Bir a.a. rölesi,kullanılacağı yere ve kullanma gerekçesine göre,belli akım ve zaman değerlerine ayarlanır. Aynı röle bir tüketici fiderinde kullanılırken başka, bir trafo giriş fiderinde kullanılırken başka değere ayarlanır. Röle imalatçıları, bu gereksinimi göz önünde bulundurarak, bir röleyi, çeşitli çalışma akımı ve zaman gecikme değerlerine ayarlanabilecek şekilde imal ederler.
Çalışma akımı ayar imkanı , çeşitli prizlerden birine sokulabilen bir fişle veya kesintisiz hareket edebilen bir ibreyle ya da bir eksen etrafında dönebilen bir komütatörle sağlanmıştır. Fişli tertibat, sürekli ayar imkanı tanımaz. Sadece prizlerin hizasında yazılı değerlere ayar yapmak mümkündür. Ayar sahasını genişletmek için, iki kısımdan oluşan akım bobinini, seri veya paralel bağlamaya yarayan (ayar sahası böylece iki katına çıkar) priz ve vida tertibatına sahip röleler de vardır. Akımın ayar değerleri ya Amper veya röle nominal katları olarak verilir.
Çalışma zamanı ayarı, ani rölelerde zaten söz konusu değildir. Sabit zamanlı rölelerde, ya akım elemanıyla aynı kutuda, ya da ayrı bir kutuda bulunan zaman rölesinin üzerindeki bir ibreyle, zaman gecikmesi ayarlanabilir.
Zaman gecikmesi, eğer plakada zaman çarpanı verilmemişse, ibrenin hizasındaki değerdir.
Ters zamanlı rölelerde, genellikle, üzerinde yüzde değerler bulunan bir eksen etrafında dönebilen zaman skalası ve ona bitişik sabit bir ibreden oluşan zaman tertibatı vardır. İbrenin hizasında bulunduğu yüzde değer, rölenin zaman ayarıdır. Ayar değerinin, çalışma akımının 1,5-2-3-5 vb. katlarında, hangi zaman gecikme değerlerine karşı düştüğü, rölenin plakası üzerinde ya da kataloğunda verilen eğrilerden anlaşılır.
TEK’de kullanılan rölelerden örnekler:
Çalışma akımı ayar değerleri;
RSA tipi a.a. rölelerinde,
0,8-1-1,2-1,4-1,6-1,8-2 A tepleri olan bir çeşit, 2,5-3-4-5-6-8-10 A tepleri olan bir başka çeşit, ve başka tep değerlerine sahip çeşitler de vardır.
TEK Akköprü Merkez Araştırma Laboratuarı imalatı, ters zamanlı a.a.
rölelerinde,
2-3-4-5-6-7-8 A tepleri (TA tipinde)
0,6-0,8-1,2-1,4-1,6-1,8 A tepleri (TT tipinde) vardır.
Çalışma zamanı ayar değerleri;
ICM 21 tipi ters zamanlı a.a. rölesinde,
Çalışma akımının 5 katında, % 100 eğrisi için 4,3 sn, % 50 eğrisi için 2,15 sn zaman gecikmesi olur.
RSA 200 tipi ters zamanlı a.a. rölesinde,
Çalışma akımının 2 katında, 8 saniye eğrisi için 2,8 sn, 4 saniye eğrisi için 1 sn zaman gecikmesi olur.
Önemli not: Bir a.a. rölesinin çalışma akımının ayarını röle enerjisiz iken değiştirmek gerekir. Eğer bu işi herhangi bir zorunluluk nedeni ile, rölenin akım beslemesi varken yapmak gerekirse, bu takdirde, akım trafosunun sekonder sargı uçlarının, açık kalmamasına dikkat edilmelidir.
Bazı tip a.a. rölelerinde (örneğin, RSA), akım ayar prizindeki fiş, yeni bir prize takılmak üzere çıkarıldığında, otomatikman, en büyük ayar prizi üzerinden akım devresi kapanır. Bazı tiplerde (örneğin, IACE) rölenin alt kısmındaki tarak, dışarıya çıkarılınca, akım, röle dış terminallerinde, otomatikman kısa devre olur. Diğer bazı tiplerde (örneğin, Japon yapısı CO tipi) ise, önce röle ön yüzündeki bir prize takılı yedek fiş çıkarılıp yeni ayar prizine takılır sonra, eski ayar prizindeki fiş yedeğe alınır. Böylece akım devresi açık kalmadan, çalışma akımı ayar değişimi yapılmış olur.
