Operatörlerin Jeneratör Korumada Sıklıkla Yaptığı Hatalar
- Hüseyin GÜZEL
- Aug 3
- 15 min read
Bir jeneratörü korumak tek bir röleden fazlasını gerektirir. Yardımcı röleler, SCADA veya benzeri sistemlerle iletişim, akım trafoları ve akım trafolarından (bazen VT olarak da adlandırılır) gelen kablolama ve bağımsız cihazlar veya çok işlevli ünitelerin bir parçası olabilen koruyucu röleleri içeren bir sistemdir.
Diğer karşılaştırılabilir sistemlerle koordinasyon da korumanın önemli bir parçasıdır, çünkü arızalı bir ekipmanın tek bir röle veya koruma fonksiyonu aracılığıyla şebekeden çıkarılmasının diğer ekipmanların gereksiz yere çıkarılmasına neden olmamasını sağlar.
Son olarak, bir jeneratörün korunması, rölelerin doğru çalışmasını ve senkronizasyonunu garanti altına almak için gerekli tüm yapılandırmaları da içerir. Bu nedenle, bir koruma sistemi ancak tüm röleler senkronize ve her birinin ayarları doğruysa (koruma fonksiyonu) düzgün çalışabilir.
Çok sık devre dışı kalmadıkları için, koruma mekanizmaları bazen göz ardı edilir. Sonuç olarak, bakıma gereken özen gösterilmez ve bu da ciddi sorunlara yol açabilir.
Arızalı veya çalışmayan bir koruma mekanizması, güç sistemlerinde yıkıcı jeneratör arızalarının önde gelen nedenlerinden biridir. Santraldeki en önemli ve maliyetli elektrik ekipmanları arasında ana jeneratör, yükseltici trafo ve yardımcı trafolar bulunur. Dahası, gerçekten büyük jeneratör üniteleri için, beklenmedik bir yıkıcı arızanın ardından uygun bir yedek parçanın bulunması aylar, hatta yıllar alabilir.
Tesis personeli, her bir koruyucu cihazın önemi ve çalışması konusunda bilgilendirilmeli ve enerji santralleri, koruma sistemleri için etkili bir kestirimci bakım programı uygulamalıdır.
İçindekiler Tablosu:
1| Koruma Bölgelerinin Tanımlanması
Tablo 1'deki Korunan Bölge veya Ekipman başlıklı sütun, belirli bir koruma fonksiyonunun erişim ve kapsama alanını tanımlar. Ekipman, korunan ekipmanı belirtir ve bu durumda her zaman jeneratörü de içerir. Diğer yandan, bölge, bir arıza durumunda koruma fonksiyonu rölesini etkinleştirecek tüm ekipmanları (aparatlar, hatlar, kablolar vb.) ifade eder.
Bölge, coğrafi bir bağlamda da görülebilir. Örneğin, bir mesafe rölesi, aktivasyon bölgesi kilometre (iletim hattı) olarak verilebildiği için bu şekilde adlandırılır.
Diferansiyel koruma durumunda, bölge akım trafoları (AT) arasındaki tüm alanı kapsar.
Tablo 1 – Koruma fonksiyonları ve korunan bölge/ekipman
Cihaz numarası | Koruma Fonksiyonu | Korunan bölge veya ekipman |
15 | Hız veya frekans eşleştirme cihazı | Şebekeye senkronizasyonun kritik etkinliği sırasında bir miktar pozitif geri bildirim sağlayarak jeneratörü korur. |
21 | Mesafe koruması – Jeneratör bölgesi faz hataları için yedekleme | Jeneratörü, yükseltici trafonun yüksek gerilim sargısına kadar olan izole faz barasını (veya kabloları) ve yardımcı trafoları korur. Menzil, rölenin ayarlarına bağlı olarak bundan daha fazla veya daha az olabilir. |
24 | Volt/Hertz koruması – Aşırı akış durumunu algılar | Jeneratör stator çekirdeğini ve yükseltici ve yardımcı trafo çekirdeklerini aşırı akıdan kaynaklanan hasarlardan korur. |
25 | Senkronizasyon veya senkronizasyon kontrolü koruması – Sorunsuz senkronizasyonu kolaylaştırmak için #15 fonksiyonuyla birlikte çalışır. | Jeneratör ve türbin bileşenlerini hatalı senkronizasyondan korur. |
27 | Düşük gerilim koruması – Belirli bir baranın geriliminin normal aralığın altında olduğu durumu algılar. | Ölü bir barada jeneratörün senkronizasyonunu önler. Genellikle istasyon yardımcı sistemlerindeki voltaj kaybını algılamak için kullanılır. Alarm verebilir ve bazı durumlarda otomatik bir bara transfer etkinliği başlatabilir. |
27H | Jeneratör nötründe düşük gerilim koruması – Nötr geriliminin üçüncü harmonik bileşeninin belirli bir seviyenin altına düştüğü durumu algılar. Bazı devreler 59H (aynı işlevi gören ters modda çalışan üçüncü harmonik aşırı gerilim rölesi) kullanır. | Stator sargısını ve stator çekirdeğini topraklamadan korur. Ayrıca, yükseltici ve yardımcı trafoların düşük voltajlı sargılarının yanı sıra, kablolardaki topraklamalara da tepki verebilir. |
