Trafo Merkezlerinin Otomasyonunda Önemli 3 Nokta

Otomasyon sistemleri birçok sektörün geleceği için önemli bir konumda. Elektrik sektöründe de çeşitli alanlarda otonom teknolojiler kullanılıyor. Bu kullanımlardan biri olan trafo merkezlerinin otomasyonu hakkındaki detaylar yazımızın devamında.

A- A+

11.07.2020 tarihli yazı 11223 kez okunmuştur.

Trafo Trafo Merkezi TM Otomasyon SCADA Kontrol Depolama

Trafo merkezlerinin otomasyonu, sermaye varlıklarının yönetimini optimize etmek ve olabildiğince az sayıda insan müdahalesi ile işletme ve bakım verimliliğini artırmak için SCADA sistemi kullanır. Bu sistem bunun dışında alarm işlemeden entegre volt-var kontrolüne kadar trafo merkezi ve besleyici işletim fonksiyonlarının ve uygulamalarının yerleşimini içerir. Otomasyon sistemindeki SCADA, izleme ve kontrol, rapor oluşturma ve geçmiş veri depolama gibi temel işlevlere ve trafo merkezi otomasyon şemasında özel uygulamalar için çeşitli işlevlere sahiptir.

Uygulamaların fonksiyonlarını 3 başlık altında inceleyeceğiz;

►Entegre Koruma Fonksiyonları
►Otomasyon Fonksiyonları
►Kurumsal Düzeyde Uygulama Fonksiyonları

1) Entegre Koruma Fonksiyonları: Geleneksel Yaklaşım ve IED Tabanlı Yaklaşım

Geleneksel yaklaşımda, rölelerin cihaz transformatörlerinden gelen kablolu kablo girişleri bulunur ve rölelerden gelen sabit kablolar, Şekil 1'de gösterildiği gibi açma sinyallerini devre kesicilere taşır.

Şekil 1: Açma Sinyallerinin Devre Kesicilere Taşınması

► İlginizi Çekebilir: Trafo Merkezinin Otomasyon Gereksinimleri Nelerdir?

IED tabanlı modern yaklaşımda, enstrüman transformatörlerinden gelen bilgiler, LAN üzerinden röle IED'lerine ulaşır. Röleler LAN üzerinden bilgi alışverişinde bulunur ve işlem barası bir gerçeklik haline geldiğinde, devre kesiciler genel bir nesne üzerinden bir açma sinyali alır. Şekil 1b'de işlem veri yolunda hareket eden yönlendirilmiş trafo merkezi olayı (generic object-oriented substation event - GOOSE) mesajı görülmekte.

Şekil 2: Koruma Kabloları ile Açma Sinyallerinin Taşınması

Bir kesici arızası durumunda, geleneksel koruma kablo şemasında, kablo tesisatı, açma sinyalini şekil 2a'da gösterildiği gibi yedek koruma şemasına taşır. Modern bir koruma şemasında ise yedek koruma, şekil 2b'de verildiği gibi LAN üzerinden başlatılır. Ayrıca otomatik tekrar kapama ve bara ayrımı sistemleri gibi koruma fonksiyonları da uygulanabilir ve kesici arızası etkin bir şekilde çözülebilir. Ayrı koruma rölelerinden kaçınılabilmesi sonucu ortaya çıkan avantaj sayesinde performans iyileştirme ve güvenilirlik geliştirmeleri yapılabilir.

2) Otomasyon Fonksiyonları

Trafo merkezi otomasyon uygulama fonksiyonları, akıllı bara yük devretme, otomatik yük geri yükleme, adaptif röle ve ekipman durumu izlemeyi içeriyor.

Akıllı Bara Yük Devretme ve Otomatik Yük Restorasyonu

Bu sistem genellikle iki transformatörün ve açık bir bara bağlantı kesicisinin bulunduğu bir dağıtım istasyonunda kullanılır. İstasyondaki bulunan herhangi transformatör arızalandığında, basit bara yük devretme sistemi, yükü alt istasyondaki sağlıklı transformatöre aktarır, bu da sağlıklı transformatörü aşırı yükleyebilir ve başka bir arızaya yol açabilir. Bu nedenle, bazı durumlarda bu sistemi kullanmak riskli olabilir.

Trafo merkezinin sabit kapasitesi, transformatör tarafından taşınabilen yük (aşırı yük) ile sınırlıdır. Bununla birlikte, akıllı bir bara yük devretme şemasında, trafo merkezi otomasyon sistemi, sağlıklı transformatörün aşırı yüklenmemesini sağlayacaktır. Bu işlem, besleyicilerden birinin veya birkaçının geçici olarak engellemesi sonucunda gerçekleşir. Sistemin en büyük avantajlarından biri yük aktarımını olabildiğince hızlı gerçekleştirmesi. Bu durum güvenlik açısından oldukça önemli. Bunun yanı sıra akıllı yük transferi, trafo arızası koşullar altında daha fazla yüklemeye izin verir.

Şekil 3: Bir Arıza Durumunda Kesici Selektivite Örneği

► İlginizi Çekebilir: Kablo ve Bara ile Enerji Aktarımında Önemli 4 Nokta

Şekil 3, B transformatöründeki hatayı gösterir. 1 ve 2 numaralı devre kesiciler açık hale gelir ve B transformatörünü izole eder. 3 numaralı devre kesici kapalı halde kalarak, A transformatörüne gelecek yükün akışını sağlar. Yükün akışı sağlanmaz ise 4 numaralı devre kesici aşırı yükten dolayı açılır. Bu durumda yük alt istasyonda bulunan 5 numaralı devre kesiciye geçer. 5 numaralı devre kesici otomatik bir şekilde kapanarak yükün ana devreye bağlantısını sağlar.

