31 Mart Elektrik Kesintisi ve Nedenleri

Transkript

1 İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 1

2 Ulusal Elektrik İletim Sisteminin Klasik Sorunu 31 Mart 2015 günü, saat 10:31 de Doğu Batı Koridorundan akan güç: MW Alıcı ve gönderici uç gerilimleri arasındaki açı farkı; = 60O Ulusal Elektrik Sisteminin klasik sorunu; o Kaynakların doğuda, tüketimlerin batıda olması, o Doğudan batıya her an MW ın akmasıdır. İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 2

3 Ulusal Elektrik İletim Sisteminin Klasik Sorunu Bu akışın temel nedeni, doğuda ve kuzey doğuda ucuz hidroelektrik kaynakların olması batıda ise, bu ucuz enerjiye aşırı talep olmasıdır. Elbette piyasa kuralları uygulanmaktadır, ama iletim sisteminin de bu kurallara uyabilmesi, yani bu enerjiyi güvenli bir şekilde taşıyabilmesi gerekmektedir. İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 3

4 Ulusal Elektrik İletim Sisteminin Klasik Sorunu o Kayabaşı Osmanca 3C = MW o 2 x (Kayseri Gölbaşı) 2R = 2 x ( MW) o Kayabaşı Sincan 3C: o Yeşilhisar Temelli: 2 x 3 Ph = 2 x MW MW o Ürgüp Sincan: 2 x 3 C = 2 x MW Düzenli bir şekilde işletildiği o Yeşilhisar Konya 4(*): 1 x 3 C = MW takdirde, bu kapasitenin MW lık doğu-batı akışı için İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 4 Toplam Kapasite: MW yeterli olduğu söylenebilir.

5 Olay günü Bakım ve onarım nedeniyle Devre dışı durumunda olan Hatlar Olay anında Bakım ve Onarım çalışmaları nedeniyle Devre dışı durumunda olan Hatlar o 2 x (Kayseri Gölbaşı) o Kayabaşı Sincan İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 5

6 Bakım onarımda olan 380 kv Hatlar 1/2 (Kayabaşı Sincan) İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 6

7 Bakım onarımda olan 380 kv Hatlar 2/2 (Kayseri-Gölbaşı) x 2 İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 7

8 İletkenlerin TCC Karakteristikleri İletkenin aşırı akıma ve kısa devre akımına karşı ısınma ve yanma durumunu gösteren akım-zaman karakteristikleridir. Kablonun kesiti büyüdükçe TCC Karakteristiği yukarıya doğru gider. İletkenlerin TCC Karakteristikleri İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 8

9 Aşırı Yüklenme sonucunda ilk olarak açan 380 kv Hat (Kayabaşı Osmanca) İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 9

10 Olay anında Doğu - Batı Koridorunda açık durumda olan 380 kv Hatlar İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 10

11 Olay anında Doğu - Batı Koridorunda açık durumda olan 380 kv Hatlar İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 11

12 Doğu - Batı Koridorunun Kesilme Ekseni Kesilme Ekseni Açık olan ve Olay anında açan Hatlar o Kayabaşı Osmanca (Aşırı yüklenme) o 2 x (Kayseri Gölbaşı) (Bakım ve onarım) o Kayabaşı Sincan (Bakım ve onarım) İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 12

13 Kaybedilen Toplam Kapasite Açan Hatların Kapasitesi o Kayabaşı Osmanca o 2 x (Kayseri Gölbaşı) o Kayabaşı Sincan 3C: MW 2R: 2 x ( MW) 3C: MW Kaybedilen Toplam Kapasite: MW İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 13

14 Doğu - Batı Koridorunda geriye kalan Kapasite İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 14

15 Doğu - Batı Koridorunda geriye kalan Kapasite Geriye kalan Toplam Kapasite Prof. Dr. Osman SEVAİOĞLU o Yeşilhisar Temelli: 2 x 3 Ph = 2 x MW Doğu Teknik Üniversitesi, oorta Ürgüp Sincan: 2 x 3 C = 2 x MW (*) o Yeşilhisar Konya 4Mühendisliği :1x3C = MW Elektrik ve Elektronik Bölümü Geriye kalan Toplam Kapasite: İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, MW Page 15

16 Doğu - Batı Koridorunda geriye kalan 380 kv Hatlar Olay anında Doğu Batı Koridorundan akan güç: MW Geriye kalan Toplam Kapasite o Yeşilhisar Temelli: 2 x 3 Ph = 2 x MW o Ürgüp Sincan: 2 x 3 C = 2 x MW (*) o Yeşilhisar Konya 4 : 1 x 3 C = MW Geriye kalan Toplam Kapasite: MW İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 16

17 Seydişehir Osmaniye ve Ermenek Kepez Hatları açıyor Olay anında Doğu Batı Koridorundan akan güç: MW Seydişehir Erzin 380 kv ve Ermenek Kepez hatları aşırı yüklenme (cascade opening) Prof. Dr. Osman SEVAİOĞLU nedeniyle açıyor İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 17

18 Bu andan itibaren açık durumda olan Hatlar Kaybedilen Toplam Kapasite o o o o Kayabaşı Osmanca 2 x (Kayseri Gölbaşı) Kayabaşı Sincan Seydişehir Erzin: Toplam: 3C: MW 2R: 2 x ( MW) 3C: MW 2R: MW MW İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 18