32 | Ters güç koruması> – Aktif güç akışının şebekeden jeneratöre doğru olduğu bir duruma tepki verir, | Senkron veya endüksiyon makinesi olarak jeneratörün motorlanmasından korur. Aşırı hızı önlemek için üniteyi şebekeden düzenli bir şekilde ayırma planının bir parçası olabilir, sıralı tetikleme planının bir parçası olarak. |
40 | Alan kaybı koruması – Şebeke ile senkron çalışmayı sürdürmek için uyarımın çok düşük olduğu durumu algılar. | Birçok jeneratör bileşenini senkronizasyon kaybına karşı korur. Arıza, alan sargısı, fırça donanımı (fırçalıysa), uyarıcılar, doğrultucular, uyarma kabloları veya baraları, AVR'ler ve diğer herhangi bir uyarma bileşeni dahil olmak üzere uyarma devresinde herhangi bir şekilde bulunabilir. Alan kaybının sonucu, jeneratörün bir endüksiyon jeneratörü gibi çalışmasıdır. |
46 | Stator dengesiz akım koruması – Stator negatif dizi akımı belirli bir eşik değerinden yüksek olduğunda durumu algılar. | Korunan bileşenler; rotor dövmesi, kama, tutma halkaları ve amortisörün parçalarıdır. |
49 | Stator termal koruması</span> – Çeşitli stator bileşenlerinin (çekirdek, sargı vb.) sıcaklığının normal aralığın üzerine çıktığını algılar. | TC'lerin ve/veya RTD'lerin monte edildiği belirli bileşenleri korur. |
50/51 | Anlık/zamanlı aşırı akım koruması – Kısa devreler nedeniyle stator akımındaki ani ve/veya büyük artışlara tepki verir. | Jeneratörü büyük aşırı akım olaylarından korur. |
50GN/51GN | Topraklama trafosunun sekonderinde anlık/zamanlı aşırı akım koruması – Nötr akımındaki ani ve/veya büyük artışlara tepki verir. | Stator sargısını, jeneratör ve jeneratör gerilim sistemindeki arızalardan korur ve bu arızalar, nötr hattından ani ve/veya büyük toprak akımlarına neden olur. jeneratör. |
50BF/51BF | Devre kesici arıza şemasının bir parçası olarak kullanılan aşırı akım fonksiyonu | Bir arıza giderme işlemi sırasında jeneratör kesicisinin açılmaması durumunda ana jeneratörü (ve ana kesici SUT'nin YG tarafındaysa transformatörleri) korur. |
51TN | Zamanlı aşırı akım koruması – SUT'un yıldız bağlantılı yüksek gerilim sargısının nötründen akan normal aralığın üzerindeki akımlara tepki verir. | SUT'u, SUT ve yüksek gerilim sistemlerindeki topraklama arızalarından korur. Jeneratörü, SUT'ta veya şebekede yakınlarda meydana gelen kısa devrelerden kaynaklanan büyük negatif dizi akımlarından korur. |
51V | Gerilim kontrollü (gerilim kısıtlı) zamanlı aşırı akım koruması – İstasyon civarında ve istasyonda oluşan kısa devrelere tepki verir. | Jeneratörü istasyonda veya istasyona yakın mesafede şebekede oluşan kısa devrelerden korur. Şebekeye erişim ayarlanabilir, böylece uzaktaki arızalar için ünite gereksiz yere devre dışı kalmaz ve aksi takdirde 51 aşırı akım rölesi devre dışı kalır. |
59 | Aşırı gerilim koruması – Nominal maksimumun üzerindeki çıkış gerilimlerine tepki verir (genellikle: nominalin %105'i). | Jeneratörü aşırı gerilim ve aşırı akıştan korur. Koruma şemasının bir parçası olduğunda, normalde yalnızca alarm vermek için kullanılır. |
59GN | Aşırı gerilim koruması – Topraklama trafosunun sekonderindeki gerilim artışına tepki verir. | Stator sargısını jeneratördeki ve jeneratör gerilim sistemindeki toprak arızalarından korur; bu arızalar jeneratörün nötrü üzerinden toprak akımlarına (ve dolayısıyla sekonderin direnci boyunca gerilim artışına) neden olur. Arıza, jeneratörün nötrü (topraklama trafosu dahil) ile SUT'un delta bağlı sargıları (jeneratör tarafı) ve yardımcı trafo(lar) arasında herhangi bir yerde bulunabilir. |
