TM Kontrol Sistemleri
Trafo merkezinin verimli çalışmasını sağlamak için kontrol ve izleme sistemlerine ihtiyaç vardır. Bu sistemler, alarmlar ve sekonder sistem göstergeleri de dahil olmak üzere tüm tesis ekipmanlarının mevcut durumunu göstermelidir. Ayrıca şalt sistemini açmak ve kapatmak, trafolardaki kademeleri yükseltmek ve indirmek için dijital çıkışlar sağlamalı ve gerilim, akım, megawatt ve megavar gibi önemli parametreler için analog değerleri göstermelidirler.
Standart göstergeler ve kontrollerin yanı sıra senkronizasyon, reaktif ve voltaj kontrolü, operasyonel ve güvenlikle ilgili kilitleme, frekans çöküşünü önlemek için yük kontrolü vb. gibi ek fonksiyonların uygulanması da mümkündür.
Bununla birlikte, bu teknik makalede ele alınan başlıca konular senkronizasyon, kilitleme işlemleri ve trafo merkezi kontrol sistemidir.
Bir trafo merkezinin kontrol ve izleme sisteminde genellikle üç denetim ve kontrol katmanı veya insan-makine arayüzü (HMI) noktaları bulunur. Ancak, kademelerin tam sayısı bölgesel normlara bağlı olduğundan, yalnızca ilk iki kontrol kademesi kullanılabilir.
Bölme Kontrolü: Şalt sahası/şalt binası binalarında (bölme kontrolü)
İstasyon Kontrolü: Trafo merkezi kontrol odasında (istasyon kontrolü)
Merkezi bir ağ kontrol merkezinden: Ağ kontrolü, uzaktan kontrol merkezi, bölgesel kontrol merkezi
Tipik olarak bölme veya istasyon kontrolü arasında geçiş yapma kararı bölme kontrol noktasından yapılır, ancak aynı zamanda ekipman bazında da yapılabilir. Kontrol tahkimi olarak bilinen kontrol noktalarının değiştirilmesine ilişkin kurallar kullanıcıya bağlıdır. İstasyon kontrol noktası, devrenin ağ kontrolü veya istasyon kontrolü altında olup olmadığına karar vereceğiniz yerdir.
Bir tesisten diğerine çok çeşitli sinyaller, alarmlar ve düzenlenmiş ekipmanlar görmeyi beklemelisiniz.
Bireysel ihtiyaçlar, ağ kontrol noktaları ve istasyonlar için alarmların gruplandırılmasını belirleyebilir. Her kontrol noktasında, trafo merkezinin güvenli ve tatmin edici bir şekilde çalışması için gerekli olan alarmlara ve göstergelere sahip olmalısınız. İstasyon veya bölme kontrol noktasında senkronizasyon gibi özel olanaklar bulabilirsiniz.
HMI'larda bulunan donanımın görsel temsili için aşağıdaki Şekil 1'e bakın.
Trafo merkezi ekipmanlarında dijital teknolojinin giderek artan kullanımı sayesinde, geleneksel insan-makine arayüzleri ile bilgisayar tabanlı arayüzler arasında belirgin bir fark bulunmaktadır. Bilgisayar tabanlı HMI kullanımı, ağ kontrol seviyesindeki yaygınlığının yanı sıra istasyon kontrol odalarında da artıyor.
Öte yandan istasyon seviyesinde hala birkaç geleneksel HMI bulunmaktadır. Bölme seviyesinde yaygın ve geleneksel HMI doğrudan kablolu kontroldür.
Tamam, ayrıntılara geçelim!
İçindekiler:
1. Eski Tip (Geleneksel) HMI'lar
Ekipmanın kendisinde veya yakındaki yerel kontrol kabinlerinde, kontrol anahtarları, gösterge LED'leri ve ölçüm cihazlarından oluşan eski tip standart HMI'yı bölme seviyesinde bulacaksınız. Çoğu durumda bu tesislerden, kontrollü tesise bakım yapılırken veya istasyon düzeyinde veya ağ kontrol merkezinde arıza çıkması durumunda yedek olarak yararlanılır.
İstasyon seviyesinde, ana kontrol odası kontrol panellerini bulmanız gereken yerdir. İnsan-makine arayüzü (HMI) cihazları devrelere göre düzenlenmeli ve açma/kapama anahtarları yalnızca panelin kendisi ile aynı trafo merkezi alanındaki cihazları çalıştırmalıdır..
