Trafo Merkezi Nedir?
Trafo merkezleri, iletim hatlarının birbirine bağlandığı yerlerdir. Bir dizi fonksiyonu yerine getirirler. Bunlardan biri, farklı üretim istasyonlarından gelen gücün ana iletim hatlarının beslenmesine izin vermeleridir. Güç trafo merkezleri ayrıca, diğer sistemlerle ara bağlantılar açısında bir son nokta ve alt iletim veya dağıtım sistemlerine güç saplamak için trafoların bağlanabileceği bir konumu sağlar. İletim yollarında bir dereceye kadar fazlalık sağlamak için iletim hatlarının bölümlere ayrılmasına da izin verir.
Trafo merkezleri şunlar için bir konum sağlar:
İletim sistemine şönt veya seri reaktörler veya kapasitörler gibi kompanzasyon cihazlarının bağlanabileceği yerler olmak için.
Bakım için veya hattı ilgilendiren bir elektrik arızası nedeniyle iletim hatlarının enerjisinin kesilebildiği yerler olmak için.
Koruma, kontrol ve ölçüm ekipmanları için.
İÇİNDEKİLER:
1| Trafo Merkezi Ortak Ekipmanları
2| Trafo Merkezlerinde Görebileceğiniz Diğer Ekipmanlar
1| Trafo Merkezi Ortak Ekipmanları
Trafo merkezleri için kullanılan bir dizi tasarım vardır. Bununla birlikte, herkes için ortak olan ekipman ve unsurlar vardır, o halde hadi görelim:
1.1| Bara
Bara, tüm hatların ve trafoların bağlı olduğu elektrik yapısına verilen addır. Baralar iki genel tiptedir: Açık ve Kapalı.
Kapalı baralar, trafo merkezlerindeki binalarda veya alanın önemli olduğu açık havada bulunduğunda kullanılır. Enerji verilen fazlar arasında azaltılmış mesafeye izin vermek için kükürt hekzaflorür (SF6) gibi yalıtkan bir gazın kullanılmasını içerirler.
Bara yapıları, yüksek kısa devre akımlarının ürettiği alanlardan kaynaklanabilecek büyük mekanik kuvvetlere dayanacak şekilde tasarlanır. Bu kuvvetler akımın üçüncü kuvveti ile değişir. Bir bara bölümü, tek bir hattın veya trafonun bağlı olduğu baranın bir parçasıdır.
1.2| Koruma Röleleri
Koruma röleleri, hatta/ekipmanlardaki hataları veya arızaları tespit etmek için hat ve terminalleri ile ilgili gerilim ve akımları sürekli izleyen cihazlardır.
Bu tür şeylere arıza denir ve fazlar arasında veya bir veya daha fazla fazlar ile toprak arasındaki teması içerir. Röleler devre kesicileri çalıştırır.
1.3| Devre Kesiciler
Devre kesiciler, bir hattı veya bir trafoyu izole etmek için elektrik akışını kesebilen cihazlardır. Bunu, devreyi açarak ve yağ, vakum, hava üfleme veya kükürt hekzaflorür (SF6) gibi çeşitli teknolojiler kullanarak oluşan arkı söndürerek yaparlar.
Kesiciler, hat veya trafo ile seri olabileceği gibi, hattın birleştiği bara bölümünün her iki yanına da yerleştirilebilir.
Ekipmanlar (koruyucu röleler) güvenli bir aralığın dışında çalışma koşulları algıladığında, bireysel hatların veya trafoların otomatik olarak hizmetten çıkarılmasına (enerjisinin kesilmesine) izin verir.
Arıza durumlarında oluşan çok yüksek akımları kesebilmeli ve kesebilecekleri akım miktarına göre derecelendirilmelidirler.Bu arıza akım seviyeleri, normal çalışma koşullarındaki akım akışından 20 veya 30 kat daha büyük, yani binlerce amper olabilir.