59BN | Sıfır dizi gerilim koruması – Aksi halde topraklanmamış bir barada topraklama hatasını algılar. 59BG olarak da bilinir. | Jeneratör kesildiğinde veya jeneratör bağlantıları açık olduğunda SUT üzerinden geri besleme sırasında, bu işlev ekipmanı toprağa kısa devreden korur. Korunan bölge, SUT'un delta bağlantılı sargıları ile yardımcı trafo(lar) arasındaki açık bağlantılar veya kesiciler arasındaki tüm ekipmanları içerir. |
60 | Gerilim dengesi koruması – Patlamış PT sigortalarını veya açık sekonder devreleri algılar. | Jeneratörü, bir PT sigortasının kaybı veya açık sekonder devre nedeniyle oluşan gereksiz bir devreye karşı korur. Büyük olasılıkla arıza PT devresinde (sigorta, ikincil kablolar arasında ve/veya toprağa kısa devre veya açık ikincil devre gibi) olacaktır. |
62 | Zamanlı aşırı akım koruması – Jeneratör sargılarındaki dönüşler arası hataları algılar. | Statoru, stator sargısındaki kısa devrelere karşı korur. Çoğunlukla hidrolik tahrikli jeneratörlerde veya küçük turbojeneratörlerde kullanılır. Büyük turbojeneratörlerde tek bir dönüş vardır; bu nedenle bu koruma kullanılmaz. |
62BF | Devre kesici arıza koruması | Ana jeneratörü (ve ana devre kesici SUT'nin YG tarafındaysa transformatörleri) jeneratör devre kesicisi arıza giderme işlemi sırasında açılmıyor. |
64F | Gerilim algılamaya dayalı toprak dedektörü – Uyarma güç devresindeki toprakları algılar. | Uyarma güç devresindeki toprağa kısa devrelere karşı koruma sağlar. Arıza rotor sargısında, fırça tertibatında, DC kablolarında/veri yollarında veya uyarıcıda olabilir. |
64S/64R | Stator/rotorun topraklama hatası koruması gerilim enjeksiyonuna dayanmaktadır. | Stator rotorunun %100'ünü topraklama hatalarına karşı korur. |
67 | Faz yönlü aşırı akım koruması – Jeneratöre doğru akım akışını algılar. Yanlışlıkla enerjilendirme şemasının bir parçası olarak kullanılır. Ayrıca 50/27 fonksiyonlarının bir kombinasyonu ile uygulanır. | Üniteyi, hareketsiz dururken veya dönen dişli üzerindeyken yanlışlıkla enerjilenmeye karşı korur. |
78 | Senkronizasyon kaybı koruması | Jeneratörü senkronizasyon kaybına karşı korur. Alan rölesi kaybına karşı yedek olarak düşünülebilir (#40). |
81 O/U | Aşırı/Düşük Frekans Koruması – Nominal frekanstan sapmayı algılar. | Ünite bileşenlerinin, ünitenin nominal frekansı dışındaki frekanslarda çalışmasını önler. |
86 | Elle sıfırlanan kilitleme yardımcı rölesi | Koruyucu rölenin çalışmasını takiben sistemi kilitlemek için kullanılır. Manuel olarak sıfırlanmalıdır. |
87G | Jeneratörün diferansiyel koruması | eneratörü stator sargısındaki fazlar arasındaki kısa devrelerden korur. Koruma bölgesi, stator sargısını ve ünitenin her iki tarafındaki 87G'ye bağlı akım trafoları arasındaki bara/burç kısmını içerir. |
87T | SUT veya AUT'lerin diferansiyel koruması | Trafoyu, trafo içindeki faz-faz arızasına karşı korur. Yıldız bağlantılı sargı, faz-toprak arızasında da çalışır. |
87U | Ünite diferansiyel koruması – Bazı koruma şemalarında 87O olarak da belirtilir. | Jeneratörü, SUT'yi, AUT'leri ve HV kesiciyi faz-faz kısa devresine karşı korur. Arızanın bulunduğu korumalı bölge 87U'ya bağlı CT'ler arasındadır. |
Uyartım koruyucu fonksiyonları | Uyarıcı ve AVR genellikle maksimum uyartım limiti, minimum uyartım limiti ve maksimum V/Hz limiti gibi bir dizi dahili koruma fonksiyonuna sahiptir. | Jeneratörü aşırı uyartım ve aşırı akı olaylarına ve kapasite eğrisinin dışında veya sabit durum kararlılık limitinin altında çalışmaya karşı korur. Bu koruyucu işlevler, bu tabloda gösterilen diğer koruyucu işlevlerle koordineli olacak şekilde ayarlanmalıdır. |
burada;
SUT – Yükseltici transformatör
TC – Termokupl
RTD – Direnç sıcaklık dedektörü
AUT – Yardımcı ünite transformatörü
Şekil 1, jeneratör diferansiyel koruması (87G) tarafından korunan bölgeyi göstermektedir. Baralardaki fazlar, sargılar, jeneratör devre kesicisi ve akım trafoları arasındaki IPB 5 (veya kablolar) arasındaki bir arıza, 87G'nin devreye girmesine neden olur. Akım trafosu veya akım trafoları ile röle (ikincil devre) arasındaki kablolamadaki arızalar da rölenin devreye girmesine neden olabilir.
