Koruma-roleleri

(1)

ELEKTRİK ENERJİ SANTRALLERİ

ENERJİ SANTRALLERİNDE OLUŞAN

ARIZALAR

KORUMA RÖLELERİ

(2)

Santrallerde kullanılan cihazların normal değerinden büyük ve aşırı akımlara karşı korunmaları

gerekir.

GENERATÖRLERDE OLUŞAN BAŞLICA ARIZALAR

İÇ ARIZALAR DIŞ ARIZALAR

Alternatör fazları arasındaki kısa

devreler

Sistemin yanlış bağlanması sonucu oluşan arızalar

Stator sargısı ile gövde arasındaki kısa

devreler

Rotor sargısı ile gövde arasındaki kısa

devreler

Sipirlerarası kısa devreler Uyartım akımının kalkması

Yükteki dengenin bozulması Hatlardaki kısa devreler

Dışsebebler nedeni ile meydana gelen yüksek gerilimler

(3)

TRANSFORMATÖRLERDE MEYDANA GELEN ARIZALAR

Aşırı yüklenme sonucu oluşan sargı arızaları

Faz –toprak arası meydana gelen arızalar

Yağ seviyesinin düşmesi

Transformatör sargılarındaki sıcaklık artışı

(4)

KORUMA RÖLELERİ

Santraller ve enerji iletim şebekelerinde sesli ve ışıklı devre elemanları aracılığile bildirilirler

Bildirim yapmadan ayarlandıkları büyüklüğe göre açma yapanlarda vardır.

Çalışmaprensiblerine göre koruma röleleri:

Sekonder aşırı akım rölesi Diferansiyel aşırı akım rölesi

Toprak kaçağı koruma rölesi Sargı kaçağı koruma rölesi

Sargı kısa devre koruma rölesi

Ters akım rölesi(VATMETRİK RÖLE) Yatak ısınma rölesi

Bucholz rölesi

Temperatur(ısı kontrol)rölesi

Rotor-Toprak arıza koruması

A Ş I R I A K I M K O R U M A R Ö L E L E R İ T O P R A K K A Ç A Ğ ı K O R U M A R Ö L E L E R I I S I D A N K O R U M A R Ö L E L E R İ K I S A D E V R E K O R U M A R Ö L E L E R İ

(5)

Aşırı Akım

Aşırı Akım koruma

koruma

Röleleri

Sekonder aşırı

akım koruma

röleleri

diferansiyel

diferansiyel aşırı

aşırı

akım koruma

röleleri

Aşırı Akım

(6)

Akım trafolarının sekonder devresine bağlanarak Trafo

ve

alternatörlerin aşırı akımlara karşı korunmasında kullanılan

rölelere

sekonder röle denir.

Sekonder aşırı akım koruma röleleri

(7)

Alternatörve transformatörlerin aşırı yüklenmesi, ısının artmasına ve verimin düşmesine neden olur. Bu olumsuz etkileri önlemek için koruyucu eleman olarak kullanılır.

Kullanım Amacı: Kullanım Amacı:

Sekonder aşırı akım koruma röleleri

Özellikleri: Özellikleri:

•Kumandaları elektriksel olması sebebi ile etkin koruma sağlarlar

•Bobinin beslendiği büyüklük belirli oranda düşürüldüğünden duyarlıdırlar.

(8)

Sekonder aşırı akım koruma röleleri

Yüksek gerilim ve güçler için sekonder röleler

İle koruma yapılmaktadır.

Yüksek akımlarda trafonun doyuma

ulaşarak yanlışlıkla devrenin Açılmaması için ikinci bir röle ara röle olarak da kullanılmaktadır.

a)Primer röle b)Sekonder röle

(9)

Sekonder aşırı akım koruma röleleri

Yapı bakımından iki çeşittir. Yapı bakımından iki çeşittir.

