Güç Sistemlerinde Yedekleme Nedir?

Güç sistemlerinde yedekleme kavramını ilgilendiren bağımsızlık durumlarını örneklerle inceleyeceğiz. Detaylar yazımızda.

A- A+

21.05.2019 tarihli yazı 7380 kez okunmuştur.

Trafo merkezleri, herhangi bir ana bileşen arızalandığında veya bakım için hizmet dışı bırakıldığında besleyicilerin bir kısmının enerjili kalmasına izin veren bir yedekleme sistemi bulunduracak şekilde tasarlanmalıdır.

Güvenilir bir sistemin sağlanmasına yardımcı olmak için, planlamacılar, operatörler ve mühendisler bu bileşenlerde ekonomik olarak gerekçelendirilebileceği kadar yedeklemeye sahip olmayı tercih ederler.

Şekil 1 ’de soldaki ortak bir trafo yerleşim planını ve sağdaki çok daha karmaşık (ve güvenilir) trafo merkezlerini göstermektedir . Normally Open (n.o) normal bir şekilde açık bir şalter anlamına gelir. Soldaki trafo bazen "H istasyonu" veya "iletim döngüsü" tasarımı olarak adlandırılır.

Trafo merkezlerinde ikincil veri yolu, iletim hattının ya da transformatörün kaybından sonra sağlanmaktadır. Bununla birlikte, arızalar genellikle , her iki ikincil veri yolundan birinin, çok sakıncalı olabilecek şekilde, anahtarlama gerçekleştirilinceye kadar enerjisinin kesilmesine neden olmaktadır .

Sağdaki trafo merkezi, ilave bir iletim hattına, enerjili bir yedek güç trafosuna, birincil halka veri yolu korumasına, motorla çalışan anahtarlara ve bir ikincil transfer barasına sahip olmasıyla güvenilirliği daha da artırır. Teknik terimlerle yedekleme kavramı, kullanılamama ihtimalindeki bir düşüşün istatistiğine bağlıdır.

Şekil 1 - Sol trafo merkezi (a) ve sağ trafo merkezi (b) tasarımları.

►İlginizi Çekebilir : Trafolarda Kademe Değiştirme İşlemi Nasıl Yapılır

Yedekleme, bir sistemin homolog parçalarının yerine, fonksiyonlarını tamamen ya da kısmen alabilen sistemdeki fazla devre ve bileşenlerin varlığı anlamına gelir.

Kamu şebekesi tarafından sağlanan bir çift radyal sistemi sadece bir orta gerilim hattından düşünelim. Asıl soru, ana panonun iki kısımdan mı yapılacağı yoksa bir bölüme sahip olması yeterli mi? Cevap için santralin tedarik uygunluğunun değerlendirilmesi gerekir. Santral, tedarik durumu için uygunsa santral baraları iki ayrı bölüme ayrılabilir. Farklı bir durumda, santral arz ile kıyaslandığında tedarik durumunun uygun olmaması halinde basit tek baraya sahip ana pano kullanılabilir.

Yedeklemenin beraberinde getirdiği karmaşıklığın kaçınılmaz olduğu yerlerde, karmaşıklığın kontrol edilmesi gerekir. Başka bir deyişle, artan bileşenler ve bunun sonucunda ortaya çıkan arıza koşulları kıyaslanarak sorunların güvence altına alabildiğinde sisteme olan yararlarını değerlendirmek gerekir .

Yedek Parçaların Bağımsızlığı

Yedekleme kavramında, yedek parçaların birbirinden 'bağımsız' olması esastır . Bağımsızlık derecesi genel olarak tanımlanamaz, ancak incelenen kısmın işlevi ve hizmet koşulları bakımından duruma göre değerlendirilebilir. Bağımsızlık kavramını birkaç örnekle inceleyelim ;

Örnek 1

Aşağıdaki durumlara göre bir dereceye kadar bağımsızlığa sahip çift bara sistemi olan bir MV (Medium Voltage) santrali:

► Durum 1

İki bara sistemi, herhangi bir ayrım olmadan korumalı bir santral içerisinde yan yana yerleştirilir. Sadece sıradan işlemlerle ilgili olarak bağımsızdırlar, her biri sırasıyla farklı hizmetleri etkileme olasılığı vardır, ancak baralar veya baralar üzerindeki bağlantı kesme anahtarları, bakım veya onarım sırasında meydana gelen hatalarla ilgili değildir (Şekil 2a).

