ENERJĠ DAĞITIMI-I. Dersin Kredisi

Transkript

1 ENERJĠ DAĞITIMI-I Dersin Kredisi

2 Genel: Ölçü cihazları tesislerin ne kadar enerji tükettiğinin belirlenmesinde veya arıza durumlarının oluştuğunun belirlenmesinde kullanılan cihazlardır. A kwh

3 Genel: Bir koruma / ölçme sisteminde ölçü trafolarının kullanımı

4 Genel:

5 Ölçü Transformatörleri: Ölçme ve koruma cihazlarının ekonomik ve güvenlik sebebi ile devreye doğrudan bağlanmalarının mümkün olmadığı veya kolay uygulanabilir olmadığı hallerde akımı veya gerilimi indirgemek için kullanılan aletlere denilir. Risk, can güvenliği Ġzolasyon problemleri Yüksek maliyetli.

6 Akım Ölçü Transformatörleri Ölçme Koruma Röleleri Gerilim Ölçü Transformatörleri Güç Kalitesi Enerji Ölçümü Olay kaydı Arıza kaydı İstasyonlar arası haberleşme Koruma Ölçüm Otomasyon Tanımlama

7 Akım Ölçü Transformatörleri I 1 Primer U 1 I 2 Sargılar Manyetik Çekirdek I 1 CT: K= I 1 I 2 K: Dönüştürme Oranı I 2 U 2 Sekonder

8 Akım Ölçü Transformatörleri

9 Akım Ölçü Transformatörleri Primer I 1 Kullanılan akım transformatörlerinin primer akımları değişken olup, sekonder akımları 1 A veya 5 A olarak imal edilmektedirler. K Akım transformatörlerinin primer akımları; I p 5, 10, 15, 30, 40, 50, 75,100, 125, 150, 250, 300, 400, 500, 600, 800, 1000, 1200, 1500, 2000, 2500, 3000, 4000 A gibi K.Istandart s değerlerde imal edilmektedir. I 2 Sekonder

10 Akım Ölçü Transformatörleri Örnek 1: I I 1 2 n A 5A 1 spir I 2 I 1 Sekonder spir sayıay(n n.i n n n 1.I I I 2 1x )? 400 spir

11

12 Kullanım yerine / montaj şekline göre; : 1. Geçiş / izolatör tipi (bushing type); Primer sargısı için geçiş izolatörü kullanılabilecek şekilde imal edilir. EV-S1_

13 Kullanım yerine / montaj şekline göre; 2. Mesnet tipi (support type); primer devre iletkeni için bir taşıyıcı (mesnet) görevi yapacak şekilde düzenlenmiş akım transformatörüdür. EV-S1_

14 Kullanım yerine / montaj şekline göre; Geçiş Geçiş tipi? Geçiş ve mesnet tipi Mesnet

15 Kullanım yerine / montaj şekline göre; 3. Bara tipi (bus type); primer iletkeni (sargısı) bulunmayan, ancak primer yalıtımı olan, doğrudan bir iletken ya da bara üzerinden bağlanabilen akım transformatörüdür.

16 Kullanım yerine / montaj şekline göre; 4. Kablo tipi (cable type); kendi primer iletkeni ve primer yalıtımı bulunmayan, yalıtılmış bir kablo üzerinden monte edilebilen akım transformatörüdür. EV-S1_

17 Kullanım yerine / montaj şekline göre; 5. Manyetik devresi açılabilen (split core); kendi primer iletkeni ve primer yalıtımı bulunmayan, manyetik devresi iki bölüme ayrılmış ve açılabilir yapıdadır. Böylece enerji sistemindeki baraların bağlantılarına dokunmadan akımı ölçülmek istenen baraya kolaylıkla monte edilmesini sağlar. EV-S1_

18 Çalışma ortamına göre; Harici Tip Mesnet Trafosu Dahili Tip Mesnet Trafosu

19 Çekirdek Tipine Göre Tek Çekirdekli Çok Çekirdekli

20 Akım Ölçü Transformatörü Seçim Kriterleri M P

21 Akım Trafolarının Proje Üzerinde Gösterilmesi K k P1 S1 L l P2 S2

22 Uygulama; L1 L2 L3 A A A A

23 Akım Ölçü Transformatörü Seçim Kriterleri IEC Standardı dikkate alınarak akım transformatörünü belirleyen parametreler; Ġzolasyon seviyesi Um, Un Çevirme oranı Ip/Is, Güç / burden (bağlanabilecek maksimum yüke ait güç [VA], Kısa devre dayanım akımı (Ith), Frekans [Hz] Hassasiyet (klas), Ölçü A.T. için emniyet faktörü (n, Fs) Koruma A.T. için hassasiyet sınır faktörü (n, ALF ) Birlikte kullanılacağı koruma ekipmanları, ölçü aletleri.