Elektromekanik Röleler

Statik röleler

( Elektronik ve mikrodenetleyicitabanlı)

Elektromanyetik röleler Endüksiyon röleler Elektrodinamik röleler E l e k t r o m e k a n i k r ö l e ç e ş i t l e r

i Pistonlu Paletli Dönerli tip

A:Koruma rölesi kesiciye açma kumandası verdi lambası

B:Koruma rölesi sinyal silme butonu AB:Kesici açma butonu KA:Kesici açma bobini

(10)

GSI 1310

GSI 1310 Elektronik aşırı akım rölesiElektronik aşırı akım rölesi

K A T A L O G İ N C E L E M E S İ

(11)

(12)

(13)

Diferansiyel aşırı akım rölesi

Havahatlarının, kabloların, transformatörlerinve alternatörlerinfaz sargıları arasında

bir izolasyon hatası sonucunda meydana gelen kısa devreleri en güvenilir şekilde tespit eden

rölelerdir.

•Bu sayede güçtrafolarınınprimer ve sekonderakımlarının karşılaştırılması

sağlanmış olur.

•Akım transformatörlerinin sekonder polarite uçları birbirine ters bağlanarak 180 °

faz farklı akımların oluşumu sağlanır.

•Akımlar arsındaki fark diferansiyel rölenin ayarlanan değerinden yüksek olması

halinde röle açar D İ F E R A N S İ Y E L R Ö L E N İ N Ç A L I Ş M A P R E N S İ B İ GSD-1220 elektronik diferansiyel röle

(14)

Diferansiyel rölenin trafoya bağlantısı

Diferansiyel aşırı akım rölesi

(15)

GSD-1220 elektronik diferansiyel röle GSD-1220 elektronik diferansiyel röle

bağlantısı bağlantısı

(16)

AŞIRI AKIM KORUMA RÖLELERİNİN BAĞLANTISI

Bağlantı İletkenleri Özellikleri

İletkenler TSE standardında en az 2,5 mm2 tek damarlı çok telli

olmalıdır.

Koruma devresi iletkenleri ile alarm devresinin iletkenleri ayrı

olmalıdır.

Bağlantı Yöntem İşlem Sırası

Montajı yapılmış elemanların konumuna göre kablo kanallarını

panoya yerleştiriniz.

Akım trafosundan gelen uçları rölenin bobin uçlarına bağlayınız.

Alarm rölesinin bobin uçları AA koruma devresinin alarm

kontaklarına bağlayınız.

Kesici açma rölesinin bobin uçları akım koruma rölesindeki

kesiciaçma kontaklarına bağlayınız.

Bağlantıda Dikkat

Edilecek Hususlar

Emniyet ve güvenlik tedbirlerine uyunuz.

Kablo uçlarınıklemenseuygun ölçüde açınız.

Bağlantı vidalarını iletkene zarar vermeyecek ölçüde sıkınız.

Bağlantı yapılırken iletkenin izolasyonuna zarar vermeyiniz. Bağlantı sırasındailgili

firmanın katalogu incelenerek uygun terminallere bağlantılar yapılmalıdır. Özellikle

(17)

Montajda Dikkat Edilecek Hususlar

Pano montajı ile ilgili yönetmelik ve şartnameler incelenmelidir..

Montaj yapılacak bölgenin enerjisi kesilmelidir.

Montaj yapılacak yerin ve bölgenin keşfi yapılıp gerekli krokiler çizilmelidir.

Röle ve kumanda merkezi arasındaki iletim hattı yollarının yönetmelik ve

emniyettedbirlerine uygun şekilde tasarlanmalıdır.

Kişisel iş güvenliği ve emniyet tedbirleri alınmalıdır.

Montajda kullanılacak araç gereçlerin sağlamlık ve güvenirlilik kontrolü

yapılmalıdır.