Şekil 1 – İnsan-makine arayüzü (HMI) konumlarına bir örnek
Trafo merkezi düzeni, genellikle tek hatlı bir şekil olan bir mimik diyagramda gösterilmelidir. Mimik panosunun amacı, operasyonel personele şalt cihazının durumu hakkında genel bir bakış açısı sağlamaktır. Yan yana yerleştirilen ayrı devre kontrol panellerinden montajı yapılabilir.
Ana ekipman yerleşimi, düzenlemenin temelini oluşturmalıdır.
Alarm bildirim ekipmanını mimik diyagramın yanına monte etmeniz veya kontrol panelinin içine dahil etmeniz iyi bir tavsiyedir. Alarm açıldığında ilgili pencere yanıp sönmeli ve bir ses duyulmalıdır. Kabul et düğmesine basarak sesli uyarıyı kapatabilir, pencerenin yanıp sönmesini durdurabilir ve bildirimi daha sonraki başlatmalara tepki verecek şekilde ayarlayabilirsiniz.
Sıfırlanan alarmları kapatmak için sıfırlama butonu bulunmalıdır.
Tüm alarm pencerelerinin sabit durum aydınlatmasını başlatmak için bir lamba test düğmesine basmanız gerekir. Açma veya korumayla tetiklenen alarmlar için beyaz veya sarı ekran yerine kırmızı ekran gibi ayrı pencereler kullanılmalıdır. Kontroller ve seçiciler de dahil olmak üzere tüm anahtarlar, IEC 60337 de dahil olmak üzere geçerli tüm standartları karşılayan onaylı türde olmalıdır.
Kontrol anahtarlarını çalıştırmak için iki ayrı eylem kullanmanız veya iki elinizi kullanmanız gerekir. Endikasyon için kullanılan cihazlar onaylanmış türde olmalı ve IEC 60051 gibi tanınmış standartlara uygun olmalıdır.
Şekil 2 – Eski bir 132 kV trafo merkezinin HMI panelleri
2. Bilgisayar Tabanlı Dijital HMI
Dağıtılmış bilgisayar sistemleri, bilgisayar tabanlı insan-makine arayüzlerinin omurgasını oluşturur. Ağ düzeyinde bu tür sistemler yaygındı, ancak trafo merkezi kontrol düzeyinde bunlar yalnızca 1990'lardan beri kullanılıyor. Makinelerle arayüz oluşturmak ve verileri kontrol odalarına iletmek, uzak terminal üniteleri (RTU'lar) önemli bir rol oynamaktadır.
Uzaktan kontrol üniteleri (RTU'lar) dijital ve analog verileri alacak ve kontrol sinyallerini gönderecektir.
İhtiyaç duyulan yedeklilik düzeyine bağlı olarak, aşağıdaki öğeler insan-makine arayüzü tarafından farklı miktarlarda kullanılabilir:
Görsel görüntüleme ünitesi (VDU)
Alfanümerik klavye
Yazıcı
Çizici
Hareket Topu
Oyun kolu
Özel fonksiyon paneli
Fare
Büyük trafo merkezlerinde pano tarzı mimik ekran veya görsel görüntüleme cihazından “Görsel ekran ünitesi” bulunmalıdır. Yukarıda belirtilen bileşenler, operatör konsollarının trafo merkezini (trafo merkezi seviyesinde) veya güç sistemini (şebeke seviyesinde) çalıştırabilmesi için gereklidir. Dört modun tümüne (çevrimiçi, bakım, eğitim ve programlama) konsol aracılığıyla erişilebilir olmalıdır. İki veya daha fazla konsol, özel yazılım kilitlerine sahip olmadıkları sürece aynı anda "çevrimiçi" olamaz.
24 saat kesintisiz çalışabilen, tam grafikli, çok renkli görsel görüntüleme sistemlerine ihtiyaç vardır. Gösterilmesi gereken veriler şunlardır:
Değiştirilemeyen bilgiler (trafo merkezi tek hat şeması gibi)
Değişken çalışma parametreleri
Gerçek zamanlı dinamik değişkenler
Her kontrol panelinde, komutların girilebilmesi için özel fonksiyon tuşlarına sahip bir operatör klavyesi bulunmalıdır. Sistem klavyesini kullanarak verileri girebilir ve genel olarak bilgisayarı ve trafo merkezlerini çalıştırabilirsiniz. Bunun da ötesinde, sistem alfanümerik bir klavye gerektirebilir.
Tesisin yönetimini ve izlenmesini kolaylaştırmak için, trafo merkezinde yalnızca periyodik olarak personel çalıştırıldığında dokunmatik ekranlı bir görsel ekran ünitesi veya özel işlev paneli düşünülmelidir. Tesis kontrolü, Görsel ekran ünitesi sayfa seçimi ve alarm onayının tümü, özel fonksiyon panelindeki sınırlı sayıda özel düğme ve anahtarla gerçekleştirilir.
