DÜ‟ nün Koruma Koordinasyonuna Etkisi

DÜ‟ nün sisteme dahil edilmesinin getirdiği genel problem, dağıtım sistemlerinin planlanmasında yük akıĢının merkezi üretimden orta ve alçak gerilim seviyesinde yüklere doğru olmasıdır. Koruma sistemi tasarlanırken orta ve alçak gerilim seviyesinde hiçbir üretim olasılığı göz önüne alınmamaktadır. DÜ‟nün sisteme dahil olması koruma sisteminin çalıĢmasını negatif yönde etkilemektedir. Bu durum ise aĢağıdaki koruma konularını gündeme getirmektedir.

DÜ ile ilgili koruma konuları;

Kısa Devre Gücü ve Kısa Devre Akımı o Genlik

o Yön

Tekrar Kapama Ada ÇalıĢma

29

3.1.1. Kısa devre gücü ve kısa devre akımı

Akım ve güç açısından arızaların etkisi arıza akımı seviyesiyle anlaĢılır. Arıza akımı seviyesini ise arıza türüne bağlı olarak thevenin eĢdeğerindeki sistemin iç empedansı belirler. Dağıtım Ģebekesindeki DÜ bu empedansı azaltıcı etki gösterir. Empedansın azalması arıza akımı seviyesini artıracaktır. Yani arıza akımının genliği değiĢecektir. Dağıtım Ģebekesi pasif olarak tasarlanmıĢtır. DÜ‟ nün varlığı arıza ve yük akımlarının akıĢ yönünü de değiĢtirebilecektir. Bu durum arızanın olduğu yere DÜK‟nın büyüklüğüne ve bağlandığı yere göre değiĢmektedir.

ġekil 3.1‟de 7 baralı ve terminal 6‟da bir adet DÜK olan bir sistem görülmektedir. ġekildeki sistem üzerinde terminal 3‟te oluĢturulan üç-faz kısa devre arızası hem Ģebeke tarafından ve hem de generatör tarafından beslenmektedir. DÜK‟nın sisteme bağlanmasıyla arıza akımının genliğinin 1,78 kA arttığı ve yönünün de değiĢtiği görülmektedir.

30

Bütün bu durumlar DÜK‟ nın varlığıyla ortaya çıkmakta ve röle koordinasyonunu biraz daha karmaĢık hale getirmektedir.

3.1.2. Tekrar kapama

Dağıtım Ģebekesinin yapısı gereği kısa devre arızalarının büyük çoğunluğu geçicidir. Bunda ise atmosferik ve doğal olayların etkisi fazladır. Örneğin bir kuĢ konması yada yıldırım anındaki izolatörler arası atlamalar faz arası kısa devrelere yol açmaktadır[25]. Bu tür geçici arızaların giderilmesinde tekrar kapama çok etkili bir arıza giderme yöntemi olarak karĢımıza çıkmaktadır.

Tekrar kapama iĢleminde, öncelikle kısa devre arızası durumunda rölenin yönlendirmesi ile kesiciler açmaktadır. Arıza esnasında oluĢmuĢ olan ark, enerji kesilmesi neticesinde beslenemeyeceği için sönecektir. Arkın sönmesinden sonra tekrar kesici kapatılarak arıza temizlemesi gerçekleĢtirilmektedir.

Tekrar kapama, geçici arızaların giderilmesi amacıyla kullanıldığından yalnızca hat koruyucu rölelerin açtırmalarında yararlıdır. Genellikle de bir hızlı ve iki gecikmeliden oluĢan ardıĢık tekrar kapamalar, tüm geçici arızaların temizlenmesinde yeterlidir.

ġebekede çalıĢan bir DÜK olması tekrar kapama sistemlerinin çalıĢmasını etkileyecektir. Sistemde oluĢacak bir kısadevre arızası durumunda kesiciler açsa da DÜK devrede olduğu için kısadevre arızası beslenmeye devam edecektir. Bu da oluĢan arkın sönmeden devam etmesine sebep olacaktır. Tekrar kapama arızanın giderilmesini sağlamayacaktır.