(18)

TOPRAK KAÇAĞI KORUMA RÖLELERI

Sargı kaçağı koruma rölesi Faz toprak kaçağı koruma rölesi

Rotor toprak kaçağı koruma rölesi

Toprak Kaçağı Koruma Röleleri Çeşitleri Toprak Kaçağı Koruma Röleleri Çeşitleri

(19)

Faz-Toprak kaçağı koruma rölesi

Doğrudan topraklı devrede toprak koruması

Direnç üzerinden topraklı devrede toprak koruması Alternatör ve transformatörün yıldız

bağlı Ve nötr noktası topraklı olan sekonder Sargısının beslediği

devrede, toprak-faz arası oluşabilecek

kaçak durumlarından alternatörüve

transformatörü korumak amacı ile

kullanılırlar. Kullanım Amacı:

Rölenin çalışması:

Toprak kaçağı koruma rölesi yıldız noktası ile Toprak arasına bağlanan bir akım trafosunun Sekonderinden beslenir. Toprağa kaçak durumunda Kısa devre akımı akım trafosunun

primerinden devresini tamamlar. Trafonun

sekonderinde belirli oranda küçültülen arıza akımı röle kontağının kapanmasını sağlar.

(20)

(21)

(22)

Rotor-Toprak kaçağı koruma rölesi

Rotor toprak kaçağı koruma rölesi enerji üretim

merkezlerinde büyük güçlü alternatörlerde,

uyartım devresi ile toprak arasında

Oluşabilecekrotor-toprakkaçaklarına karşı

kullanılır Kullanım amacı:

Alternatörlerdeki uyarma devresindeki bir

toprak kısadevresidengesiz hava aralığı akısı

oluşturarak rotorda titreşime neden olur.

Titreşim ve yataklarda hasar oluşturur.

Rotor toprak arızalarının tespitinde kullanılan

metotlar :

•Potansiyometre metodu

•Alternatif akım enjeksiyon metodu

(23)

Doğru akım enjeksiyon metodu

Rotor-Toprak kaçağı koruma rölesi

Ençok kullanılan metot doğru akım

enjeksiyon metodudur.

uyarmadevresi ile toprak arasına bağlanan bir

gerilimrölesi bağlanır.

Bu sistemde trafo çıkışında köprüdiyodlu

redresör bulunmaktadır.

Köprünün pozitif çıkış ucu röle ve sınırlama direnci üzerinden alan sargısının pozitif ucuna irtibatlıdır.

Bir toprak arızası olduğunda, röleden arıza direncine bağlı bir akım akıp röleyi çalıştırır.

Röle kullanıcının tercihleri doğrultusunda şu işlemleri gerçekleştirir;

•Sesli ikaz verir (korna çalar )

•Pano üzerindeki rotor-toprak kaçağı arıza

sinyali yanar

•Kendisinebağlı bulunan kesici ve kilitleme

(24)

Sargı kaçağı koruma rölesi

Büyük güçlü alternatörlerin stator

izolasyonunda ki delinme ve sargıdan demir

nüveye kaçakakım meydana gelmesi, bir sargı kaçağı (stator-toprak arası) olarak tanımlanır. Bu tip arızalara karşı kullanılan koruma rölelerine sargı kaçağı koruma rölesi adı verilir.

sargı kaçağı koruma rölesi, sargıdan gövdeye kaçak olması durumunda hem

hata akımının hem de kayma geriliminin

(25)

ISIDAN KORUMA RÖLELERİ

Trafoların yağ ve sargı sıcaklıklarının belirli bir sınırı aşmayacak şekilde yükselmesini

sağlamak için termik koruma kullanılır.

Trafolarda Meydana Gelen Aşırı Isıların Trafolarda Meydana Gelen Aşırı Isıların

Nedenleri Nedenleri

Aşırı akım(Kısa devre akımları)

•Aşırı yüklenme

•Aşırı gerilim(Faz toprak kısa devresi,Yıldırım..)