Rölenin kendisinde meydana gelen bir arıza, beklenmedik bir devreye girmeye neden olabilir.
Şekil 1 – Jeneratör diferansiyel korumalı bölge
OG jeneratör devre kesicisi (CB) korumalı bölgeye dahildir. Nötr topraklama trafosu, jeneratörün nötr noktası ile toprak arasında gösterilir ve korumalı bölgeye dahil değildir.
Yükseltici Trafo (SUT) da dahil değildir.
Şekil 2, kesici yükseltici trafonun (SUT) yüksek gerilim (YG) tarafında olduğunda jeneratör diferansiyeli ve diğer özel olmayan koruma röleleri tarafından korunan bölgeyi göstermektedir. Şekil 2'nin incelenmesinden de görülebileceği gibi, bu şemada <strong>jeneratör kesicisi</strong> korumalı bölgeye dahil değildir; yalnızca ana jeneratör dahildir.
Akım trafoları, sekonder devre ve röle bütünlüğü ile ilgili yorumlar yukarıda açıklandığı gibidir.
Şekil 2 – Jeneratör diferansiyel korumalı bölge
Jeneratör devre kesicisi (CB), jeneratör diferansiyel rölesinin (87G) korumalı bölgesine dahil değildir, ancak ünite diferansiyel korumasının (87U) korumalı bölgesine dahildir.
Şekil 3, sırasıyla 87G ve 87U diferansiyel koruma röleleri (koruyucu fonksiyonlar) tarafından korunan bölgeleri göstermektedir.
87U'nun, ana trafo ve ana devre kesiciyi de kapsayan ek koruma sağlarken, korumalı bölgesi için 87G'ye yedek olarak hizmet verdiği görülebilir.
Pratik açıdan, ünite diferansiyel koruması çoğu durumda yardımcı trafoları da içerecektir.
Şekil 3 – Jeneratör diferansiyeli ve ünite diferansiyel korumalı bölgeleri
Şekil 4, #21 koruma fonksiyonunu uygulayan veya voltaj kontrollü bir akım rölesi (51V) ile benzer bir amaca ulaşan bir mesafe rölesi tarafından korunan bölgeyi göstermektedir.
Korunan bölgenin 87 rölesini besleyen akım trafolarının konumuyla net bir şekilde tanımlandığı diferansiyel koruma durumundan farklı olarak, 21 veya 51V tarafından korunan bölge, rölenin ayarlarıyla genişletilebilir veya daraltılabilir.
Şekil 4, menzilin SUT'nin orta gerilim (OG) sargısını içerdiği durumu göstermektedir.
Şekil 4 – Yedek mesafe koruma rölesi ile korunan bölge
Korunan bölgeye başka bir örnek Şekil 5'te gösterilmiştir. Bu durumda, türbin(ler) jeneratörle birlikte, ünitenin serisinde gösterilmeyen diğer dönen bileşenlerle (örneğin döner uyarıcı) birlikte dahil edilir. Ayrıca, yardımcı ünite trafoları (şekilde gösterilmemiştir) aracılığıyla beslenen motorlar bile, devre kesici devreye girdiğinde anormal frekansa karşı korunur.
Bu durumda, röle ayarlarının değiştirilmesi korunan bölgeyi değiştirmez, ancak 81 düşük/yüksek frekans rölesinin çalışmasını tetikleyecek eşik değerlerini değiştirir.
