Dağıtım Trafoları için Bara Koruma Şemaları

Baralar güç iletimi ve dağıtımında önemli bir rol oynamaktadır. Tüm besleyiciler için merkezi bir dağıtım noktası olarak kullanılırlar. Bir arıza durumunda, bara üzerindeki akım yükselir ve tüm besleyicileri etkileyecek olan mekanik tahribata yol açar. Sorun; baraların, özel bir koruma olmaksızın genellikle dışarıda bırakılmalarıdır. Çünkü yüksek güvenilirliğe sahip oldukları varsayılmaktadır. Baraları korumak için gerekli olan koruma şemalarıyla ilgili detaylar yazımızın devamında.

A- A+

16.10.2018 tarihli yazı 9263 kez okunmuştur.

Bara Koruma Şemaları

Baralar için tasarlanmış özel koruma şemaları vardır. En çok kullanılanlar şunlardır:

1) Baraları kapatmak için kullanılan sistem koruması

2) Frame-earth koruması

2.1) Tek bara frame-earth koruması
2.2) Frame-earth koruması (Kesitli baralar)
2.3) Frame-earth scheme - Çift veri yolu trafo merkezi

3) Baralar için diferansiyel koruma

3.1) Yüksek empedans diferansiyel koruma
3.2) Düşük empedans diferansiyel koruma
3.3) Seksiyonel baralar için diferansiyel koruma
3.4) Akım trafolarının konumu

4) Ters engelleme / Birbirine karşı koruma

1) Baraları Kapatmak için Kullanılan Sistem Koruması

Bara korumasını kapatmak için kullanılan sistem, aşırı akım veya mesafe korumasından oluşur. Bu sistemin kullanılmasıyla bara doğal olarak korunacaktır. Bu yöntem, aşırı akım koruması uygulayarak basit dağıtım sistemlerine uygulanır. Aynı zamanda, yavaş koruma eyleminin gerekli olduğu bir durumda, zaman derecelendirmesini kullanarak yedek koruma olarak da kullanılabilir. Zaman derecelendirmesi, her bir röle için uygun bir zaman ayarı seçerek, arızaya en yakın devre kesicinin daima önce açılmasını sağlar.

►İlginizi Çekebilir: Baralar ve Bara Sistemleri - 1. Bölüm

2) Frame - Earth Koruması (Howard Koruması)

Baralar için frame-earth koruması geçmişte birçok farklı durumlarda yaygın olarak kullanılmaktaydı. Bu yöntem, her biri belirli bir kapasiteye sahip olan çeşitli bara koruma düzenlerine uygulanabilir. Farklı özelliklerde bara koruması sağlayan çeşitli frame-earth şemaları vardır: a) Tek baralı frame-earth koruması b) Frame-earth koruması (Kesitli baralar) c) Frame-earth koruması - Çift veri yollu trafo merkezi

2.1 Tek Baralı Frame - Earth Koruması

Tek bir bara düzenindeki bu koruma şeması, bir toprak arıza sistemidir ve şalt çerçevesinden toprağa akan arıza akımlarının ölçülmesi için kullanılır. Bir akım transformatörü topraklama iletkenine monte edilir ve şekilde gösterildiği gibi basit bir anlık röleye enerji vermek için kullanılır. Yapısal çelik işçiliğine tesadüfi bağlantılar da dahil olmak üzere, herhangi bir türde başka toprak bağlantısı yapılmasına izin verilmez.

►İlginizi Çekebilir: Bara Kısa Devre Isınma Hesapları

2.2 Frame-Earth Koruması (Kesitli Baralar)

Bu sistem barayı bölümlere ayırarak koruma yapar. Bu korumanın yapılması için, çerçevenin her biri özel bir toprak iletkeni kullanarak bölümlere ayrılır. Her bölüm ayrı bir akım trafosu ve bir koruma rölesinden oluşmaktadır. Bu bölümler şekilde gösterildiği gibi ayrı bölgeler olarak ele alınır. Sistem, koruma rölesi sadece arıza kendi bölgesinde olduğunda devreye girecek şekilde düzenlenmiştir.

►İlginizi Çekebilir: Bara Birleştirmede Kullanılan 5 Yöntem

2.3 Frame-Earth Koruması - Çift Veri Yollu Trafo Merkezi

Bu sistemde koruma, tüm arızaları gerçekleştirmek için şekilde gösterildiği gibi yardımcı veri yoluna bağlı ek açma devreleri ile birlikte tekli bara yalıtımı olarak sağlanır.

►İlginizi Çekebilir: Alçak Gerilim Panolarda Bölmelendirme ve İç Ark Azaltıcı Tedbirler

İnsan hatası veya mekanik şok nedeniyle operasyondan kaynaklanan olaylara karşı ekipmana güvenlik sağlamak için bir kontrol sistemi kullanılır. Bu kontrol sistemi küçük ekipman için geçerli değildir. Alçak gerilim kabloları arızalıysa, kontrol sistemi, şalt çerçevesinden geçen akımın neden olduğu çalışmayı engeller. Çalışma, nötr akım kullanılarak koruma rölesine enerji verilmesiyle sağlanır.