Bir HMI'dan çalışmayı etkileyen tüm kontrol komutları genellikle iki aşamalı kontrol gerektirir: seç-kontrol et-yürüt.
Şekil 3 – ABB'nin koruma rölesi REF 542plus HMI'nın LCD ekranı
3. Trafo Merkezi Bilgisayar Performansı
Gerekli sistem güvenilirliğini, işlevsel kullanılabilirliği ve ekipman bakımı kolaylığını sağlamak için, trafo merkezi ikincil sistem uygulamalarına yönelik bilgisayar tabanlı kontrol ekipmanının türü ve konfigürasyonu dikkatle değerlendirilmelidir.
3.1 Ana İstasyon Bilgisayarı
HMI'nın temelindeki bilgisayar sistemi olan ana istasyonun olağanüstü stabiliteye ve neredeyse sürekli işlevsel kullanılabilirliğe sahip olması zorunludur. Bu talepleri karşılamanın standart yöntemi, temel bileşenler için donanım yedekliliği uygulamaktır.
Çevrimiçi ünite arızalandığında yedek bileşenler genellikle otomatik olarak etkinleşecek şekilde ayarlanır.
Şekil 4 – Ana trafo merkezi bilgisayarı
3.2 Alt Sistem Bilgisayarları
Dağıtılmış veri toplamak için kullanılan bilgisayar alt sistemlerinin güvenilirliğinin birinci sınıf olması gerekmesine rağmen, genellikle tüm sistemin yalnızca küçük bir bölümünü etkileyeceğinden, tuhaf arızaların olması genellikle kabul edilebilir..
Arızalar arasında uzun bir ortalama süre sağlamak için bileşen seçimi yüksek kalitede olmalıdır, ancak yedeklilik genellikle ekonomik nedenlerden dolayı kullanılmaz.
3.3 Haberleşme
Haberleşme yeteneği, dağıtılmış bilgi işlem sistemleri için çok önemlidir. İletişim kanalları için fiziksel yönlendirmenin yokluğunda sıkı mekanik veya elektriksel koruma gereklidir. Alt sistem bilgisayarlarıyla ilgili fonksiyonların kritik olduğu durumlarda ana ve yedek kanalların fiziksel olarak ayrılmış yollar üzerinden sunulması tavsiye edilir.
Çoğu durumda, yeterli kullanılabilirlik yalnızca tek bir kanal kullanılarak elde edilebilir.
Şekil 5 – Dijital koruma paneli: IEC 61850 iletişimleri
3.4 Bilgisayar Yükleme
Bir güç ağı normal bir durumda çalıştığında, ki bu çoğu zaman böyledir, bilgisayar tabanlı kontrol sistemleri genellikle uzaktan ölçülen verilerin güncellenmesi ve insan-makine arayüzüne destek sağlanması ile bağlantılı tüm aktivitelerin gerçekleştirilmesinde hiçbir sorun yaşamaz. HMI). Bununla birlikte, ağda önemli kesintiler olduğunda, uzaktan ölçülen veri miktarı ve HMI ile bağlantılı olan işlemler aynı oranda artacaktır.
Felaket niteliğindeki kesintiler durumunda bu kriterleri bir dereceye kadar azaltmak mümkün olsa da hiçbir durumda veri kaybının yaşanmaması zorunludur.
Şekil 6 – OHL 110 kV ayrıntılar sayfasının HMI ekranı
4. Trafo Merkezinden Kontrol
Daha önce, yüksek gerilim (HV) trafo merkezleri genellikle trafo merkezini denetleyen ve yöneten saha personelini içeriyordu. Trafo merkezi kontrol odası, trafo merkezinin operasyonlarının yerel kontrol aracılığıyla izlenmesinden ve kontrol edilmesinden sorumluydu.
Yerel kontrol, İnsan-Makine Arayüzü (HMI) olarak bilinen bir veri toplama sistemi ve bir komut verme mekanizmasından oluşur. Veri toplama sistemi, devre kesicilerin, ayırıcıların ve topraklama anahtarlarının durumu ve konumunun yanı sıra hat yükleri, trafo sıcaklıkları ve yüklemeleri, gerilim seviyeleri, röle fonksiyonları ve zaman damgalı olaylar hakkında kapsamlı bilgi sağlar.