Trafolardaki ısınma nedenleri şunlardır:

Trafolarda Trafolarda

Trafolarda yağ sıcaklığını, sargı sıcaklığını algılayan eleman trafo gövdesi üzerine monte edilir. Ayrıca bu sistemin çalışmasını sağlayan yardımcı röleler ise kumanda panosunda

bulunur.

Alternatörlerde Alternatörlerde

Alternatörlerde rulmana yakın özel bir cebe, PTC algılayıcı sondasıyla yerleştirilir.

Röle ise kumanda panosu üzerindedir. Röle ile

bağlantı mekanik çalışanlarda özel borularla sağlanır. Elektronik olan rölelerde ise PTC algılayıcısı ile röle arasındaki irtibatkablolarla

sağlanır Ortam sıcaklığı Aşırı akımlar Aşırı gerilimler Mekanik bozulmalar Alternatörl

Alternatörlerde Meydana Gelen Aşırı erde Meydana Gelen Aşırı IsılarınIsıların Nedenleri

(26)

Isıdan Koruma Rölelerinin Çeşitleri Isıdan Koruma Rölelerinin Çeşitleri

Temperatür ( Isı Kontrol ) Koruma Rölesi

Temperatür ( Isı Kontrol ) Koruma Rölesi Yatak Isınma Koruma RölesiYatak Isınma Koruma Rölesi

ISIDAN KORUMA RÖLELERİ

(27)

TEMPERA

TEMPERATÜR (

TÜR ( ISI KONTROL ) KORUMA RÖLESI

ISI KONTROL ) KORUMA RÖLESI

Transformatör ve alternatörlerde sargı sıcaklığının belirlenmesi ve belirli bir değerde

Tutulması amacı ile kullanılancihazlaraTemperatür Röle denir.

Sargıların içerisine yerleştirilen ısı algılayıcı

sensörler (örnğtermistörler…) sargı sıcaklığı hakkında bilgiyi dışarı aktarırlar, bu bilgi rölede değerlendirilip gerekli işlemler yaptırılır.

(28)

YATAK ISINMA KORUMA RÖLESI

Alternatörünyatak sıcaklığının belli bir sınırı

aşmayacak şekilde korunmasını sağlamakiçin

kullanılan termik korumayaYatak Isınma Koruma

Rölesi denir. Görevi ve tanımı:

Yapı olarak sonda, sonda yuvası, cep ve kontrol ünitesinden oluşmuştur. Kontrol

ünitesinde, DC gerilim uçlarına yerleştirilmiş iki adet kontak vardır. Sonda yuvasında ise soğutucu gaz olarak hidrojen gazı bulunur. DC gerilimini taşıyan ibreye iki kontak yerleştirilmiştir.

Bu kontaklardanbiri alarm kontağına, diğeri açma kontağına temasedebilecek seviyededir.

Soğutucu gazın sıcaklığı70° C değerine ulaşması halinde alarmyardımcı rölesi çalışır. Zil

çalar, pano üzerinde termik alarm ışıklı sinyal yanar.Sıcaklığın 85° C sıcaklık değerine

ulaşması halinde açmayardımcı rölesi çalışır ve alternatör devre dışı bırakılarak kapama

devrelerini kilitler.

(29)

Sargı kısa devre koruma rölesi Ters akım rölesi

KISA DEVRE

KISA DEVRE K

KORUMA RÖLELERİ

ORUMA RÖLELERİ

Kısa Devre Koruma Röleleri Çeşitleri Kısa Devre Koruma Röleleri Çeşitleri

(30)

SARGI KISA DEVRE KORUMA RÖLESI

Bir izolasyon hatası sonucu alternatörlerin

faz sargıları arasında oluşan kısa devreler veya bir fazın kendi sargıları arasındaki kısa devreleri önlemek için kullanılır.