Devre kesiciler, hatların veya trafoların bakım için hizmetten çıkarılmasına da olanak tanır. Devre kesiciler normalde üç fazı da aynı anda keser, ancak bazı özel uygulamalarda yalnızca sorunlu fazı açan tek fazlı devre kesiciler de kullanılabilir.
İletim sistemine elektrik "şoklarının" etkisini en aza indirmek için, rölenin durumu algılaması ve devre kesicinin devreyi açması için gereken toplam süreyi en aza indirmek kritik bir tasarım sorunudur.
1.4| Trafolar
Trafolar, iki farklı voltaj seviyesinde çalışan tesisleri birbirine bağlamak için kullanılan cihazlardır. Örneğin, 138kV bara 13kV baraya bağlamak için bir trafo kullanılacaktır. Trafo, baranın üç fazına da bağlanır. Fiziksel olarak trafolar, üç fazın hepsini bir tankta içerebilir veya faz başına bir tane olmak üzere üç ayrı tanktan oluşabilir.
Daha büyük kapasiteli üniteler, boyutları ve ağırlıkları nakliye sorunları nedeniyle sınırlayıcı faktörler olabileceğinden üç ayrı tanka sahip olabilir.
Trafolar, voltaj oranını ayarlamak için iki mekanizma ile tasarlanabilir:
Bir mekanizma, trafonun bir tarafında birden fazla sabit kademe konumu sağlanmasıdır.Örneğin, bir trafo 345/138 nominal dönüş oranına sahip olabilir ve 345kV sargısında 327.8, 336.7, 345, 353.6 ve 362.3 sabit kademelere sahip olabilir. Sabit kademe oranını ayarlamak için trafonun enerjisi kesilmelidir.
Başka bir mekanizma, yük altında kademe değiştirme (TCUL) olarak adlandırılır. Bu mekanizmada oran, trafoya enerji verilirken ayarlanabilir ve bu da daha fazla çalışma esnekliği sağlar. Bazı trafolar, yüksek gerilim sargısında sabit kademe ayarı ve alçak gerilim sargısında TCUL ayarı olan her iki mekanizma tipine sahiptir.
Başka bir trafo türü, örneğin 138kV ila 115kV gibi, hemen hemen aynı voltajdaki tesisler bağlanacağı zaman kullanılan bir ototrafodur.
Elektrik için geleneksel bir ünitede olduğu gibi yalnızca trafodan geçen manyetik akı ile bağlanan iki ayrı yola sahip olmak yerine, bir ototrafonun sargısı, daha düşük voltajı besleyen daha yüksek voltaj sargısında bir kademe içerir.
Tüm daha büyük trafolar, tank içinde üretilen ısıyı gidermek için, trafonun yan tarafına monte edilmiş kanatçıklar ve ısı dağılımını en üst düzeye çıkarmak için kanatçıklar boyunca havayı dolaştırmak için fanlar içeren harici bir ısı eşanjörü aracılığıyla trafo yalıtım/soğutma yağının bir şekilde sirküle edilmesini içeren mekanizmalara sahiptir.
1.5| Ayırıcılar
Bağlantı kesme anahtarları (ayırıcılar), yalnızca "şarj" akımı mevcut olduğunda bir devreyi açmak için kullanılır. Bunlar, öncelikle yük akımı taşımayan devre kesicileri veya trafoları bağlamak veya bağlantısını kesmek için kullanılılır.
Ayrıca, servis dışı kalan istasyon ekipmanı ile hattın veya baranın hala enerji verilmiş bölümü arasına ikinci bir açıklık ekleyerek çalışanlar için başka bir güvenlik düzeyi sağlamak üzere devre kesicilerle birlikte kullanılırlar.
1.6| Paratonerler
Paratonerler, trafoları ve şalt cihazlarını yıldırım çarpması veya anahtarlama işlemi nedeniyle yüksek voltajın etkilerinden korumak için kullanılır.
Trafodaki voltaj, istasyon tasarım mühendisleri tarafından trafonun temel yalıtım seviyesi (BIL) ile koordine etmek için seçilen önceden seçilmiş bir seviyeyi aştığında parlama yapacak şekilde tasarlanmıştır.