Şekil 2 - Çift bara sistemli santral: (a) Herhangi bir ayrım yapmadan bara sistemi; (b) Metalik olarak ayrılmış bölmelerdeki bara sistemi

►İlginizi Çekebilir : Reaktif Güç Nedir ve Neden Önemlidir?

► Durum 2

Yukarıdaki gibi bitişik ve yan yana olan iki bara sistemi, metalik olarak ayrılmış ve kısa devre sıkışık hale getirilmiş bölmelerin içine şalterleriyle yerleştirilmiştir (Şekil 2b).

Belirlenmiş bakım ve onarım işlemleri ve sadece bir bara sistemi ile ilgili arızalar için bağımsız olarak düşünülebilirler. Ancak korozif duman emisyonu nedeniyle temasları bozabilecek hatalar olabileceğinden şalterlerin baraya bağlantısının kesilmesi kabul edilemez.

► Durum 3

İki bara sistemi, santral içerisinde basit bir bara (Şekil 3) olarak düzenlenmiştir. İki bölüm aynı hizadadır ve bir kesici kırıcı santral için tek ortak bölümdür.

İki bölümün bağımsızlığı, bir bölüm arızasının diğerine bağlantı kesici ünite üzerinden ilerlemesini önlemek için alınan önlemlere bağlıdır.

Şekil 3 - İki bölmeli sıraya dizilmiş ve bir bağ kırıcılı anahtarlama panosu

►İlginizi Çekebilir : Elektrik Güç Sistemlerinde Gerilim Düşmesi ve Kesilmesi

► Durum 4

İki bara sistemi, yangın durumunda güvenli bir mesafeye sahip olacak şekilde yerleştirilmiş, iki ayrı santralde (Şekil 4); yukarıda belirtilen tüm koşullara bağımsızlık kazandırılmıştır.

Örnek 2

Kablolar iki ayrı hat olarak düzenlenmiştir ve bir hattın arızası diğerinin işlevselliğini tehlikeye atamaz. İncelenen sistemin kabındaki hata, yangına sebep olabilecek önemli bir unsurdur. Örneğin, tek bölüm içerisinde iki şalter bulunması halinde ve birinin bozulmasıyla diğeri de bozulabilir. Ayrıca bölümün yalıtımının iyi yapılmaması durumunda büyük yangınlara sebebiyet verebilir.

Bağımsızlık analizine, güç devrelerinin koruma ve kontrol sistemleri, devreler ve cihazlar eklendiğinde analiz karmaşıklaşır. Yedekli bir sistemi içeren alternatif parçaların bağımsızlığı için ilgili kontrol sistemleri, son kullanıcıya kadar tedarikten tamamen ayrı ve özerk olarak ele alınmalıdır.

Şekil 4 - Ayrı bölümlere yerleştirilmiş santraller

►İlginizi Çekebilir : Trafo Merkezinin Otomasyon Gereksinimleri Nelerdir

Diğer tüm durumlarda, hem güç devreleri hem de koruma ve kontrol sistemleri için temas noktaları vardır. Örneğin, çift radyal bir sistemde bağımsızlık , bağ kırıcının baralarla olan bağlantısı tehlikeye atabilir . Bu durum, sistemin iki kolunun birbirinden bağımsız olarak tüm geri kalanlar için birbirinden bağımsız olarak ortak dağılma nedeni olabilir.

Çift şalter ve çift santralde (Şekil 4) ayırıcının da iki katına çıkarılmasının nedeni budur. Bağ kırıcıların kontrol sistemlerinin üzerinde çalışmalar yapılırken bağımsızlık seviyesini mümkün olduğu kadar yüksek tutulması gerekir.