Sargılardan birinde meydana gelen sargı-sargı veya sargı içi kısa devre arızasında vektörel

toplamsıfır olmayacağıiçin röle enerjilenir. Röle, kesiciyi açar. Alternatörlerde kesici alternatörüdevre dışına alsa da alternatörün uyartımı devam ettiği için stator sargılarında

indükleme devam

alternatör çıkışına bir gerilim trafosu bağlanmıştır. Alternatör yıldız noktası ile transformatör yıldız noktası birbirine bağlanmıştır. Normal devrede 3 faza ait gerilimlerin vektörel toplamları sıfır olacağından röle çalışmaz.

Görevi ve tanımı:

(31)

TERS AKIM RÖLESI

Alternatörlerde ve transformatörlerde faz-toprak kısa devre, sarım kısa devre arızalarında transformatör ve alternatörü koruyan koruma rölesidir.

Sarım kısa devresi arızası yok ikenvatmetrik

röle içerisindeki seri bağlı sekonder bobinlerde gerilimlerin vektörel toplamı sıfırdır, gerilim oluşmaz. Sargı kısa devresi meydana geldiğinde bu denge bozulur ve paleti çekerek kontakların konum değişmesi sağlanır.

Görevi ve tanımı:

Çalışması:

Kumanda panosu üzerindeki “sarım kısa devre ” veya “sargı –toprakkısa devre” uyarı lambasının

yanmasını sağlar.

Kesiciyi açar.

Uyartım sargısı ayarlanan süre sonunda enerjisiz kalır.

Arıza sonucu sıralama: Uyarı kornası çalışır.

(32)

BUCHOLZ RÖLESI

Güç trafolarında meydana gelen iç arızalar sonucu yağın ısınarak genleşmesi ve ortaya çıkan gazın etkisiyle çalışarak koruma yapan

rölelereBuchholz rölesi denir.

Tanımı:

Trafokazanıyla genleşme kabı arasına monte

edilir. Bu montajsırasında ek yönünün kaba doğru olmasına dikkat edilir. Normal işletme

şartlarında trafo tankı vebuchholzelemanı

tamamen yağla doludur

Rölede açma ve alarm için ikiadet bağımsız kontak vardır. Bunlar; 5 A, 250 V AC veya 0.2 A,

250 V DC' dir.

. Buchholz rölesi içindeki alt ve üst kontaklar

açıktır.Üst kontak kapandığında alarm,alt

kontak kapandığında iseaçmayaptıracak şekildeelektrikibağlantılar yapılır.

(33)

buchholzrölesinin üst kısmı cam kap içine alınır veya bu kısma, gözetleme penceresi yerleştirilir

Bu pencereden bakılarak gazın miktarı ve renginin belirlenmesi sonucu, arıza hakkındabilgiye

sahip olmak mümkündür.

BUCHOLZ RÖLESI

Toplanan gazın miktarı, arızanın önemi hakkında bilgi verir.

Toplanan gazın rengi, aşağıda belirtilen hususların öğrenilmesini sağlar. Beyazrenkli gaz, kâğıt izolasyonun yandığını,

Siyahveya gri renkli gaz, izolasyon yağının yandığını,

Sarı renkli gaz, ağaç kısımların hasara uğradığını,

Renksizolan gaz ise, hava olduğunu belirtir.

Röleninüstündeki gaz boşaltma musluğu açılırve musluktançıkan gaza kibrit alevi yaklaştırılarak yanıcı olup olmadığı kontrol edilir.

Gazın yanıcı olması, transformatörde iç arızanın oluştuğunu ifade eder. Bu durumda güç transformatörü, gerekli test ve bakım yapılmadan servise alınmamalıdır.

Gazyanıcı değilse, musluktançıkan gaz havadır ve boşaldıktan sonratransformatör servise

alınabilir.

(34)

(35)

(36)

Endüksiyon

Endüksiyon yapı tipi elektromekanik röleyapı tipi elektromekanik röle

(37)

Pistonlutip yapıdaki Elektromanyetik röle

(38)

Geri dön Paletli tip Elektromanyetik röle

(39)

Dönerli tip Elektromanyetik röle