Şekil 5 – Yüksek/düşük frekans rölesi ile korunan bölge
Şekil 6, stator topraklama koruması ile korunan bölgeyi göstermektedir. Stator topraklama koruması, genellikle topraklama trafosunun sekonderinde bir aşırı akım rölesi ve/veya bir aşırı gerilim rölesi ile uygulanır.
Ayrıca, yaygın olarak üçüncü bir harmonik rölesi de kullanılır. Daha sonraki yıllarda, stator topraklama koruması, makinenin hem nötr hem de uç tarafındaki üçüncü harmonik gerilimlerini izleyen üçüncü harmonik röleleri ile uygulanmaya başlanmıştır.
Son olarak, düşük frekanslı düşük voltajlı sinyal enjeksiyonu, stator sargısının %100'ünü kapsayan bir stator topraklama arıza tespit tekniğinin aktif devre uygulaması olarak da kullanılır.
Şekil 6 – Stator topraklama koruma rölesi ile korunan bölge
Şekil 7, iki veya daha fazla jeneratörün SUT'den önce tek bir baraya bağlı olduğu bazı küçük tepe üniteleri veya bazı Yanmalı Türbin Jeneratörleri (CTG'ler) için tipik bir durumu göstermektedir. Bu durumda, toprak koruma röleleri bir jeneratördeki toprak arızasını diğer jeneratördeki toprak arızasından ayırt edemeyebilir.
V/Hz (aşırı akı) koruması (24) gibi bazı koruma cihazları, jeneratörün ve/veya diğer ünite ekipmanlarının çok özel bileşenlerini korur. V/Hz koruma fonksiyonu durumunda, korunan bölge jeneratör çekirdeğini, tüm yardımcı trafoların çekirdeğini ve yükseltici trafoyu içerir.
Şekil 7 – Stator toprak koruması ile korunan bölge
Korunan bölgenin herhangi bir yerindeki topraklama hatası, toprak rölesinin etkinleştirilmesine neden olur. Çoğu koruma şemasında, stator topraklamasının bir alternatöre ait olduğunun kesin olarak belirlenmesi mümkün olmayabilir.
Negatif bileşen akım koruması (46), rotor yüzeyinde veya yakınında bulunan bazı rotor bileşenlerini korur. Ayrıca, nükleer enerjili jeneratörlerin büyük düşük basınçlı türbinlerinde karşılaşılanlar gibi uzun türbin kanatlarının metal yorgunluğuna karşı da koruma sağlayabilir. Jeneratör/türbin bölgesi korumasının bir başka örneği de, türbinin son kademesine monte edilmiş uzun kanatlara da zarar verebilen kutup kayması nedeniyle oluşan devre dışı kalmadır.
Sıcaklık tabanlı röleler, stator ve rotor sargıları, çekirdek vb. gibi belirli jeneratör bileşenlerini aşırı ısınma hasarından korur. Aynı durum uyarma sistemi için de geçerlidir.
Senkronizasyon (25) ve senkronizasyon kontrol (15) röleleri, tüm treni hatalı senkronizasyondan kaynaklanan hasarlardan korur. Sargılar, kaplinler, yataklar, dövme parçalar, türbin kanatları ve diğer bileşenler, hatalı senkronizasyon nedeniyle hasara veya bozulmaya eğilimlidir.
Yukarıdaki örnekler kapsamlı değildir; kapsanmayan birkaç koruyucu fonksiyon vardır. Bununla birlikte, okuyucu, yukarıda kullanılan aynı analiz yöntemini izleyerek, kapsanan ekipman formunda koruyucu erişim alanını (bölgesini) elde edebilir.
2| Koruma Rölesi Açmalarının Olası Nedenleri
Ne yazık ki, tesis personelinin koruma sistemi tarafından başlatılan bir jeneratör tripinin nedenlerini yanlış yorumlaması nadir değildir. Bazen bu durum, operatörlerin kalan bir arıza durumunda devre kesiciyi kapatmasına ve önlenebilecek ek hasara neden olmasına yol açar. Bu durum, arızalı bileşenin geç tespit edilmesi nedeniyle ünitenin tekrar devreye alınmasında gereksiz ek gecikmelere neden olur.
Örneğin, bir V/Hz olayından ve ardından gelen tripten sonra statoru meggerlemek, aşırı akı nedeniyle arızaya en yatkın bileşen olan stator çekirdeğinin durumu hakkında herhangi bir bilgi sağlamaz.
Benzer şekilde, stator topraklama koruma rölesi devreye girdikten hemen sonra şalt sahasında kısa devre aramak, sorunu çözmenin en etkili yolu olmayabilir.