5.1. Orta Gerilim Şebekesinde Faz a.a. Rölesi Ayar Kriterleri
35 kV veya daha düşük gerilim seviyesindeki tüketici tesislerini besleyen bir fidere ait faz a.a. rölesinin ayarında dikkat edilmesi gereken noktalar şunlardır:
Röle üzerindeki ayarlanacak çalışma akımı;
1. Fiderden çekilecek maksimum yük akımından büyük olmalıdır.
2. Fiderde olabilecek en yüksek empedanslı arıza akımından ve ayrıca fider üzerindeki faz iletkenleri, akım trafoları, kesici, ayırıcı vb. akım taşıyan teçhizatın sürekli taşıyabileceği maksimum akım değerinden küçük olmalıdır.
Ayrıca bu çalışma akımına karşı düşen geri dönüş (dekuplaj) akımı ise fider kesicisinin kapatılmasından veya tüketici tesisindeki bir arızanın temizlenmesinden hemen sonra fiderden çekilecek yol alma akımından büyük olmalıdır.
Geri dönüş akımı için söz konusu edilen koşulun sağlanması, bilhassa ani a.a. rölesi kullanıldığında zorlaşır. Fiderlerin pek çoğunda yol alma akımları, kesicinin ilk kapatıldığı anda oldukça yüksektir ve bir iki saniye içerisinde yük akımları mertebesine düşer. Bu yüzden ani rölelerde çalışma akımını oldukça yüksek değere ayarlamak gerekir. Halbuki sabit zamanlı rölelerde hele ters zamanlı rölelerde, röleyi başlangıç yol alma akımının oldukça altında bir çalışma akımına ayarlamak mümkündür.
Örnek: Maksimum yük akımı 400 A. en ufak arıza akımı 2000 A A.T.O.
750/5 A olan bir fiderde, sürekli taşıyabileceği akım bakımından en ufak değere sahip teçhizat A.T. olsun. Ayrıca fiderden, kesici kaplamaları esnasında çekilen yol alma akımının (demeraj akımının) başlangıç değerinin,
1500 A 1saniye sonundaki değerinin 750 A, 3 saniye sonundaki değerinin 500 A olduğu bilinsin.
a. Eğer bu fiderde ani a.a. rölesi kullanılırsa çalışma akımının yol alma akımının başlangıç değeri olan 1500 A’den yüksek bir değere ve en ufak arıza akımı olan 2000 A’den küçük bir değere, diyelim 1800 A değerinde ayarlanması gerekir. Bu ayar değeri ise sürekli taşıyabileceği maksimum akım, 750 x 1,2 = 900 A olan A.T.’nun korunmasını sağlamaz.
b. Bu fiderde ani a.a. rölesi yerine, sabit zamanlı ve geri dönüş (dekuplaj) akımı, çalışma akımının % 80’i olan bir röle kullanılır ve zaman gecikmesi 1 saniye değerine ayarlanırsa, çalışma akımı 1050 A’e ayarlanabilir.
Çünkü fiderlerin kapatılması esnasında eğer fiderde arıza yoksa, 1 saniye dolmadan röleden geçen akım 1050 x 0,8 = 840 A olan röle geri dönüş akımının altına düşecektir. Röle, açma zamanı henüz dolmadığı için geri dönecek ve gereksiz açma olmayacaktır. Çalışma akımının bu ayar değeri (a) şıkkındaki değere göre her ne kadar daha uygun ise de A.T.’nun korunmasını tam olarak sağlamaz.
c. Bu fiderde % 20 eğrisinde 3 x Iç akım değerinde, 1 saniyede; 1,5 x Iç akım değerinde, 3 saniyede çalışan bir ters zamanlı röle kullanılırsa ve bu röle
% 20 zaman eğrisine ayarlanırsa; çalışma akımı 750 A değerine ayarlanabilir. Kesici kapatmalarında röle 1500 A değerinde akımla yol alır ancak 1 saniye sonunda röleden geçen akım 750 A.e, yani 3xIç=3x750=2250 A’in çok altına düşeceğinden röle açma yaptırmaz. 3 saniye sonunda ise röleden geçen akım 550 A’ya yani hem,
1,5 x Iç = 1,5 x 750 = 1125 A’nın
altına ve hem de (rölenin geri dönüş akımının çalışma akımının % 80’ine eşit olduğu kabul edilirse 0,8 x Iç = 0,8 x 750 = 600 A olan) geri dönüş akımının altına düşer ve röle, açma yaptırmadan geri döner. Ayrıca bu ayar değeri ile A.T. için de emniyetli bir koruma sağlanmış olur.
Yukarıdaki örnekte görüleceği gibi ters zamanlı röleler, basit bir tüketici fiderinde bile önemli kullanım avantajlarına sahiptir.
5.2. Orta Gerilim Şebekesinde Toprak-Rölesi Ayar Kriterleri
35 kV veya daha düşük gerilim seviyesindeki tüketici tesislerini besleyen bir fidere ait toprak a.a. rölesinin ayarında dikkat edilmesi gereken noktalar şunlardır.