Besleme Hattının Bölümlere Ayrılması

Dağıtım trafo merkezleri genellikle yüksek yan kesici koruması olmayan bir besleme hattından çekilir. Bu bazı durumlarda oldukça sıkıntı yaratır. Bu durumlarda saha ekibi gelene kadar fazla miktarda yük devre dışı kalabilir. Besleme hattının bölümlere ayrılması bu sorunu çözebilir.

Sistemin amacı besleme hattının hatalı bölümünü tanımlamak, hatalı bölümü izole etmek ve besleme hattının sağlam bölümünden beslenen trafo merkezlerine geri beslemeyi sağlamak. Bu sistemin en büyük avantajı güçten kesilen trafo merkezlerini mümkün olan en kısa sürede faaliyete geçirebilmesidir.

Orta gerilim havai hatlarındaki hataların yaklaşık % 80'i geçici niteliktedir. Arızadan sonra hatalı besleme hatlarını geri yüklemek için otomatik tekrar kapama düzenekleri kullanılır. Ancak bazı durumlarda bu düzenekler işlevini yerine getiremez. Bu gibi durumlarda besleyici hattı kalıcı hasar görebilir. Otomatik besleme hattı bölücüleri bu sorunu çözebilecek nitelikte. Şekil 4’te otomatik bölücülerin ve otomatik tekrar kapama sisteminin kullanımını inceleyeceğiz.

Şekil 4: Otomatik Tekrar Kapama Sistemi

Arıza ortaya çıktığında trafo merkezindeki koruyucu röle durumu fark eder. Koruyucu röle, devre kesiciyi T1 zamanında tetikleyerek otomatik tekrar kapama dizisini başlatır. Bölücü bu işlemi kabul eder. Önceden ayarlanmış bir zaman gecikmesinden (T2) sonra devre kesici tekrar kapanır. Arıza tam anlamıyla giderilmediğinden, devre kesici önceden ayarlanmış bir T3 gecikmesinden sonra tekrar açılır. Bölücü, besleyicinin enerjisiz durumda olduğu T4 periyodu sırasında besleme döngüsüne başlar. Gerçek bölücü açma komutu önceden ayarlanmış bir T5 gecikmesinden sonra verilir. Bölücü tamamen açık ve devre kesiciler kapalı durumda olduğundan besleyicinin sağlıklı bölümlerine enerji verilmiş olur.

Uyarmalı Aktarım

Uyarmalı aktarım, sistem koşullarına bağlı olarak koruyucu röle IED'lerinin ayarlarının otomatik olarak değiştirilmesi işlemidir. Bu işlem sistemde bir arıza olduğunda oldukça yardımcı olabilir. Örneğin kritik roldeki bir jeneratörün açılması durumunda diğer kaynaklardan gelen gücün sapması nedeniyle bir hat ağır bir şekilde yüklenebilir. Normal şartlar altında bu durum hatta zarar verir ve bir acil durum olarak değerlendirilir. Ancak uyarmalı aktarım sistemi bu durumda aşırı yükü taşımak için uygun röleleri yeni ayarlara geçirir ve ardından orijinal ayarlarına geri döndürür.

Ekipman Durumunu İzleme (ECM)

Birçok elektrik tesisi, ekipmanlarının durumunu en iyi çalışma koşullarında tutmak için ECM’yi kullanır. Bu sistem, rutin testleri ortadan kaldırarak önemli işçilik ve malzeme maliyetinden tasarruf etmeyi sağlar. Sistem en çok trafo merkezi transformatörlerinde ve yüksek gerilimli elektrik besleme devre kesicilerinde uygulanıyor.

ECM cihazları aşağıdaki elemanları içerir:

►Nem dedektörleri

►Yükte kademe değiştirici monitörleri

►Devre kesme monitörleri (GIS ve OCB)

►Batarya monitörleri

►Uzman sistem analizörleri

3) Kurumsal Düzeyde Uygulama Fonksiyonları

Trafo merkezi otomatik hale getirildiğinde, kurumsal düzeyde uygulanabilecek birçok uygulama işlevi bulunmakta.

Düzensizlik Analizi

Düzensizlik analizinin hata dalga formunu ve operasyonel verilerin zamanlarını kaydetmek gibi bir görevi var. Yaşanan süreçlerin zamanları ve yakalanan dalga şekilleri süreçteki hataları ve hasarları gidermekte yardımcı olur.

Güç Kalitesi Takibi

Sistemi harmonikler ve dalgalanmalar ile dolduran elektronik cihazları nedeniyle güç kalitesi düşer. Ancak birçok cihazın en iyi şekilde çalışması için güç kalitesi şarttır ve çok sayıda üretim tesisi, hassas üretim için güç kalitesine önem verir. IED’lere sahip takip sistemi, toplam harmonik bozulmayı raporlayarak güç kalitesi takibine yardımcı olabilir ve ayrıca osilografik bilgileri değerlendirme için izleme merkezine gönderebilir. Bunun sonucunda gerekli düzenlemeler yapılabilir ve güç kalitesi korunabilir.

Kaynak:

► electrical-engineering-portal.com