Trafo merkezi kontrol odasında bu bilgiler duvar panolarında ve mimik diyagramlarda (geleneksel ekipman için) veya görsel görüntüleme cihazlarında (dijital ekipman için) sunulur. Trafo merkezi kontrol odası, devre kesicilere, ayırıcılara, kademe değiştiricilere ve diğer ekipmanlara kontrol komutları vermekten sorumludur. Bu, İnsan-Makine Arayüzü (HMI) kullanılarak trafo merkezinin tam kontrolüne olanak tanır.
Trafo merkezi kontrol odasından kontrolde bir arıza olması durumunda, devre kesiciler, ayırıcılar, topraklama anahtarları ve diğer bileşenler için alternatif bir kontrol sistemi, birincil ekipmanın üzerinde veya yakınında bulunan kontrol kabinlerinden etkinleştirilebilir.
Şekil 7 – Trafo Merkezinden Kontrol
5. Ağ Kontrol Merkezinden Kontrol
İçinde bulunduğumuz dönemde tüm kamu hizmeti şirketleri uzaktan kontrol sistemlerini kullanmaya başladı ve bu da insanlı trafo merkezlerinin sayısında azalmaya neden oldu. Sonuç olarak, bu durum işgücünde ve operasyonel giderlerde azalmaya yol açmıştır. Şu anda, trafo merkezlerinde çoğu zaman personel bulunmuyor ve kontrol işlevi, aynı zamanda diğer birçok trafo merkezinden bilgi alan ve yöneten merkezi bir kontrol merkezinden yürütülüyor.
Bu, bir “Denetleyici Kontrol ve Veri Toplama” sisteminin (veya kısaltılmış SCADA sisteminin) kullanılmasıyla gerçekleştirilir.
Bir "RTU" veya uzak terminal ünitesi, her trafo merkezinden alan kontrol merkezine temel bilgileri ileterek izlenen ağın kapsamlı bir şekilde anlaşılmasına olanak tanır. Ayrıca saha kontrol merkezinden trafo merkezlerine direktiflerin iletilmesini kolaylaştırır.
Birçok alan kontrol merkezine sahip büyük ağlarda enerjinin tedariki ve enerji iletim ağının ideal yerleşimi, bir yük dağıtım merkezi tarafından denetlenir ve denetlenir. Bu merkez enerji santrallerinden, alan kontrol merkezlerinden ve diğer kaynaklardan bilgi alır.
İnsansız trafo merkezlerinde yerel kontrol, daha basit bir mimariyle de olsa, bekleme ve bakım ihtiyaçları için korunur. Ancak yakın zamanda inşa edilen trafo merkezlerinde tipik yerel kontrol tesisi genellikle klavyeyle donatılmış bir ekran ünitesinden oluşur. Daha düşük seviyede bir yedek kontrol tesisi varsa, sistem uzaktan kumanda ekipmanı üzerine kurulabilir ve birleştirilebilir. Otomatik bara geçişi ve transformatörlerin ve reaktörlerin otomatik aktivasyonu gibi trafo merkezi otomasyon özelliklerinin uygulanmasıyla, bölgesel kontrol merkezlerine gönderilen veri hacminin en aza indirilmesi ve böylece kontrol merkezi personelinin iş yükünün hafifletilmesi mümkün hale gelir.
Ağ kontrolünde kullanılmasına ek olarak, trafo merkezlerinden gelen bilgiler bakım ve uzman röle personelinin röle korumasını izlemesi için çok önemlidir. Bu nedenle, kategorilerine göre çeşitli merkezlere devredilebilecek gelişmiş bilgi aktarımına ihtiyaç vardır
Şekil 8 – Elektrik ağı kontrol merkezi
6. Kontrol Sistemleri Mimarileri
Kontrol sistemi için mimarinin seçilmesi sürecinde aşağıdaki faktörlerin dikkate alınması önemlidir:
Faktör #1 – Trafo merkezinin boyutları ve tasarımı, maksimum voltaj ve planlanan genişleme:
Boyut ve alan
Kapalı veya açık
AIS orAIS veya GIS (hava yalıtımlı veya gaz yalıtımlı trafo merkezi)
Faktör #2 – Trafo merkezinin personeli:
İnsanlı
İnsansız
Şu anda trafo merkezlerinin çoğunluğu personelsiz çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Bazen bir kamu hizmeti şirketi, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli nedenlerle personelin mevcut olduğu bir trafo merkezini çalıştırmayı seçebilir:
Her zamanki yararlı uygulamaya ayak uydurmak
Teknik nedenler (örneğin, HV ekipmanı ve/veya uzaktan kumandaların iyi çalışmayan iletişim hatları)
Faktör #3 – Dahil edilecek ikincil sistem fonksiyonlarının belirlenmesi
Faktör #4 – Technology of protection and control subsystemsKoruma ve kontrol alt sistemlerinin teknolojisi
Eski tip (geleneksel)
Bilgisayar tabanlı
Faktör #5 – Tahmini toplam sahip olma maliyeti aşağıdakilerden oluşur:
Yatırım,
Eğitim, öğretim ve operasyon,
Bakım.