Bazen, arızalı bileşen olan bir koruma tripinden sonra bu durum oldukça belirgindir. Örneğin, fırça dişlisi bölmesindeki bir flashover, koku ve görüntü ile kolayca fark edilebilir. Tamamen kapalı makinelerdeki kısa devreler gibi birçok başka durumda, bir arızanın nerede meydana geldiğini tespit etmenin tek pratik yolu, belirli bir sökme işleminden sonra elektrik testi ve/veya makine iç aksamlarının incelenmesidir.
Nereye bakılacağı veya neyin test edileceği, zorunlu kesintinin süresini belirlemede önemli bir faktördür.
Örneğin, stator sargısının yalıtım direnci testini gerçekleştirmek, jeneratör sargısının nötr trafosundan ayrılmasını ve jeneratör kesicisi olmayan jeneratörlerde izofaz barasına (IPB) giden bağlantıların çıkarılmasını gerektirir.
Şekil 8 – Jeneratör kesicisi
Bu faaliyetler kesintiye zaman ekler. Yüksek potansiyelli bir test isteniyorsa, testi gerçekleştirmek için gereken sökme işlemi daha fazla olabilir. Koruyucu röle(ler)in çalışmasının dikkatli bir analizi, arızanın stator dışında bir yerde olduğunu gösteriyorsa, tüm bunları yapmak zaman kaybı olacaktır.
Mantıklı yaklaşım, öncelikle tetiklenen ve/veya işaret veren koruyucu röle(ler)in korumalı bölgesinin/bölgelerinin içine bakmaktır.
Bazen, büyük bir arıza sırasında, arızalı bölgenin dışında koruma bölgelerine sahip koruma rölelerinin seçici olmayan bir şekilde tetikleme ve/veya işaret verebileceği doğrudur (örneğin, büyük geçiş arıza akımları nedeniyle diferansiyel koruma çalışması, akım trafolarının dengesiz doygunluğu veya röle ayarının çok hassas olması nedeniyle).
Bununla birlikte, çoğu durumda, tetiklenen rölelerin korunan bölgelerinin dikkatli bir şekilde incelenmesi, (ünitenin DFR 8 veya benzeri cihazları tarafından kaydedildiği umulan) olay sırasına ek olarak, arızalı bileşenin ve arıza yerinin aranmasında bir pusula görevi görür.
Şekil 9, bir arıza sırasında etkinleştirilen korunan bölgelerin aramayı başlatmak için en mantıklı yeri nasıl belirlediğini göstermektedir.
Şekil 9 – Üç korunan bölge: 87G jeneratör diferansiyel koruma rölesi, 87U ünite diferansiyel koruma rölesi ve 21 mesafe koruma rölesi tarafından
Şekilde üç korumalı bölge gösterilmektedir: 87G jeneratör diferansiyel koruma rölesi, 87U ünite diferansiyel koruma rölesi ve 21 mesafe koruma rölesi.
Üç rölenin tamamı veya bazıları tetiklenirken diğerleri sinyal verirse, jeneratör içinde faz-faz kısa devre nedeniyle, kırmızı noktalı alan üç bölgenin kesişimini temsil eder ve arızayı kontrol altına alma olasılığı en yüksek olan bölgedir.
Üç rölenin tamamı veya bazıları tetiklenirken diğerleri sinyal verirse, jeneratör içinde faz-faz kısa devre nedeniyle, kırmızı noktalı alan üç bölgenin kesişimini temsil eder ve arızayı kontrol altına alma olasılığı en yüksek olan bölgedir.
Açıkçası, ciddi bir arızadan sonra, muhafazakar bir yaklaşım, korumalı bölgenin dışındaki ekipmanların (örneğin, büyük geçiş kısa devre akımlarından etkilenebilecek) test edilmesini ve incelenmesini içerebilir.
Bazı koruma fonksiyonları, jeneratörün çok özel bileşenlerini kapsar.
Örneğin, Şekil 10, aşırı akım (V/Hz) rölesi (24) tarafından korunan bölgeyi (daha doğrusu korunan bileşenleri) göstermektedir. Bu özel ve talihsiz durumda, doğrudan etkilenebilecek bileşenler kolayca tespit edilebilse de, bozulma seviyesini belirlemek çok daha zordur.
Şekil 10 – Volt/Hertz rölesi tarafından korunan ekipman
Röle ayrıca transformatör çekirdeklerini de korur, çünkü bu durumda ana kesici SUT'nin YG tarafındadır.
Şekil 11, arızalı bir bileşenin yerinin nasıl bulunabileceğine dair bir kavramsallaştırmayı göstermektedir. Tablo 1, okuyucuya hasarlı bileşenlerdeki arızanın en olası yerinin neresi olabileceğine dair ipuçları sağlar. Tüm koruma fonksiyonları hakkında ek bilgi için.
