Şehir merkezlerindeki nüfus artışı ile beraber yerleşim ve endüstri alanları genişlemiş, teknolojik gelişmelerin günlük yaşama yansımasına eş zamanlı olarak, elektrik enerjisinin toplam enerji tüketimindeki payı artmıştır. Büyük şehirlerdeki elektrik enerjisi tüketiminin artması, yüksek gerilim hatlarının ve dağıtım merkezlerinin şehir ve endüstri alanların içinde kalmasına sebep olmuştur. Yükselen elektrik enerjisi tüketimini karşılayacak yeni tesislerin kurulumu için kullanılacak alanlar azalmıştır.
 

Endüstriyel tesislerde, ihmal ve/veya gerekli cihaz bakımlarının yapılmaması sebebiyle yangınlar meydana gelebilmekte ve bunlarda çok büyük maddi/manevi sonuçlar oluşturabilmektedir. Bu durum endüstriyel tesislerde, kaza ve yangın önleme sistemleri için daha verimli bir sürecin oluşturulması gerekliliğini zorunlu kılmıştır. Bunun bir sonucu olarak da diğer sistemlere göre daha küçük alana kurulabilen ve gelişmiş koruma tekniklerine sahip SF6 gaz izoleli sistemleri bulmuşlardır.

 

SF6 gazı

SF6 Gazı; yüksek dielektrik dayanımı, yüksek kimyasal kararlılığı, ısı iletim yeteneği ve mükemmel ark söndürme performansı gibi birçok özelliklerinden dolayı günümüzde birçok alanda kullanılmaktadır.

SF6 gazı, Kükürt hexaflouride, altı florin atomuyla çevrili ve sıkıca bağlanmış bir kükürt atomundan oluşan atıl, toksik olmayan, renksiz, kokusuz, tatsız ve yanıcı olmayan bir gazdır. Havadan beş kat kadar yoğun olan SF6, GIS'de 400 ila 600 kPa mutlak basınçlarda kullanılır. SF6, aynı basınçlarda arkları kesmek için hava yalıtımından100 daha iyidir. SF6, bir elektrik arkının yüksek sıcaklığında bozunur. Ancak ayrışan gaz SF6'ya tekrar birleştirilir, böylece SF6'nın GIS'de tekrar doldurulmasına gerek yoktur.
 

SF6 Gaz İzoleli Transformatörün Gelişimi

Yağlı transformatörlerdeki buşinglerin kırılmaları ve çatlamaları sonucunda yağ sızıntısı meydana gelir. Trafo yüzeyindeki bağlantılarda oluşan kısa devre veya arklar, sızan yağlarla temas ettiğinde yangın ve patlamalara sebep olurlar. Bu yangınlar çevreye zarar verdiği gibi can ve mal kaybına sebep olmaktadırlar. Trafolardaki yangınların oluşdurduğu zararları kaldırmak için bilim insanları ilk kez 1967 yılında Japonyo'da SF6 gaz izoleli transformatörü geliştirdiler.
 

Yüksek Gerilim Şalt Sahaları

Yüksek gerilim şalt sahaları elektrik enerjisini üreten kaynaklar ile tüketici kaynakları arasındaki güç iletim zincirinin önemli bir halkasını oluşturur. Trafo merkezleri iki farklı şekilde tasarlanabilir. Bunlardan sürekli olarak kullanılan hava yalıtımlı açık şalt sahalı trafo merkezleri (AIS) diğeri ise açık ve kapalı alanlarda kurulan SF6 gazı ile yalıtılmış kapalı ve mahfazalı trafo merkezleridir (GIS).

AIS (Air Insulated Substation) hava yalıtımlı trafo merkezleri, çevre şartlarının dikkate alınmadığı ve yer sınırlamasının olmadığı her yerde yaygın olarak kullanılmaktadırlar. AIS’ler 800 kV’a kadar olan yüksek gerilimlerde tasarlanabilmektedir. AIS’lerin montaj maliyetleri düşüktür. Açık şalt sahalı trafo merkezlerinin elamanlarının her biri tesiste monte edilir. Ancak elemanların açık alanda oluşundan dolayı, gerilim altında çalışma yapmak ve dokunmak tehlikelidir. Bu trafo merkezleri hava ve çevre etkilerine doğrudan maruz kalmaktadır. 


 

Açık Şalt Sahalı Trafo Merkezi

GIS uygun bir şekilde bir araya getirilmiş kompakt boyutları ve tasarımı nedeniyle, 1100 kV’a kadar olan trafo merkezleri şehir ve endüstri bölgelerindeki yük merkezlerinin tam ortalarına kurulabilme imkanı sunmaktadır. Burada kullanılan elamanların büyük bir kısmı fabrikada montaj edilmektedir. GIS kesici devresi, ayrıcılar, akım trafosu, kontrol ve koruma ekipmanları, dahili kilitleme ile izleme vb. elemanlardan oluşmaktadır. GIS’ın topraklanmış metal mahfazası, GIS’ın iç ünitelerini sadece çevre etkilerine karşı değil, ayrıca çalışanları da elektrik çarpmalarına karşı koruma görevi yapar. GIS’ler açık alanda, bina içlerine ve bina altlarına da tesis edilebilmektedirler.
 

SF6 Gazı ile Yalıtılmış Kapalı ve Mahfazalı Trafo Merkezleri


 

Gaz İzoleli Şalt Merkezleri (GIS)

Gaz izoleli yüksek gerilim şalt sistemleri dar alanlarda güvenle çalışabilen kapsül şeklinde kesici, ayırıcı ve ölçü trafolarından oluşmaktadır. Bu sistem yüksek gerilimlerin dar alanlara, genellikle şehir içerilerine taşınmasında kullanılmaktadır. Bu seviyedeki gerilimlerin şehir içerilerinde kullanımı yüksek düzeyde güvenilirlik ve düşük seviyelerde gürültü ile elektromanyetik emisyon gerektirir. Aynı zamanda bu tip trafolar çevre kirliliğinin engellenmesi, çevresel şartlara direnç ve uygulama alanlarının daraltılması için idealdir. 

Gaz İzoleli Transformatörlerin Yapısı

Gaz izoleli transformatörler yapılarında; sargılar, manyetik nüve, kademe değiştirici ve izolasyon maddesi olarak SF6 gazı bulundurmaktadır. GIS trafolarında kullanılan koruma elemanları daha azdır. Yalıtma ve soğutma görevini ise SF6 gazı yapmaktadır. Contalanmış çelik bir muhafaza içine konulan sargılar ve nüve üzerinden daima bir gaz akışı olmaktadır.

SF6 Gazlı Transformatörlerin En Temel Özellikleri

Ülkemiz, artan bir hızla sanayide gelişmeye, nüfus açısından gün geçtikçe büyümekte ve yaşadığımız alanlar iyice iç içe geçmiş durumdadır. Hemen hemen her sokakta trafo tesisi görmekte ve buralarda zaman zamanda patlamalara şahit olmaktayız. Yukarıda açıkladığımız gaz izoleli trafolar sayesinde bu olumsuzlukları ortadan kaldırabileceğimiz çok açık görünmektedir. 
 

►İlginizi Çekebilir: Buchholz Rölesi Nedir?

Kaynak