24 Akım Ölçü Transformatörü Seçim Kriterleri İzolasyon seviyesi: Akım transformatörünün çalışacağı sistemin azami gerilim seviyesini belirtir. Transformatörün dizaynı, izolasyon mesafeleri ve boyutları çalışacağı sistemin maksimum gerilim seviyesi dikkate alınarak yapılır. Gerilim seviyeleri standartta (IEC ) aşağıdaki tablodaki gibi sınıflandırılmıştır.

25 Akım Ölçü Transformatörü Seçim Kriterleri Çevirme oranı (dönüştürme oranı) : Bir akım transformatöründe anma primer akımının anma sekonder akımına oranıdır. Sekonder yükü (burden): Ölçü trf. nun nominal sekonder akımında klasını sağlamak şartı ile sekonder devreye sağlaması gereken belirli bir güç katsayısındaki görünür güç [VA] değeridir. Bu güç değerine sekonderdeki iç kayıplar dahil değildir. Ġç kayıplar üretici tarafından ayrıca dikkate alınır. Sekonder devrenin ihtiyaç duyduğu güç, bağlanacak olan tüm ölçü aletleri ve bağlantı kabloları için gereken toplam güçtür. Belirlenen yük değerinin altında veya üzerinde güç tüketildiği durumlarda akım transformatörü doğruluk sınıfına uygun şekilde çalışamaz hale gelir.

26 Akım Ölçü Transformatörü Seçim Kriterleri Termik Kısa devre akımı (Ith): Trafonun belirlenen kısa sürelerde fiziksel olarak hasara uğramadan termal olarak dayanabileceği maksimum akım miktarını belirler. Genellikle 1 saniye ya da 3 saniye süreli olarak belirlenir. Hassasiyet (doğruluk, klas) sınıfı: Primer akımının sekonder akımına indirgenmesi sırasında sekonder akımında oluşabilecek hata miktarının sınırlarını belirlemektedir. Primer akımı sekonder akıma dönüştürülürken oluşabilecek iki tip temel hata vardır: 1. Akım Hatası, 2. Açı Hatası. Hataların belirlenmesi, sınırları ölçü ve koruma akım transformatörlerinde farklılık göstermektedir.

27 Akım Ölçü Transformatörleri Primer I 1 CT: K= I 1 I 2 I p = K.I s K K.I s F I 2 Sekonder F : Açı Hatası e : Oran Hatası

28 Akım Ölçü Transformatörü Seçim Kriterleri Ölçü A.T. için doyma katsayısı n (Security factor Fs ): Ölçü A.T. nin sekonderindeki ölçü aletlerinin aşırı akımdan zarar görmesini engellemek için belirlenmiş bir katsayıdır. Bu katsayı ile primer akımın nominal değerinin belli bir katından büyük değerlerde trafonun doyuma girmesi sağlanmalıdır. Ör: 300/5A lik bir A.T de Fs 5 ise, primerden 50xIpn lik bir akım geçtiğinde sekonderden <5xIsn değerinde doyum bölgesine girmesi istenir. Bu nedenle Ölçü A.T. nin çalışma bölgesi mıknatıslanma eğrisinin kırılma doyma bölgesine yakın tasarlanır. 1: Lineer bölge (ilk kıvrılma ile ikinci kıvrım arasındaki bölge), 2: Diz noktası, kırılma bölgesi, 3: Doyum bölgesi n< 5 olmalıdır.