1.7| Ölçüm Ekipmanları
İşletme personelinin bu tesislerin kabul edilebilir limitler içinde olduğundan emin olabilmesi için hat ve trafo yüklerini ve bara gerilimlerini ölçmek için ölçüm ekipmanı sağlanır.
Elektrik enerjisi piyasasındaki çeşitli katılımcılar arasında enerji alım satımı için gerekli olan faturalama için enerji akışını ölçmek için bazı yerlerde ölçüm cihazları da sağlanmaktadır.
1.8| SCADA (Otomasyon) Sistemi
SCADA, sistem kontrolü ve veri toplamanın kısaltmasıdır. Trafo merkezi operasyonunun giderek daha fazla otomasyonuna izin veren ölçüm, telekomünikasyon ve bilgi işlem teknolojilerindeki gelişmeleri yansıtır. SCADA sistemleri hakkında daha fazlasını buradan okuyabilirsiniz..
2| Trafo Merkezlerinde Görebileceğiniz Diğer Ekipmanlar
İletim sisteminin belirli bir bölümünün elektriksel özelliklerine bağlı olarak, bir trafo merkezinde bulunabilecek diğer ekipmanlar şunlardır:
2.1| Şönt Reaktörler
Şönt reaktörler (enerjili baradan toprağa bağlanan reaktörler) özellikle geceleri hafif yüklü iletim hatlarının kapasitif etkisinden dolayı oluşan yüksek gerilimleri kontrol etmek için kurulur. Bu reaktörler her zaman enerjilendirilebilir veya sadece belirli zamanlarda enerji verilebilir.
Şönt reaktörler aynı zamanda bir blok müşteri yükünde ani bir kayıp meydana geldiğinde oluşabilecek yüksek gerilimleri azaltmak veya kontrol etmek için de kullanılmaktadır..
Sargılar, yalıtım ve dış tank, trafolarda kullanılanlara benzer.
2.2| Seri Reaktörler
Seri reaktörler, bir iletim hattına, hattın empedansını artırmak, kısa devre durumunda akım seviyesini düşürmek veya çeşitli çalışma koşullarında yükünü azaltmak için kurulur.
2.3| Şönt Kapasitörler
Voltaj seviyelerini desteklemeye yardımcı olmak için sisteme mVAr'lar sağlamak üzere şönt kapasitörler kurulur.
2.4| Seri Kapasitörler
Bir iletim hattının etkin empedansını azaltmak için seri kapasitörler kurulur.
Bunlar, sistemin verici ve alıcı parçaları arasındaki elektrik açısını etkili bir şekilde azaltmak için çok uzun iletim hatlarına kurulacak, hat üzerinden daha fazla güç akmasını ve kararlılık limitlerini artıracaktır.
2.5| Faz Açısı Düzenleyici Trafolar
Faz açısı düzenleyici transformatörler, bir iletim hattı boyunca güç akışını kontrol etmek için kurulur ve istenen hatlar üzerinden daha fazla veya daha az güç akışına neden olur.
Normal bir transformatörün tasarımında, özel bir şekilde sarılmaları nedeniyle hatta açısal bir faz kayması enjekte ettikleri bir varyant kullanırlar.Açı, hattaki güç akışını artırmak veya azaltmak için yapılabilir.
Pahalı olduklarından, genellikle kabloların maliyeti ve sınırlı kapasitesi nedeniyle tüm paralel kablo kapasitesinin maksimum kullanımının gerekli olduğu kablo sistemlerinde kullanılırlar.
Son yıllarda, enerjinin işlem yapmayan veya yeterli kapasiteye sahip olmayan diğer sistemlerdeki yollar üzerinden aktığı durumlarda, bazıları paralel yol akışını kontrol etmek için havai iletim hatlarına kurulmaktadır.
2.6| FACTS (Esnek AC İletim Sistemleri)
FACTS (Esnek ac İletim Sistemleri), HVAC hatlarının voltajını, empedansını veya faz açısını dinamik olarak kontrol etmeyi amaçlayan çeşitli cihazlar için kullanılan genel bir addır.
