Orta Gerilim Sistemleri

 

Her hangi bir tesiste veya tesisin herhangi bir bölgesinde izin verilen sistem geriliminden fazla gerilime karşı sistemi veya hattı koruyan elemanlara parafudur denir.

Parafudur büyük akım darbelerini toprağa iletir ve işletmeyi kesintiye uğratmadan aşırı gerilimleri şebeke izolasyonu için zararsız bir düzeye indirir Parafudurlar, yüksek gerilim cihazlarının hat arızaları, yıldırım düşmeleri ve kesici açması gibi manevralar sonucu meydana gelen aşırı yüksek gerilim şoklarının, enerji iletim hatlarında meydana gelen yürüyen dalgaların hasar etkisini önlerler.

 

Doğru Bir Parafudur Seçimi Nasıl Yapılır?

Uygulamada doğru parafudur seçimi için üç ana belirleyici özellik vardır:

 

  • Fazlar Arası Maksimum Gerilim (Um)
  • Orta Gerilim Sistemindeki Nötr Topraklama Metotları
  • Çevresel Faktörler (Kirlenme Faktörü)

 

Fazlar arası maksimum gerilim değeri hesaplanırken normal işletme gerilimleri referans alınarak işlem yapılır ve burada kullanılan malzemelerde bu değerlere göre seçilir.

 

Um= 1.2x UL-L (UL= Faz – Faz arası gerilim değeridir.)

 

Bu işlemleri yaparken iki temel adım dikkate alınmalıdır.

 

Birinci Adım: Um ve nötr topraklaması hesaplanırken kapasitif gerilimlerde dikkate alınmalıdır (Uc). Bu değerde nominal gerilimin katsayı ile çarpılması sonucu bulunur.

 

Ur = 1.25x Uc 

 

Ur bütün orta gerilim sistemlerinde parafudur gerilimi olarak tanımlanır.

 

İkinci Adım: Parafudurların mekanik dayanımı çevresel etkenlere de bağlıdır.

Orta gerilim sistemlerinde nötr toprak bağlantısı için doğru seçim yapabilmek için gerekli koşullar ileride verilecektir. Burada üç çeşit sistemi anlatacağız:

 

  • Faz – Toprak
  • Nötr – Toprak
  • Faz – Faz

 

 

Sistem Nötrü İzoleli Ve Toprak Bağlantısız Sistemler

Bu sistemlere trafoların topraklaması direkt veya endirekt bağlı değildir. Bu tür topraklama ağlarında toprak hata akımı bütün sistemi etkiler. Bu tür sistemlerdeki toprak akımı trafolardaki reaktans yolu ile aktarılır. Buradaki toprak akımları, endüktif akımların toplamı ile kapasitif akımların toplamına eşittir. Buradaki amaç yüksek toprak kaçak akımlarını önlemektir.

 

Parafudur Özellikleri:

Tek fazlı toprak hatalarında, fazlar arası etkili gerilim Um’dir. Toprak hatalarında devamlı yüklenme gerilimi Uc’dir ve bu çalışma sırasında Um’ye eşittir.

 

 

Parafudurun toprak ve faz arası değeri.

 

Örnek olarak,

20 kV’luk bağlantısız bir sistemde,

Um= 24 kV

Ur = 24 x 1.25 = 30 kV tur. DMI 30 ….

 

Eğer parafudur trafoda kullanılacaksa gerilimi şu şekilde hesap edilir:

 

 

Örnek olarak,

20kV’luk bir sistemde

Um=24 kV ve

 

 

 

Sistem Nötrü İzoleli Veya Toprak Bağlantısız Sistemler

Nötrü izoleli sistemlere kıyasla, toprak bağlantısız sistemlerde faz toprak hatasında gerilim yükselmesi daha fazladır. Toprak bağlantısı çıkarılmalı böylece parafudurun maksimum devamlı yük voltajı Uc T faktörü azalmaya başlar.

T faktörü özel bir karakteristik olup parafudurun atlama geriliminin başladığı zaman oluşur.

 

Parafudur Özellikleri:

Parafudurun fazlar arasına ve toprak arasına konulmasına göre özellikleri değişir.

 

 

Örnek:

20 kV sistemde açma zamanı td = 10 sn

Um= 24 kV T (10 sn)= 1

 

 

Direnç Üzerinden Nötrü Topraklı Sistemler (Toprak Hata Faktörü < 1.4 )

Bu sistemler trafo üzerinde meydana gelen az bir hata akımını bile minimize etmek için kullanılır. Kısa devrede veya toprak hatasında sistemi daha çabuk açmaya yarar.

 

Parafudur Özellikleri:

Fazlar arası veya toprak hatalarında sistemi en etkili koruma yöntemi parafudurun dogru Uc gerilimin değerinin tercihi ile olur. Aşağıda bu faktör 1,05 olarak verilmiştir.