29 Akım Ölçü Transformatörü Seçim Kriterleri Koruma A.T. için doyma faktörü (n, ALF, Koalf ): Normal işletme koşulları dışında sistemde oluşabilecek kısa devre / aşırı akımların, kısa süre içinde ve doğru olarak belirli bir oranda koruma ekipmanlarına iletilmesi enerji sisteminin veya elektrik makinelerinin zarar görmemesi açısından hayati önem taşımaktadır. A.T. nin nominal akımının belirli bir katına kadar tam doyum bölgesine girmeden, bileşik hata sınırları içinde çalışması gerekir. ALF değeri, sınır akım değerini nominal akımın çarpan katsayısı olarak ifade etmektedir. K.A.T.leri, normal işletme koşullarında da sınıfına uygun ölçüm yapması gerektiğinden çok daha geniş bir bölgede çalışmaktadırlar.

30 Akım Ölçü Transformatörü Seçim Kriterleri 5 P 20; 10VA Trafonun Nominal Gücü Nominal Aşırı Akım Faktörü Çekirdek/Trafo Tipi: P = Koruma Dikkat! P, ALF, Koalf veya n>10 koruma çekirdeği anlamına gelir. Ölçme için uygun değildir! Nominal Akımdaki n x I N Yüzde Bileşik Hata Sınırı

31 Akım Ölçü Transformatörü Seçim Kriterleri Cl.0.5 Fs 5; 5VA Trafonun Nominal Gücü Emniyet Faktörü Çekirdek/Trafo Tipi: Fs = Ölçü M = Ölçü %100 I N ve %100 VA yükteki yüzde hata sınırı %5 -%120 I N ve %25 -%100 VA yükte sağlaması gereken yüzde hata sınıfını belirtir. Dikkat! M, Fs veya n<5 ölçü çekirdeği anlamına gelir. Koruma için uygun değildir! EV-S1_

32 Akım Ölçü Transformatörü Seçim Kriterleri 1. Akım hatası (%AH); efektif dönüştürme oranı hatasıdır, 2. Faz hatası (FH); ölçümdeki reaktif kayıplar nedeniyle oluşan faz farkı hatasıdır, birimi [dakika] veya [santiradyan] dır. Primer ile sekonder akımının açıları arasındaki fark derece veya radyan cinsinden hesaplanarak dakika ya da santiradyana dönüştürülerek hesaplanır.

33 Akım Ölçü Transformatörü Seçim Kriterleri Akım hatası efektif değerler dikkate alınarak hesaplandığından nonsinüsoidal şartları yeterince yansıtamamaktadır. Buna karşın faz hatası ve bileşik hata hesaplanırken anlık akım değerlerinden de yararlanıldığı için hem sinüsoidal hem de nonsinüsoidal şartları (akımın dalga şeklindeki kalıcı değişiklikleri) bir ölçüde yansıtabilmektedir. IEC e göre K.A.T. de doğruluk sınıfına göre akım, faz ve bileşik hata Tablo 3 de yer almaktadır.

34 Akım Ölçü Transformatörü Seçim Kriterleri Ölçü A.T den farklı olarak koruma A.T. de hata ölçümü nominal akım akım ve nominal yükte yapılmaktadır. Örnek: 100/1A, 10VA, 5P10, bir trf. nun testleri sadece 100A ve 10VA değerinde yapılır. Bu trf.nun doğruluk sınıfı bakımından çalışma aralığı; 100A<= Primer akımı <=10x100A ve sekonder yük <= 10VA dir. Bu çalışma aralığında akım hatası; 10VA ve 100A de (+ -)%1, 10VA ve 10x100A de %5 dir.

35 Doyma Katsayısının Yük ile Değişimi n n S S ' N E S n ' n S S N S S E E Gerçek doyma katsayısı Nominal doyma katsayısı Akım trafosunun gücü (VA) Akım trafosunun iç ihtiyaç gücü (VA) Akım trafosunun sekonderine bağlanan güç (VA) M n<5 P n>10

36 Uygulama 1000/1/1 A, I th =25kA, U m =12 kv Birinci Çekirdek : 10 VA, 1M5 Ġkinci Çekirdek : 15 VA, 5P10 Bağlı Yükler ; Birinci Çekirdek : Ampermetre, yaklaşık 4 VA Ġkinci Çekirdek : Mekanik aşırı akım rölesi, yaklaşık 22 VA n ' n ' ,5 22 1,5 7 M n<5 P n>10