İletim ağının ve enerji tüketicisinin sahip olduğu kullanılabilirlik ve güvenilirlik gereksinimlerine ek olarak, yukarıda tartışılan özelliklerin de ayrıntılı olarak dikkate alınması gerekmektedir. Bu faktörler, kontrol sisteminin mimarisine ve onunla bağlantılı korumaya ilişkin karar verme sürecinin temelini oluşturur.
7. Trafo Merkezinin Genişletilmesi ve Değiştirilmesi İhtiyacı
Trafo merkezi ikincil güvenlik sistemlerinin genişletilmesine veya değiştirilmesine yol açabilecek çeşitli nedenler vardır:
Ek birincil bölmelerin temin edilmesi gereklidir.
Trafo merkezinin konfigürasyonu değiştirildi..
Birincil ekipman değiştiriliyor.
Örneğin bara koruması veya uzaktan kumanda gibi ek ikincil ekipmanların kurulumu mevcuttur.
Bir trafo merkezinin ilk tasarım aşamasında yedek kapasite kablo kanallarına, kanallara ve tünellere ve ayrıca merkezi kontrol binasına entegre edilmelidir. Bu, trafo merkezindeki kontrol sisteminin genişletilmesini kolaylaştıracaktır.
Tipik kontrol binası, aşağıdaki gibi sınıflandırılabilecek iki farklı fonksiyonel alana bölünmüştür: bakım ve operasyonlar:
The area that is not reliant on the size of the substation (for example, service areas related to staff)Trafo merkezinin büyüklüğüne bağlı olmayan alan (örneğin personele ilişkin hizmet alanları)
Trafo merkezinin boyutuna bağlı alan (örneğin röle odası)
Trafo merkezinin büyüklüğüne bağlı olan bileşenin, makul bir kesinlikle öngörülebilecek her türlü genişletme veya değişikliği kabul edebilme kabiliyetine sahip olması önemlidir.
8. Kontrol Sisteminde İstenmeyen Operasyonların En Aza İndirilmesi
Tarihsel olarak, istenmeyen operasyonlarla ilgili temel odak noktası elektromanyetik girişimdi. EMC düzenlemelerine uyum tüm kamu hizmetleri için çok önemlidir. Şu anda bu konuyu kapsamlı bir şekilde ele alan kapsamlı uluslararası standartlar bulunmaktadır. Ek olarak, Bölüm 30.9.6 Elektromanyetik Uyumluluk'ta belirtildiği gibi arıza olasılığını en aza indirmek için kablo ekranlama ve topraklama uygulamaları alanında önemli miktarda bilgi ve beceri edinilmiştir.
Ayrıca, bölmeler arası iletişim için fiber optik kabloların artan kullanımı da bu riski azaltmıştır.
Bununla birlikte, çağdaş dönemde, özellikle siber saldırı veya devrelerin ve ağ kontrollerinin genellikle "hacker" olarak adlandırılan kötü niyetli kişiler tarafından izinsiz olarak manipüle edilmesi gibi ek bir tehlikeyle karşı karşıyayız. Bu olgunun örneklerine daha önce 2015 yılında Ukrayna'da ve son on yılda başka birçok ülkede elektrik şebekelerinde tanık olunmuştu.
Kontrol sistemleri yazılımının bilgisayar korsanlarının izinsiz girişlerine karşı korunmasının sağlanması giderek daha önemli hale geliyor.
9. Kilitleme Sistemleri
Birçok tesis, ayırıcılar, sabit topraklama anahtarları ve devre kesiciler (gerektiğinde) için uygun çalışma sırasını garanti etmek amacıyla kilitleme sistemlerini kullanır. Bu, operatörlerin yanlışlıkla veya kasıtsız olarak ekipmanı çalıştırarak iletim sisteminin bütünlüğünü tehlikeye atmamasını sağlar.
Birbirine kenetleme şemalarının kapsadığı yaygın durumlar şunlardır:
Koşul #1 – Ayırıcılar tarafından yük akımlarının kesilmesini veya bağlanmasını önlemek için ayırıcılar ve devre kesiciler arasında kilitleme mekanizmaları kullanılır.
