farkı kontrolü

Devre kesiciye kapama komutu üç koşul aynı anda sağlandığı zaman gönderilir. Şebeke frekansının ve gerilimin önceden ayarlanmış sınırlar dahilinde olduğu da kontrol edilir aksi takdirde senkronizasyon işlemi gerçekleştirilmez. Şebekenin belli koşullarında senkronizasyon gerçekleşmesi istenmezse bu durumda cihaz tarafından gerçekleştirilebilir.

Bazı acil durumlar altında durumun normalleşmesine yardımcı olması için sistemde gerekli olan bir jeneratörü senkronizasyonu engellenebildiğinden dolayı bu yapının kullanımında dikkatli olunmalıdır. Yukarıdaki denetlemeli senkronizasyon cihazı örneğinde sınırlar dahilinde olmayan bir durum söz konusu ise hız ayarı noktasını uygun bir düzeye ayarlamak için jeneratörün sürücü katına otomatik olarak sinyal gönderilir fakat otomatik senkronizasyon cihazında sınırlar dahilinde olmayan bir durum söz konusu olduğunda gerilimi yükseltmek veya düşürmek için otomatik gerilim düzenleyiciye benzer sinyaller gönderilir. Sinyaller ayarlama noktasını yükseltmek veya düşürmek için yaygın olarak darbe biçiminde gönderilir ancak belirli durumlarda kesintisiz sinyaller de kullanılabilir.

Otomatik senkronizasyon cihazlarının kullanılması manuel senkronizasyon cihazlarının kullanılmasına nazaran insan hatalarının ortadan kaldırılmasına yardımcı olur. Sistemlerde izin verilen sınırlar dışında senkronizasyon yapılıyorsa başta jeneratör olmak üzere birçok ekipmanın zarar görme potansiyeli bulunmaktadır.

Devre kesicisinin doğru zamanda kapatıldığından emin olmak için kesicinin kapanma zamanı normalde gerekli bir veridir. Otomatik senkronizasyon cihazlarında ise devre kesicisine kapatma komutunun verilmesi için faz uyuşmasından önce kayma frekansı ile bu bilgiyi doğru bir şekilde hesaplar. Bu da devre kesicisinin mümkün olduğunda faz çakışmasının olduğu bir anda kapanmasını sağlar. Devre kesicisi kapalı sinyali geldikten sonra istikrarlı bir şekilde güç üretilebilmesi için governörüne yükseltme sinyali gönderilebilir.

Bunun dışında devre kesicisinin belirli bir zamanda kapanması sırasında oluşabilecek sıkıntılarda otomatik senkronizasyon cihazı sıfırlanır ve başka çözümler için sistem tekrar devreye girer eğer sistemdeki sorunu çözebilecek bir çözüm uygulanamazsa senkronizatör kilitlenir ve sistem alarm durumuna geçer.

Ayrıca bir sistemde denetlemeli senkronizasyon cihazı ve otomatik senkronizasyon cihazı seri olarak bağlanabilir. Bu otomatik senkronizasyon cihazının dahili arızalarına ve devre kesicisinin kapatma komutunun yanlış verilmesine karşı koruma sağlar.

Kaynak:

►electrical-engineering-portal