Şekil 11 - Korunan bölgelerin kesişimi, arızanın nerede meydana gelmiş olabileceğine dair bir ipucu sağlar.
3| Koruma Gezintisi Sonrası Hizmete Geri Dönüş Öncesi Kontroller
Önceki bölümlerde belirtildiği gibi, koruma tarafından başlatılan bir açmadan sonra, koruyucu röle(ler)in devreye girmesine yol açan nedenler ayrıntılı bir şekilde araştırılmadan bir ünitenin yeniden başlatılması duyulmamış bir durum değildir.
Sahte açma açıklaması genellikle aşırı kullanılır ve bazı durumlarda ekipmanda çok ciddi hasarlara yol açar, personelin güvenliğini tehlikeye atmaktan bahsetmeye bile gerek yok. Dahili arızalar için elle sıfırlamalı kilitleme röleleri ve şebekeyle ilgili arızalar için kendi kendini sıfırlamalı röleler kullanmak, bu sorunu gidermede önemli bir adımdır.
Her üretim istasyonunun, koruma sistemi tarafından başlatılan bir açmanın ardından bir üniteyi tekrar hizmete almadan önce operatörlerin ve teknik personelin izlemesi gereken süreci özetleyen açık yazılı prosedürlere sahip olması gerekir.
Şekil 12'de, tüm sistemlerin ve bileşenlerin çalışır durumda olduğunu doğrulamak amacıyla titiz bir çalışma yapılmadan jeneratör ünitesinin tekrar hizmete alınmamasını sağlamak için böyle bir prosedürün grafiğini çizmenin temelini oluşturabilecek bir algoritma bulabilirsiniz. Burada sunulan algoritma, her tesiste bulunan özel koruma şemasına göre ayarlanmalıdır.
Şekil 12, bir jeneratör ünitesinin koruyucu röleleri tarafından tetiklenmesinden sonra atılması gereken adımları temsil eden olası bir algoritmayı göstermektedir. Bu algoritma, makinelerin önce araştırılmadan ve tetiklemenin nedeni giderilmeden tekrar çalışır duruma getirilmesini sağlar.
Şekil 12 – Bir ünitenin koruyucu röleleri tarafından tetiklenmesinden sonra atılması gereken adımları temsil eden olası bir algoritma
4| Alarm Alındıktan Sonra Hizmete Geri Dönüş Öncesi Kontroller
Şekil 13, bir enerji santralindeki her alarm yanıt prosedürünün bir parçası olabilecek bir algoritma sunmaktadır. Algoritma, bir alarmın sahte veya arızalı bir sensörden ya da başka bir kayıtsız nedenden kaynaklandığının yanlış teşhis edilmesini önleyen ve böylece bozulmuş bir bileşen durumunun büyük bir arızaya dönüşmesini engelleyen bir durum tespiti yöntemi sunar.
Ne yazık ki, koruma sistemi tarafından oluşturulan alarmların, ekipmandaki gerçek bir arızadan kaynaklanmadığı gerekçesiyle göz ardı edilmesi nadir değildir.
Şebeke tarafından başlatılan alarmlar, şebekede daha fazla araştırma gerektirmeyen geçici bir anormal durumu (örneğin, hat koruma röleleri tarafından derhal giderilen bir iletim hattındaki santrale yakın bir arıza) gösterebilir.
Yine de, bu durumda bile, koruma sisteminin ve ünitenin çevrimiçi kalmaya uygun olduğundan emin olmak için uygun bir süreç izlenmelidir.
5| Alarm Yanıt Prosedürleri:
Her türden enerji santraliyle uzun yıllar süren çalışmalar sırasında, operatörlerin belirli alarmlar karşısında nasıl tepki vermesi gerektiğini ele alan yazılı prosedürlerin bariz bir şekilde eksik olduğu durumlar olmuştur. Bazı durumlarda, tepki anlıktır. Ne yazık ki, bu yaklaşım bazen istenmeyen sonuçlara yol açmaktadır.
Yazılı alarm-yanıt prosedürleri, farklı operatörlerin aynı alarma verdiği yanıtlardaki tutarsızlığı önlemede ve üretimde ve/veya ekipman hasarında minimum kesintiye yol açacak şekilde düşünülmüş bir yaklaşım sağlamada faydalıdır.
Tesisteki birçok bileşene, kontrol odasındaki uyarı paneline veya gösterge ünitelerine alarm gönderebilen çok sayıda sensör yerleştirilmiştir; yazılı alarm-yanıt prosedürlerine sahip olma fikri bunların çoğu için geçerlidir. Bu kitabın konusu olan ana jeneratör söz konusu olduğunda, yazılı bir prosedürün varlığından yararlanılabilecek birçok alarm bulunmaktadır.