 

 

 

Örnek:

20 kV sistemde açma zamanı td = 3 sn

Um=24 kV ve T (3 sn)= 1.04

 

 

Parafudur tesis aşamasında trafo nötrü topraksız sistemlerde maksimum yüklenme voltajı aşağıdaki gibi hesaplanır:

 

 

Örnek:

20 kV sistemde açma zamanı td = 3 sn

Um=24 kV ve T (3 sn)= 1.04

 

 

Nötrü Direnç Üzerinden Topraklı Ama Toprak Hata Faktörü >1.4

Bütün trafoların nötrü dirençli veya bobin üzerinden topraklı değildir. Bu sistemlerdeki toprak hatası, faz gerilimi faktörü 1,4 ten fazladır.

 

Parafudur Özellikleri:

Doğru parafudur seçimi için analog işlemler kullanılır, nötrü yüksek dirençle izoleli ve toprak bağlantısız sistemler için. Bu sistem için gerekli olan parafudur değeri aşağıdaki formülden bulunabilir:

 

Bobin Üzerinden Topraklama

Bobinle topraklama trafoların nötrünün dirençle topraklanmasına benzer. Kısa devre akımlarına neden olan toprak hatalarında bobin değeri 2 KA’e kadar ulaşır. Bu durumda toprak hatasında gerilim artacaktır. Böylece toprak hat direnci % 5 artacaktır.

 

Parafudur Özellikleri:

Uygulamada bu değerler şu şekilde bulunur:

 

 

Örnek:

20 kV sistemde açma zamanı td = 10 sn

Um= 24 kV T (10 sn)= 1

Ur= 1.05 x 24 = 25.2 kV

 

Fazlar Arası Parafudur Tesisi

Fazlar arası parafudurlara ek olarak , topraklamaları , avantajları ve fazlar arasında gerilim yükselmeleri gibi özel uygulamalar bulunmaktadır.

 

Parafudur Özellikleri:

Prensip olarak iki tip yapılırlar; bunlar fazlar arası ve faz toprak arası olarak seçilirler.

 

  1. Uygulama:

Üç faz toprak arasına ve üç faz arasına konulur. Bütün parafudurlar bu değerlere göre seçilir.

 

 

Bu bize bazı avantajlar sağlar, mesela materyal seçimi, en az kullanılması gereken koruyucu eleman sayısı ve en az koruma seviyesi hakkında bilgi verir.

 

  1. Uygulama ( Neptün Devresi )

 

Bir parafudur herhangi bir fazı veya faz toprak arası yalıtımı gerçekten çok iyi sağlamalıdır. Ayrıca toprak ve nötr ayırımını da iyi yapmalıdır. Bunun için ise aşağıdaki formül kullanılabilir ve bu formül birçok uygulamada esas teşkil etmekte ve minimum koruma seviyelerini belirlemektedir.

 

TOV Karakteristiği

T faktörü parafudur için özel bir kriter olup parafudurun iletime geçmeye başladığı zamanı ve gerilim seviyesini ifade eder. Bu nedenle daha çok toprak hatalarında kullanılır ama ani yük dalgalanmalarına karşı da kullanılır. Sonuç olarak T faktörü TOV katsayısının nominal gerilime oranı ile bağlıdır. (T =UTOV/ Ur ). TOV olması muhtemel özel sistemlerde bağlantı çıkartılır.

 

Şekil 1: Parafudurların 4/ 10 Mikro Saniye Ve 100 KA’deki Yüklenme ve TOV Eğrileri

 

 


 

Şekil.2: Parafudurların 4/ 10 Mikro Saniye Ve 100 KA’deki Yüklenme ve TOV Eğrileri

 

Parafudurların Modüler Yapısı

 

Bu bölümde parafudurların yüksek esnek yapısından bahsedeceğiz. Parafudurların boyutları çalışma gerilimine ve sızıntı akımına göre değişiklik gösterir. Parafudurların bu çalışma şartları da yapılarındaki ayarlamalarla sağlanır.

 

 

Şekil.3: Parafudurların Modüler Yapısı

 

 

 

Şekil.4: Tuzlu Ortam Şartlarında 5000 Saatten Sonraki Parafudurun Durumu

 


 

Şekil.5: Su Testi İçin 5000 Saat Sonraki Parafudurun Durumu

 

Parafudurlar, yüksek ısıyla pişirilen kauçuktan imal edildiği için su sızdırmazlığı özelliği ile kaçak akımı sızdırmazlığı çok fazladır. Yüzeyindeki film kaplamalar çevresel etkilere, özellikle toz ve kir lekelerine karşı daha dayanıklıdır. Cıvataları paslanmaz çelikten olduğu için tuzlu ortam şartlarında bile çok uzun süre dayanabilir.

Yazar Hakkında

Benzer yazılar

Yanıt verin.

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Arabic AR Chinese (Simplified) ZH-CN Dutch NL English EN French FR German DE Hindi HI Italian IT Russian RU Spanish ES Turkish TR