Koşul #2 – Ayırıcılar ve topraklama anahtarları arasındaki kilitleme mekanizması, topraklama anahtarlarının yerel olarak enerji verilen devrelerde kapatılamayacağını garanti eder. Benzer şekilde, bir ayırıcının kapatılmasıyla kapatıldığında toprak anahtarlarına enerji verilemez.
Koşul #3 – Kilitleme mekanizması, ayırıcının yalnızca her iki taraftaki bitişik topraklama anahtarları kapalı olduğunda bakım amacıyla devreye alınmasına izin verir.
Koşul #4 – Yük altında transferler için anahtarlama işlemlerinin birden fazla bara trafo merkezinde doğru sırayla gerçekleştirilmesini ve her bir çubuğa bağlı ayırıcılar arasında paralel bir yol bulunduğunu garanti etmek için.
Veri yolu aktarımının işleyişi sırasında, belirli yardımcı programlar paralel yol sağlayan bir veri yolu bağlayıcısının veya veri yolu bölümünün tetiklenmesini önler.
Koşul #5 – Bir bara bağlayıcının veya bara bölümü devre kesicisinin yalnızca her iki taraftaki ayırıcıların her ikisi de kapalı (çalışır durumda) veya her ikisi de açık (bakım durumunda) olduğunda kapatılabileceğini garanti etmek için, devre kesicinin kapalı olması gerekir. çalışır durumda.
Koşul #6 – Alanın izole edilmesi ve topraklanması gibi uygun güvenlik önlemleri uygulanmadığı sürece, trafo merkezinin güvenlik açıklıklarının ihlal edilebileceği bölümlerine (örneğin filtre ekipmanı) erişimi yasaklamak.
Anahtarlama dizilerinin yalnızca çalıştırılan anahtarlama donanımını içerdiği durumlarda, kilitlemeyi gerçekleştirmek için elektrik tekniklerinin kullanılması yaygın bir uygulamadır. Her şey planlandığı gibi giderse, işlemin bir operatör tarafından mı yoksa otomatik bir sürecin parçası olarak mı başlatıldığına bakılmaksızın, bir işlem başlatıldığında doğru kilitleme durumunun otomatik olarak kontrol edilmesi gerekir.
Kilitleme Şeması Örneği
Giriş Devre Kesicisi ve Toprak Anahtarı Kilitlemesi
Giriş devre kesicisi (Q-IL veya Q-IR) ve toprak anahtarı (E-IL veya E-IR), her ikisinin de aynı anda kapanmasını önlemek için mekanik olarak birbirine kilitlenmiştir. Toprak anahtarı yalnızca devre kesici açıldığında ve test konumuna çekildiğinde kapatılabilir. Devre kesici yalnızca topraklama anahtarı açık olduğunda kapatmak için içeri yerleştirilebilir.
İlave bir kilitleme seviyesi gereklidir. Gelen beslemeden güç kesilene kadar, gelen toprak anahtarı mekanik olarak çalıştırılamaz. Bu, toprak anahtarının canlı bir kaynağa kapatılmasını önler.
Bu kilitleme iki yoldan biriyle gerçekleştirilir:
Yöntem #1 – Anahtar erişimini kullanarak mekanik olarak. Giriş toprak anahtarı (E-IL veya E-IR) kolu işlemine yalnızca, açık ve dışarı çekilmiş durumdayken üst devre kesiciden alınan bir anahtar kullanılarak erişilebilir.
Yöntem #2 – Şekil 9 - Kilitleme şeması örneği: Giriş devre kesicisi ve toprak anahtarı kilitlemesi
Şekil 9 – Kilitleme şeması örneği: Giriş devre kesicisi ve toprak anahtarı kilitlemesi
Otomatik anahtarlama şeması sırasında ara sıra bir kilitlemeyi atlamanın gerekli olması mümkün olsa da, bunun kuraldan ziyade istisna olması gerektiğini unutmamak önemlidir.
Anahtarlama sırasının manuel olarak çalıştırılan tesisi içerdiği durumlarda, kilitleme elektrikli veya mekanik bileşenler kullanılarak gerçekleştirilebilir. İdeal bir senaryoda kilitleme, herhangi bir işlem yapılmadan önce kilitlemenin durumunu anında doğrulayacak şekilde tasarlanmalıdır. Uygulanabilir olduğunda, kilitleme şemaları mümkün olan en büyük operasyonel esnekliğe izin vermeli ve kesinlikle gerekli olmadıkça önceden belirlenmiş çalışma sıralarını dayatmamalıdır.