Aşağıdaki birkaç alt bölümde, nasıl imha edileceğine dair açık yazılı talimatlar olmadan sıklıkla bulunan alarmlardan sadece birkaçı ele alınmaktadır.
5.1| Rotor Topraklamaları
Santraller arasında, rotor sargısı topraklama arızalarına müdahale etmek için çok sayıda ve çok çeşitli uygulamalar mevcuttur. Bazı üniteler, belirli bir değere (örneğin 1000 Ω) ulaşan bir saha topraklaması için otomatik olarak devre dışı bırakılırken, diğerleri sorunu hemen gidermeye başlar ve arıza belirli bir süre içinde giderilemezse veya giderilemezse ünite manuel olarak hizmet dışı bırakılır. Bazıları ise sorun giderilmeden önce uzun süreler (hatta aylar) çalışmaya bırakılır.
Bu son yaklaşım, ilk kısa devre topraklama referansı oluşturduktan sonra ikinci bir topraklama oluşma olasılığının artması nedeniyle, daha sonraki bir ikinci topraklamadan dolayı sahada (rotorda) birden fazla kez ciddi hasara yol açmıştır.
Şekil 13 – Makinenin ve koruyucu sistemin çevrimiçi çalışmaya devam edebilmesi için, koruyucu röleleri tarafından bir alarm oluşturulduktan sonra atılması gereken adımları gösteren olası bir algoritma.
5.2| Sargı Sıcaklığı
Talihsiz, tekrarlayan ve önlenebilir bir durum, operatörlerin yüksek sargı sıcaklıklarını hatalı probların (RTD'ler veya TC'ler) sonucu olarak yanlış yorumlamasıdır; bu okumalara jeneratör durum izleme alarmları gibi diğer sensörlerin okumaları da eşlik etse bile.
Bu durum, bazı durumlarda aylarca süren duruşlar ve onarımlar için büyük sermaye harcamaları gerektiren büyük hasarlara yol açmıştır.
Öte yandan, yüksek sıcaklık okumasının geçerli olduğuna, yani gerçek bir gelişmekte olan arızayı gösterdiğine dair net bir kanıt olmadan büyük bir üniteyi devreden çıkarmakta tereddüt etmek de mümkündür.
Bu, iyi yazılmış bir prosedürün istenmeyen sonuçları önleyebileceği durumlardan biridir. Prosedür, sağlam bir mühendislik girdisi ve yönetimsel onay ile ve gelişmekte olan bir sorun sırasında karşılaşılan zaman baskısı olmadan, çok önceden yazılmalıdır.
5.3| Sargı Ucu Titreşimi
Uygulamaların birbirinden önemli ölçüde farklılaştığı bir diğer alan ise, yüksek uç sargı titreşimlerinin ele alınmasıdır. Çoğu jeneratörde, çevrimiçi titreşim ölçümleri sağlayan sensörler kurulu değildir; bu nedenle operatörler, makinelerinin uç sargılarında neler olup bittiği hakkında hiçbir bilgiye sahip değildir.
Uç sargıların yüksek titreşimler yaşadığı (kesintiler sırasında görsel inceleme ve/veya test yoluyla) anlaşıldığında, ciddi bir bozulma meydana gelmiş olabilir.
Ünitelerin, uç sargı titreşimini çevrimiçi olarak ölçmeye olanak tanıyan uç sargı titreşim sensörleri taktığı şanslı durumlarda, çoğu kişi titreşimi okumak ve trendini belirlemek için probların varlığından yararlanmaz ve bunları trendini belirleyenlerin de, belirli durumlarda sınırlar ve yeterli düzeltici eylemler hakkında net yazılı prosedürleri yoktur.
5.4| Rotor Titreşimi
Bu aynı zamanda, artan titreşim sorununu ele alma konusunda çok çeşitli yaklaşımların olduğu bir alandır. Jeneratörlerin çoğu, hatta hepsi, rotor titreşimlerinin çevrimiçi ve gerçek zamanlı ölçümünü sağlayan sensörlere sahiptir; hatta çoğu aynı uluslararası standartları takip eder.
Ancak, titreşimlerdeki önemli bir artışa nasıl tepki verdikleri konusunda farklı yaklaşımlar vardır. Bu aynı zamanda, artan titreşim seviyeleri sorununu ele alan yazılı prosedürlerin, ihtiyaç anında çok faydalı olabileceğine dair iyi bir örnektir.
コメント