Bu tür cihazların geliştirilmesi, 1980'lerde Elektrik Enerjisi Araştırma Enstitüsü'nün (EPRI) bir programı tarafından teşvik edildi.
Bu cihazlar, FACTS cihazlarının hızlı ve hassas ayarlamalara izin vermesi açısından daha önce tartışılan sabit seri ve şönt indüktörlerin ve kapasitörlerin faydalarını yansıtır ve genişletir.
Cihaza bağlı olarak, bu FACTS cihazları bir dizi avantaj sağlar:
Artan güç aktarım kapasitesi,
Hızlı voltaj kontrolü,
Geliştirilmiş sistem kararlılığı ve
Senkron altı rezonansın azaltılması (ABD'de, jeneratör kontrol sistemlerinin etkileşimi ve uzun iletim mesafelerinin kapasitansından kaynaklanan salınımların meydana geldiği bazı bölgelerde yaşanan bir durum).
Pek çok üreticiye ait, bazıları geliştirme aşamasında, birkaçı da hizmette olan birçok cihaz bulunmaktadır.Cihazların adları, üreticiye bağlı olarak biraz değişir.
Aşağıda bazı cihazlar listelenmektedir:
6.1| Statik VAR Kompansatörleri (SVCs)
Bu cihazlar, onları hızla açıp kapatabilen tristörlerle kontrol edilen sabit kapasitör sıraları kullanır.
Çoğu durumda, sistem rezonansını önlemek için tristör anahtarlamalı indüktörler de vardır.SVC'ler hakkında daha fazlasını buradan okuyabilirsiniz.
6.2| Tristör Kontrollü Seri Kompansatörler (TCSCs)
Tristör Kontrollü Seri Kompansatör (veya Seri Kapasitör) (TCSC), sürekli ve hızlı değişken bir seri kompanzasyon sistemine izin veren, bir seri kapasitöre paralel olarak yerleştirilmiş tristör kontrollü bir reaktördür.
6.3| Statik Kompansatörler (STATCOMs)
Statik Kompansatörler (STATCOMs), kapı kapatma tipi tristörler (GTO) tabanlı SVC'lerdir.İletim hatları ile şönt bağlı çok darbeli, gerilim kaynaklı eviricilerden oluşan katı hal senkron gerilim üreteçleridir.
Kapasitör sıralarına ve şönt reaktörlere ihtiyaç duymazlar, ancak endüktif veya kapasitif reaktif güç sağlamak için voltaj ve akım dalga biçimlerinin elektronik olarak işlenmesine güvenirler.
Çıkışlarının düşük sistem voltajından ciddi şekilde etkilenmemesi gibi ek bir avantaja sahiptirler.
Statik VAR Kompansatör (STAT-COM)
6.4| Birleşik Güç Akış Denetleyicileri (UPFCs)
Bu cihazlar, STATCOM'un dc devresi tarafından sağlanan iletim hattında ek bir seri dal ile paralel bağlı STATCOM'a sahiptir.Bu cihazlar, faz kaydırmalı trafolarla karşılaştırılabilir
Üç temel güç aktarım parametresini de kontrol edebilirler: voltaj, empedans ve faz açısı.
6.5| SVC Light
Bir güç anahtarlama bileşeni olan Yalıtılmış Kapılı Bipolar Transistörler (IGBT) ile donatılmış voltaj kaynağı dönüştürücü teknolojisine dayalıdır. Sadece voltaj ve akım dalga biçimlerinin elektronik olarak işlenmesi yoluyla soğurmanın yanı sıra reaktif güç sağlarlar.
Bu arada SVL Light, #ABB markasıdır..
Referans. | Understanding Electric Power Systems – An overview of the technology and the marketplace by Jack Casazza Frank Delea (Amazon'dan basılı kopya satın alabilirsiniz) |
Format. | |
Boyut. | 858kB |
Sayfa: | 231 |
İndirme: |