1. Fiderde olabilecek en yüksek empedanslı arıza akımından küçük olmalıdır.
2. Fider kesicisinin kapatılmasından hemen sonra, bilhassa tüketici trafolarının mıknatıslanma akımları içindeki 3 ve 3’ün katı harmonikler
akımların etkisiyle röle, yol alsa bile, çalışma zamanı içinde geri dönüş sağlanmalıdır.
3. Aynı besleme trafosundan beslenen başka bir fiderde olacak bir faz-toprak arızasında, bağlı oluğu fiderden akacak rezidüel kapasitif akım değerinden büyük olmalıdır. Bir hattın kapasitif akımı, onun gerilimine, direk tipine, toprak iletkeni olup olmamasına, tek yada çift devre oluşuna vb. bağlıdır. Kablo şebekelerinde ise havai hat şebekelerine oranla oldukça yüksektir. Pratik bir değer olarak, 35 kV’luk havai hat şebekesinde 100 km başına toplam kapasitif akım, 5-10 a aynı gerilimli kablo şebekesinde ise km başına 1-2 A alınabilir. Örneğin, toplam uzunluğu 200 km olan 35 kV’luk bir havai hat şebekesini besleyen fiderin a.a. toprak rölesi, primer değer olarak en az 20 a çalışma akımına ayarlanmalıdır.
Not: eğer tüketici trafoların primer sargılar yıldız ve topraklıysa, bu takdirde aynı şebekenin fiderlerinden birinde olacak faz-toprak arızasında, diğer fiderden, sadece rezidüel kapasitif akım değil, ayrıca bunların beslediği trafoların nötrlerinden dolaşan arıza bileşeni de akar.
Röle çalışma akımını ayarlarken bu da göz önünde bulundurulmalıdır.
Eğer seçici çalışma yönsüz a.a. toprak rölesiyle sağlanamıyorsa, yönlü koruma kullanılmalıdır.
5.3. Trafo Fiderlerinde Faz ve Toprak a.a. Koruma
Bir güç trafosunun giriş veya çıkışına aşırı yük rölesi konulmamışsa bu takdirde giriş yada çıkışa konulan faz a.a. röleleri, kısa devrelere karşı korumayı sağlamanın dışında ayrıca aşırı yüklenmeyi de önleyecek şekilde ayarlanmalıdırlar.
Güç trafolarının pek çoğu, tabii soğutmada ve cebri soğutmada ayrı ayrı nominal güce sahiptir. Genellikle cebri soğutmadaki güç, tabii soğutmaya göre % 25 fazladır. Eğer a.a. röle ayarı yapılacak trafonun, yüklenme karakteristiği biliniyorsa, röle çalışma akımı trafonun imal edildiği standart da göz önünde bulundurularak trafonun ömrünü kısaltmayacak bir aşırı yüklemeye imkan tanıyacak şekilde ayarlanır. Pratikte en çok kullanılan değer, cebri soğutmadaki nominal güce karşı düşen akımın % 10-20 fazlasıdır. Eğer trafonun yükü, gün boyunca pek değişmiyorsa veya yük puantı saatlerce sürüyorsa, o zaman röle çalışma akımı, cebri soğutmalı haldeki nominal akıma eşit alınmalıdır.
Güç trafosunun giriş yada çıkış fiderindeki veya yıldız noktasındaki toprak rölesinin çalışma akımı ayarı, trafo sargılarının tipine göre saptanır. Tersiyer sargıya sahip yada primer sargısı üçgen olan trafoların sekonder sargılarından dengesiz yük çekilmesine bir dereceye kadar izin verilebilir.
Aksi takdirde buna da müsaade edilmemelidir. Pratik değerler olarak, primeri üçgen bağlı yada tersiyer sargıya sahip trafoların sekonderlerindeki toprak rölesi, trafo nominal akımının % 20-30 civarında bir değere, aksi
takdirde % 10’una ayarlanabilir. Primer sargı için röle çalışma akımı her halükarda % 10’u aşmayacak şekilde ayarlanır.
Trafolarda olacak kısa devrelere karşı koruma açısından ise röle çalışma zamanları önem kazanır. Her trafonun imal edildiği standart ve dolayısıyla
% Uk’sına bağlı bir kısa devreye dayanma süresi vardır. Bu değer, genellikle trafo plakasında verilir. Faz ve toprak aşırı akım rölesi zaman ayarı, trafonun sekonder sargı çıkışında olacak bir kısa devrede akacak akımda, kısa devreye dayanma süresinin yarısı kadar sürede çalışacak şekilde yapılmalıdır.
Not: 154 kV veya 380 kV sargıya sahip trafoların bu sargılarına seçici korumayı sağlamak için yönlü toprak koruma konulması gerektiği unutulmamalıdır.