37 Akım Ölçü Transformatörü Seçim Kriterleri I 2 I 2N Koruma Çekirdeği 5P10 Nominal Yüklenme Ölçme Çekirdeği 1M5 S=4 VA ile Yüklenme Koruma Çekirdeği 5P10 S=22 VA ile Yüklenme Ölçme Çekirdeği 1M5 Nominal Yüklenme I I 1 1N

38 Termik dayanım katsayısı : Akım trafolarının sekonderden geçen akım primerine bağlıdır. Akım trfafolarının primeri nominal akımın 100 katına dayanacak şekilde dizayn edilmiştir. Eğer oluşacak termik etki bu değerden yüksek ise bir katsayı ile verilmesi gerekmektedir. Uygulama : I k = 16 ka, 50/5 A akım trafosu, kesici açma gecikmesi t=1 san. I I. t th k 16 ka I th 350. I n

39 Dinamik dayanım katsayısı : Akım trafolarının arıza esnasında oluşacak dinamik etkilere dayanabilecek nitelikte olmalıdır. Bunun içinde; olmalıdır. I 2,5. dyn I th EV-S1_

40 Akım Trafosu seçiminde olması gerekenler : * Nominal Gerilimi 36 kv * Dönüştürme Oranı 100/5 A * Gücü * Çekirdeğin Cinsi 10 VA M veya P * Hassasiyeti 10P20 * Termik dayanım katsayısı * Dinamik dayanım katsayısı I th =300xI n I dyn =2,5xI th

41 Gerilim Trafosu : Primer sargı Sekonder sargı Epoksi reçine Sekonder terminal kutusu Nüve Toprak terminali Şase EV-S1_

42 Gerilim Trafosu : L1 L2 L3 U P U P V 0-36 kv U P U P Tek kutuplu (mesnet tip) EV-S1_

43 Gerilim Trafosu : L1 L2 L3 U P U P 100 V 0-36 kv U P 100 Çift kutuplu (mesnet tip) EV-S1_

44 Gerilim Trafosu : Montaj şekline göre; Mesnet tip, Arabalı Tek kutuplu, sigortalı arabalı tip gerilim transformatörü Tek kutuplu (mesnet tip) 3 Fazlı, sigortalı arabalı tip gerilim transformatörü EV-S1_

45 Gerilim Trafosu : Çalışma ortamına göre Dahili Tip, Harici Tip. Harici Tip Mesnet Gerilim Trafoları Dahili Tip Mesnet Gerilim EV-S1_ Trafosu

46 Gerilim Trafosu : Her bir sargıya ait kriterler: Çevirme oranı Vp/Vs, Nominal sekonder gerilimleri, Nominal güç / burden [VA], Hassasiyet / klas (accuracy) Sekonder devre elemanları. EV-S1_

47 Gerilim Trafosu : 36 kv 400 A 36 kv 2 A U P V 0-36 kv EV-S1_

48 Sayaçlar: - Direkt Ölçme - Akım ve gerilim trafosu üzerinden ölçme - Mekanik ve Dijital sayaçlar EV-S1_

49 Sayaçlar: - Primerden Enerji Ölçme - Sekonderden enerji ölçme - Reaktif cezalar - Elektrik tarifeleri - Gündüz,gece,puant? - Demandmetre - Faturalandırma kwh kvarh kvarh X/5 A, X/100 V EV-S1_

50 Sayaçlar: Reaktif Güç Tarifesi (EPDK Müşteri hizmetleri Yön.) tarih, sayılı resmi gazetede reaktif güç tarifesi (20/06/2007 revizyon) ,98 E E r a ,95 <50kVA Er 0.15 E a ,99 0,98 >50kVA veya Aktif Reaktif (endüktif) Reaktif (kapasitif) KOMBI EV-S1_ SAYAÇ

51 Sayaçlar: Müsaade edilen sınır güç katsayısı 0,98 tir. Aboneden çektiği aktif enerjinin %20 sine kadar reaktif enerji bedeli alınmaz. Bu sınır aşılırsa çekilen reaktif enerjinin tamamına reaktif enerji tarifesi uygulanır. Abonenin sisteme vereceği reaktif enerji aktif enerji miktarının %15 inden fazla olmayacaktır. Bu sınır aşılırsa çekilen aktif enerjinin %90 katı kadar reaktif enerji tükettiği kabul edilir ve reaktif enerji tarifesi uygulanır. EV-S1_