Planlar doğası gereği arızalara karşı korumalı olmalı ve bunları geçersiz kılmak için özel olarak tasarlanmış araçlar veya bir tesis kullanılmadıkça onları yenmek imkansız olmalıdır.
Genel olarak bu tür geçersiz kılma tesislerinin diğerlerinden farklı bir kilitle kilitlenebilir olması gerekir. Kilitleme, anahtarlama ve çalıştırma dizileri için her iki yönde de takip edildiğinde etkili olmalıdır (örneğin, bir erişim kapısının açılabilmesi için bir topraklama anahtarının kapatılması gerekiyorsa, topraklama anahtarı açılmadan önce kapının kapatılması ve kilitlenmesi gerekir). açılacaktır). Kilitleme aynı zamanda anahtarlama dizileri için de etkili olmalıdır.
Bir cihazı tamamen kilitlemenin mümkün olmayabileceği bazı yerler vardır. Bunun bir örneği olarak hat girişinde bulunan toprak anahtarını düşünün. Çoğu durumda, söz konusu hat çok kısa olmadığı sürece, hattın uzak ucunda bulunan ekipmanla kilitlemek mümkün değildir. Bu koşullar altında, toprak anahtarının tam olarak kilitlenmediğini belirten bir uyarı etiketinin sağlanması standart uygulama olarak kabul edilecektir.
Mekanik kilitleme tipik olarak anahtarla çalıştırılan sistemlerin kullanılmasıyla gerçekleştirilir. Tuşların hakim olunamayacak bir tasarıma sahip olması tavsiye edilir. Bu, herhangi bir ana anahtarın olmaması gerektiği veya mevcut tasarımla bir ana anahtar üretmenin mümkün olmadığı anlamına gelir.
Aynı trafo merkezindeki farklılıklar (Not: farklılık, bir anahtarın başka bir anahtarla değiştirilmesini engelleyen farkın adıdır) kullanıcılar tarafından tekrarlanmamalıdır.
Tipik olarak, personel tarafından kilitleme anahtarlarının üzerine konuma özgü tanımlayıcı bir referans kazınır. Normal çalışma sırasında anahtar tipik olarak belirli bir konuma yerleştirilir ve anahtar konumları tipik olarak ilgili anahtarın tanımlayıcısıyla tanımlanır.
Tanımlayıcı tipik olarak anahtarın tipik olarak bulunduğu anahtarlama cihazının sistem numarasını içerir.
Daha karmaşık kilitleme şemaları için anahtar değişim kutularının gerekli olma ihtimali vardır. Bu kutuların trafo merkezinin normal şekilde çalışmasına uygun alanlara yerleştirilmesi gerekir. Bir devre için elektriksel kilitlemenin ve mekanik kilitlemenin bağlanmasını sağlayan elektromekanik anahtar değiştirme kutuları periyodik olarak gerekli olabilir. Bu kutular anahtar alışverişi için kullanılır.
Tarihsel olarak, elektriksel kilitleme süreci kablolu kontak mantığının kullanılmasıyla gerçekleştirilmiştir. Bu nedenle, bilgisayarlı kontrol sistemleri kullanıldığında kilitleme fonksiyonunu gerçekleştirecek bir yazılım mantığı geliştirmek kolaydır çünkü tüm tesisin durumu kontrol sistemi içerisinde zaten bilinmektedir.
Ancak trafo merkezinde ekleme veya değişiklik yapılması gerektiğinde komplikasyonlarla karşılaşmak mümkündür. Bunun sahada gerekli olan kablolama miktarını önemli ölçüde en aza indirdiği ve yeni saha trafo merkezlerinde kullanıldığında oldukça etkili olduğu açıktır.
Genellikle bu, değiştirilmiş kilitleme yazılımını sahadaki gerçek bilgisayar sistemine yüklemeden önce test etmek için fabrikada revize edilen tüm trafo merkezinin bir taklitinin oluşturulmasını içerecektir.
10. Senkronizasyon ve Sistem Kararlılığı
Sistem kararlılığının korunmasını garanti etmek, tesise verilen hasar miktarını azaltmak ve bölünmüş bir sistemi yeniden paralel hale getirmeyi kolaylaştırmak için iletim ağlarında senkronizasyonun yapılması gereklidir. Her iki taraftaki sistemler senkronize olmadığında devre kesiciler kapatıldığında, jeneratörlere şok yükü uygulanabilecek ve şebekeden önemli miktarda senkronizasyon gücü akacaktır.
Bunun önemli miktarda kesintiye neden olma potansiyeli vardır.