19 Sistem ikiye Bölünüyor Geriye kalan beş hat aşırı yüklenme nedeniyle açıyor o Yeşilhisar Temelli: 2 x 3 Ph = 2 x MW o Ürgüp Sincan: 2 x 3 C = 2 x MW (*) o Yeşilhisar Konya 4 : 1 x 3 C = MW İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 19

20 Sistem ikiye Bölünüyor Bölünme Ekseni İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 20

21 Sistemin Bölündükten sonra Durumu Bölünme Ekseni İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 21

22 Sistemin Bölündükten sonra Durumu Bölünme Ekseni P g < P L Frekans P g > P L Frekans İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 22

23 Supply-Demand Balance An Implication of the above Condition Immediate Generation and Consumption a) electricity must be sold and consumed immediately, while it is being generated by the same amount Hence; Energy supplied must always be equal to consumed in real-time This means that; b) consumed electricity must always be equal to generated electricity The above condition is called; Supply-Demand Balance Transmission System + + P gi = P Losses + P li İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 23 P g1 P g2 P g3 P gk Power generations = P l1 P l2 P l3 P ln Power demand + losses

24 Supply-Demand Balance Supply Demand Balance Another basic condition that must be satisfied; Supply-Demand Balance must always be maintained; in real-time, under all system operating conditions Basic principle for maintaining supplydemand balance; Keep always sufficient amount of spare generation, transmission or distribution capacity for contingency (*) (*) Contingency: Sudden loss of a generation, transmission or distribution capacity due to an unexpected line or transformer opening Teknecik Power Plant Prof. Dr. SEVAİOĞLU, Plant Chief. Eng. Kamil DİREL İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 24

25 Supply-Demand Balance Supply Demand Balance İskenderun-Sugözü 470 MW 300 MW 250 MW Transmission System 200 MW 1270 MW MW MW P gi = 1920 MW = P Losses + P li = 1920 MW Power generations Total Supply = Total Demand + Losses P gi = P li + P losses = Power demand + losses Dr. SEVAİOĞLU, Yavuz ÖZLER, Seyhan KARABULUT, Sugözü Power Plant, İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 25

26 Supply-Demand Balance must always be Maintained Supply Demand Balance Francis Turbine Generator (T-G) 470 MW 250 MW 1200 MW + P gi = 1920 MW Power generations Transmission System = P Losses + = 300 MW 200 MW 1270 MW 150 MW In case that supply demand balance is disturbed, the difference power is cumulated or absorbed in/from the shaft of the T-G System, thus leading to over/under-frequency + P li = 1920 MW Power demand + losses Shaft Water Flow İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 26

27 Total Supply = Total Demand + Losses P gi = P li + P losses Supply-Demand Balance Supply Demand Balance System frequency is mainly determined by supply-demand balance A deviation in system frequency is an indication of supply-demand unbalance P g1 P g2 Transmission System P l1 P l2 P g3 P l3 P gk + + P gi = + P Losses P ln P li Power generations Thermal Power Plant Generation Control Center İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 27 = Power demand + losses

28 Keeping Frequency Constant Generation Control Center Condition for keeping frequency constant 470 MW 250 MW Transmission System 300 MW 200 MW 1270 MW 1200 MW MW P gi = 1920 MW P losses = 10 MW = + P li = 1910 MW Total Supply > Total Demand + Losses P gi > P li + P losses Total Supply < Total Demand + Losses P gi < P li + P losses f, (Overfrequency) V, (Overvoltage) f, (Underfrequency) V, (Undervoltage) İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 28

29 Atlas ve Sugözü Santralları Frekansın yükselmesi nedeniyle devreden çıkıyor 2 x 600 MW Atlas ve 2 x 600 MW Sugözü santralları frekansın 51 Hz in üzerine çıkması nedeniyle, girişindeki frekans röleleri tarafından devreden çıkarılıyor (*) (*) Santralların hasara uğramaması için yapılması gerekli olan bir hareket İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 29

30 Sistemin Bölündükten sonra Durumu P g < P L Frekans Bu kısımda düşük frekans röleleri çalışıyor ve msaniye içinde 5000 MW yük atılıyor Orta Doğu P Teknik Üniversitesi, g < P L Frekans Bu kısımda yüksek frekans röleleri çalışıyor ve msaniye içinde 5000 MW üretim (santral) atılıyor İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 30

31 Batı Bölgesinde Frekansın Değişimi Frekans eğrisi temsilidir, Görüşmelerden elde edilen ifadelere dayalıdır 50,0 Frekans 49,5 49,0 48,5 48,0 47,5 47, Milisaniye İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 31

32 Son Notlar o Bakım ve onarım çalışmaları daha planlı ve programlı yapılmış olsa idi, inceleme konusu kesinti olmayabilir idi. Sistemin yıkılmasında; o sistem operatörlerinin bilgi, tecrübe ve eğitim eksikliğinin; o Doğu-Batı yönünde giderek artan elektrik ticaretine uygun olarak Doğu-Batı Koridorunun yeni Phesant hatlara ihtiyaç gösterdiğinin görülememesi ve ihmâl edilmesinin rol oynamış olduğu anlaşılmaktadır. Ilısu-Gercüş 380 kv Hat Gerek TEİAŞ Genel Müdürlüğü nün, gerekse onun yatırımlarını denetleyen Enerji Piyasası Düzenleme Kurulunun bu hususu yeterince incelemeyi ihmal edilmiş oldukları anlaşılmaktadır. İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 32

33 Hiçbir sistem kapasitesinin üzerindeki yükü taşıyamaz İ.T.Ü. Mezunları Derneği, İ.T.Ü. Evi, Ankara, 23 Mayıs 2015,, Page 33