3) Baralar İçin Diferansiyel Koruma

Diferansiyel koruma işlemi, bir düğüme giden akımların, düğümden çıkan akıma eşit olması gerektiği durumlarda (Kirchhoff'un Akım Yasası) kullanır. Akımların toplamı, büyüklükleri veya fazları karşılaştırılarak sıfıra eşit olmadığında, fark şekilde gösterildiği gibi bir arıza akımı olarak adlandırılır.

►İlginizi Çekebilir: Akım Trafoları İçin Diferansiyel Koruma

3.1 Yüksek Empedans Diferansiyel Koruma

Yüksek empedans diferansiyel koruma şeması, sağlam, hızlı ve güvenli çalışması nedeniyle çok uzun süredir kullanılmaktadır. Bu şema, diferansiyel bağlantı noktalarında gerilimi kullanır. Bu korumanın dezavantajları, ek maliyet gerektiren özel akım trafoları gerektirmesidir. Bir bara hatası sırasında, enerjiyi emmek için kullanılan ek bir voltaj sınırlayıcı varistör gerektirir.

3.2 Düşük Empedans Diferansiyel Koruma

Düşük empedans diferansiyel koruma şeması, özel akım trafoları gerektirmez. Bu şemanın, harici hatalar sırasında önemli akım trafolarının doygunluğunu tolere edebilme yetenekleri vardır. Ayrıca nispeten yüksek açma hızı sağlar.

3.3 Seksiyonel Baralar İçin Diferansiyel Koruma

Seksiyonelleştirilmiş baralar için diferansiyel koruma kullanıldığında, bölünmüş veri yolunun ayrı dolaşım akımı kullanması gerekir. Bölgeler, bölümleri bölmek için kullanılır ve bölüm anahtarları üst üste gelecek şekilde tasarlanır. Böylece tüm sistem aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi korunmaktadır.

►İlginizi Çekebilir: Bileşik İzolatörlerin Eskimesinin 15 Nedeni

Çift bara düzeni sisteminde iki bara ayrı bölgeler olarak ele alınır. Bara bağlandığında, bölgeler çakışacaktır. Bu sistem, baralar arasına bir izolatör anahtarı bağlanacak şekilde tasarlanmıştır.

3.4 Akım Trafolarının Konumu

İdeal bir koruma sisteminde bölgeler birbiriyle çakışmalı ve ayrı bir koruma devresine sahip olmalıdır. Sistem, bölgelerin üst üste geldiği yerlerde, her iki bölgeyi de kapsayan bir devre kesici olacak şekilde tasarlanmıştır.

Bu sistemle, devre kesicinin her iki tarafında akım trafoları Şekil (a)'da gösterildiği gibi kurulmalıdır. Bu, tüm ana devreleri kapsadığı için bara bölgesi koruması için ideal bir düzenlemedir. Şekil (b), akım trafolarının, devre kesicinin bir tarafına monte edildiği bir düzenlemeyi göstermektedir. Bu ideal değildir, çünkü birincil devrenin küçük bir bölgesini korumasız bırakır. Bu korunmayan bölgeye kısa bölge (short zone) denir.

Bu düzenlemenin dezavantajı, bir arıza kısa bölgede olduğunda; devre kesici açılacak, ancak devrede bir güç kaynağı varsa, arıza akımı hala akacaktır. Kısa bölgedeki arızaların tespit edilmesi için özel bir koruma ve bir sonraki üst kesiciye gönderilecek bir açma sinyali sağlanmalıdır.

►İlginizi Çekebilir: Akım ve Gerilim Trafosu Testleri

4. Ters engelleme / Birbirine karşı koruma

Bir dağıtım bara sisteminde geleneksel olarak meydana gelen bir arıza, zaman geciktirme koruması yukarı akım röleleri tarafından giderilir. Sayısal teknolojinin kullanılmasıyla, bir dağıtım sistemini tek bir kaynaktan korumak için bara engelleme şeması gibi basit bir koruma şeması uygulanabilir.

Bu koruma şeması, gelen bir besleme devresinde aşırı akım rölesinin takılması ve ayrıca tüm çıkış besleyicilerinde aşırı akım rölesinin kurulmasıyla elde edilir. Şekilde gösterilen 50 sayısı anlık aşırı akımı temsil etmektedir. Girişteki aşırı akım rölesi, besleyici üzerindeki herhangi bir aşırı akım rölesi tarafından engellenmediği sürece, baradaki bir arıza için açılacak şekilde ayarlanmıştır.

Bu şemayı kullanmak oldukça avantajlıdır. Trafo merkezi uzantısına uygun şema için değişiklikler kolaydır. Besleyici koruma röleleri tarafından temin edilen aşırı akım elemanlarını kullanır. Diferansiyel koruma şemasına göre minimum maliyet gerektirir.

►İlginizi Çekebilir: Dağıtım Trafoları Tedaş Şartname Revizyonu

Bu sistemde koruma, tüm arızaları gerçekleştirmek için şekilde gösterildiği gibi yardımcı veri yoluna bağlı ek açma devreleri ile birlikte tekli bara yalıtımı olarak sağlanır.