İletim ağı söz konusu olduğunda, tipik olarak kullanılan iki senkronizasyon biçimi, kontrol senkronizasyonu ve sistem senkronizasyonudur (bkz. Şekil 10). Senkronizasyonun kontrol edilmesi tipik olarak, kapatılan devre kesicinin sağlam bir şekilde bağlı bir sistem içinde yer alması durumunda gerçekleşirken, sistem senkronizasyonu, kapatılan devre kesicinin aynı anda bağlı olmayan iki sistemi bağlaması durumunda gerçekleşir.
Şekil 10 – Kontrol senkronizasyonunu ve sistem senkronizasyonunu gösteren örnek (Not, daire içine alınmış olanlar CB'lerin açık olduğunu gösterir)
Senkronize kapanışın gerçekleşebilmesi için aşağıdaki gereksinimlerin karşılanması gerekir:
CB'nin her iki tarafı da sıfır kayma olarak adlandırılan aynı frekansa sahiptir..
Ek olarak devre kesicinin her iki tarafındaki gerilimler arasında faz açısı değişimi yoktur.
Devre kesicinin her iki tarafı da aynı büyüklükte gerilime sahiptir; bu da yaklaşık olarak nominal değere eşdeğerdir.
Şekil 11'e bakıldığında, senkronizasyon rölesi bu koşulların önceden belirlenmiş bir tolerans aralığı dahilinde karşılanıp karşılanmadığını belirleyecektir.
Şekil 11 – Röle bağlantılarının senkronizasyonu ve senkronizasyon için gelen ve çalışan gerilimlerin karşılaştırılması
Çoğu durumda baralar üzerinde herhangi bir gerilim trafosu kurulmayacaktır. Buna göre, bir "çalışma" voltajı oluşturmak amacıyla baranın voltajını elde etmek için bir voltaj seçim şeması gerekli olacaktır.
Gerilimin yokluğu ölü çubuk veya ölü hat olarak yorumlanacağından, gerilim transformatörlerinin çıkışının izlenmesi gerektiğinin (örneğin bir MCB tarafından) vurgulanması önemlidir. Geçmişte senkronizasyon sistemini oluşturan bileşenler arasında bir voltaj seçim şeması, çalışma voltajını ve gelen voltajı görüntüleyen bir analog senkronizasyon ekranı ve iki voltaj arasındaki anlık açıyı gösteren bir senkronoskop vardı.
“Lamba-açık” veya “lamba-karanlık” türünde bir senkronizasyon elde etmek için bu enstrümanlara zaman zaman lambalarla destek veriliyordu.
MCB'yi ve ana kontakların yanına bağlanan yardımcı kontaklarını gösteren Şekil 12'ye referansla bu sistemin çalışma şekli şu şekildedir:
Şekil 12 – Yardımcı Kontaklı VT Minyatür Devre Kesicinin Şematik Diyagramı
Bu rölenin gerilimlerini, açısını ve kaymasını ve ayrıca devre kesicinin kapatma devresine seri olarak bağlanan bu rölenin kontaklarını kontrol etmek için bir senkronizasyon rölesinin kullanılması da mümkündür. Manuel ve otomatik anahtarlamanın birbiriyle senkronize olmasını sağlamak için bu senkronizasyon mekanizması gerekli olacaktır.
Bilgisayarlı kontrol sistemleri, uygun bir çalışma voltajını belirlemek için gerekli tüm bilgileri "bildiği" için, senkronizasyon için artık ayrı bir voltaj seçim şemasına gerek yoktur. Bunun nedeni bilgisayar kontrol sisteminin daha gelişmiş hale gelmesidir.
Kesicilerin manuel olarak kapatılmasını sağlamak için bilgisayar kontrol sistemi içerisinde gerekli tüm incelemelerin yapılmasına olanak sağlayacak uygun yazılımların tasarlanması da mümkündür. Aşağıdaki koşullardan herhangi biri tipik olarak devre kesicinin devreyi kapatmak üzere etkinleştirilmesine neden olur:
Ölü bara / Ölü hat
Canlı bara / Ölü hat
Ölü bara / Canlı hat
Canlı bara / Canlı hat (uygun şekilde kontrol senkronizasyonu veya sistem senkronizasyonu ile)
Senkronizasyon kontrol fonksiyonu, otomatik kapanmayı kolaylaştırmak için tipik olarak çağdaş sayısal otomatik tekrar kapama rölelerine (otomatik tekrar kapama olarak da bilinir) dahil edilir.
Referans Kaynak: Substation Control and Automatic Switching by John Finn (Cigre)