Kısa devre arızası durumunda tekrar kapamanın baĢarılı olması için hızlı açma süresinden önce DÜK devre dıĢı bırakılmalı ki açma durumunda arızayı beslemeyerek arkın sönmesi sağlanmıĢ olsun. Burada iki çeliĢkili durum olasılığı mevcuttur.

Çoğu Ģebekede 12-18 döngüde açma yapan “ani” diye adlandırılan tekrar kapama sistemleri kullanılmaktadır. Bu türler müĢterilerin enerji kalitesi

31

Ģikayetlerinin azaltılması için kullanılmaktadır. Eğer DÜK‟da bulunan rölelerin arızayı tespit etmesinde ve kesicinin açmasında bir miktar gecikme olursa, tekrar kapamanın sistemi enerjilendirmesi durumunda DÜK‟nın Ģebekede olması riski büyük olacaktır.

Sigorta tasarruf etmek amacıyla kullanılan tekrar kapamalar çok hızlı bir Ģekilde arızayı gidermektedirler. Bu da yaklaĢık 3 döngü içinde gerçekleĢmektedir. Bu ise DÜK koruma sisteminin arızayı Ģebekeden önce tespit etmesini zorlaĢtırmaktadır.[11]

3.1.3. Ada çalıĢma

DÜK‟nın transformatör merkezinden ayrılarak dağıtım Ģebekesinin bir kısmını beslemesi ada çalıĢmasıdır. Genelde kesiciler fider baĢında yer almaktadır. Fider boyunca koruma sigortalar yardımıyla sağlanmaktadır. Herhangi bir sebepten dolayı bu kesici ve/veya sigortaların açması durumunda ada çalıĢması oluĢabilmektedir. Dağıtım Ģebekesi planlanırken bu durum göz önünde bulundurulmadığından ada çalıĢması beraberinde bir çok problemi de getirmektedir.

DÜK‟lar gerilim ve frekans kontrollü olarak sisteme direkt katkı yapmamaktadır. Dolayısı ile ada çalıĢma durumunda ada içerisinde bir gerilim ve frekans dengesizliği oluĢması muhtemeldir.

Ayrıca ada bölgesi içerisinde üretim ve yük dengesinin sağlanması da ayrı bir konu olarak önümüze gelmektedir. Ada bölgesinin kararlı olarak çalıĢabilmesi için bu denge sağlanmıĢ olmalıdır. Yük dengesizliğinden dolayı frekansta bir kayma oluĢabilir. Bu iki sistem tekrar birleĢtirildiğinde senkronizasyon problemi oluĢacaktır.

Ayrıca faz açılarında oluĢabilecek kaymalardan dolayı da tekrar birleĢme durumunda aĢırı akımlar ve ark oluĢma ihtimali olacaktır.

Bir diğer konu ise ada bölgesinin sisteme kesici ile bağlanması ve tekrar bağlanma durumunda bölge ile Ģebeke arasındaki senkronizasyonu sağlayacak ekipmanın

32

olması da gerekmektedir. Bu düzeneklerde mevcut dağıtım Ģebekelerinde bulunmamaktadır.

Ada çalıĢması bakım noktasından da tehlike oluĢturmaktadır. Arızadan dolayı oluĢacak ana Ģebeke kesintisi durumunda, alıĢılmıĢın dıĢında Ģebekenin kesintiden sonraki kısmında DÜK‟ dan dolayı enerji varlığı devam edecektir. Bu ise bakım çalıĢanları için hayati bir durum oluĢturacaktır.

Bu sıkıntıların önlenmesi için IEEE 1547 standardı ada çalıĢmayı istenen ve istem dıĢı diye ikiye ayırmaktadır. Ġstem dıĢı ada çalıĢma durumunun oluĢmaması için iki saniye gibi bir zaman diliminde sistemin bu durumu algılayıp DÜK‟yı devre dıĢı bırakması zorunluluğu getirilmektedir. Ġstenen ada çalıĢması standartlarda henüz tanımlanmamıĢtır. Ġstenen ada çalıĢma bu tezde amaçlanmakta ve kurgulanmaktadır.