elektrik port üyelik servisleri elektrik port üyelik servisleri

Orta Gerilim Dağıtım Sistemlerinde Nötr Topraklaması

Şalt sahasının tasarımı yapılırken, sistem topraklamasına bağlı olarak dikkat edilecek hususlar ve dağıtım sisteminin güvenilir şekilde çalışması açısından sağlanması gereken tasarım ögeleri göz önünde bulundurulmalıdır. Dağıtım sisteminde sağlanan topraklama tipine bağlı olarak, şalt sahasının etkin bir şekilde tasarımı, sistemin güvenilirliği, ekonomik fayda, ekipmanların sağlıklı çalışması gibi avantajları sağlamaktadır. Siemens ürünü NXAIR panolarında, saha uygulamalarında karşılaşılabilecek farklı topraklama tipleri için çözümler mevcuttur. Detaylar makalenin devamında...



A- A+
02.07.2025 tarihli yazı 194 kez okunmuştur.

Orta gerilim dağıtım sistemlerinde nötr topraklaması, dağıtım trafosu nötr noktası ile toprak arasındaki bağlantıyı ifade eder ve güç sisteminin asimetrik arıza anındaki davranışı için yüksek öneme sahiptir. Topraklama tasarımı, bir güç veya dağıtım sistemindeki toprak arızasının davranışını belirlemek için tek başına en önemli parametre olarak kabul edilir [1].

Orta gerilim sistemlerinde nötr topraklamasının en önemli iki işlevi; faz-toprak arızalarını algılamak ve bu arızalar sonucunda oluşan arıza akımını kontrol etmektir. Nötr topraklaması; ekipman hasarlarının önlenmesi, elektrik çarpması riskinin azaltılması ve arızanın güç ve dağıtım sistemi üzerindeki etkisinin en aza indirilmesine yardımcı olur.

Nötr topraklamasına bağlı olarak; şalt sahasının topraklanması, şalt sahasında kullanılan ekipmanların seçimi ve toprak arızası için koruma yöntemleri değişkenlik gösterebilmektedir. Şalt sahası için kullanılacak ekipmanın tasarımı ve toprak arızası için doğru koruma yönteminin belirlenmesi için nötr topraklanmasının bilinmesi şarttır.

 

Orta Gerilim Dağıtım Sistemlerinde Nötr Topraklaması


Orta gerilim dağıtım sistemlerinde trafonun nötr noktasının topraklanması konusunda çeşitli uygulamalar mevcuttur. Başlıca uygulamalar;


► Nötr topraksız veya yalıtılmış nötr sistemler
► Doğrudan topraklı sistemler
► Direnç üzerinden topraklı sistemler
► Rezonans topraklı sistemler

 

Yalıtılmış Nötr Sistemler


Yalıtılmış nötr sistemlerde; trafonun nötr noktası ile toprak arasında doğrudan bir bağlantı yoktur. Dağıtım sisteminde kullanılan ekipmanlarda bulunan yalıtılmış bileşenler üzerinden iletkenler ile toprak arasında kapasitif bir bağlantı mevcuttur. Bu bağlamda; yalıtılmış nötr sistemler, dağıtılmış kapasitans nedeniyle kapasitif topraklanmış sistemler olarak kabul edilebilir. Normal çalışma koşullarında, dağıtılmış kapasitans herhangi bir soruna neden olmaz. Ancak, bir faz-toprak arızası sonucunda sistemin tamamında faz-faz geriliminin oluşmasına neden olur ve faz gerilimleri anma değerinin 1,73 katına çıkar. Ayrıca faz-toprak arıza esnasında oluşan kapasitif akım, arıza içermeyen diğer fazlar üzerinden devreyi tamamlayacaktır. Arıza esnasında oluşan devre Şekil 1'de gösterilmiştir.


 

Şekil 1: Yalıtılmış nötr sistemlerde faz-toprak arızası
 


                                                             IF=ICE=j×3×ω×CE×ULE                                            (1)


CE :    faz-toprak kapasitansı
ICE :    kapasitif faz-toprak akımı
ULE :   faz-toprak gerilimi
UEN :  nötr noktası kayma gerilimi
ω :     açısal frekans (2×π×f)


Denklem 1'de yalıtılmış nötr sistemde bir faz-toprak arızası esnasında oluşabilecek maksimum arıza akımı verilmiştir.


Yalıtılmış nötr sistemlerin avantajları

► Sınırlı kapasitif toprak bağlantısı sağladığı için toprak arıza akımları küçüktür.
► Arızaların büyük bir kısmı kendiliğinden temizlenir.


Yalıtılmış nötr sistemlerin dezavantajları

► Yüksek kapasitif empedanslı toprak bağlantısı, yüksek toprak arıza akımlarına neden olabilir.
► Düşük kapasitif empedanslı toprak bağlantısı, toprak arızalarının tespit edilmesinde zorluklara neden olabilir.
► Aşırı gerilim riski ve yalıtımı uygun olmayan ekipmanlarda onarılamaz hasarlara neden olabilir.
► Düşük kısa devre akımlarından dolayı özel koruma fonksiyonlarına ihtiyaç duyulur. (Hassas toprak kaçağı vb.)
► Arıza durumunda arızasız fazlardaki gerilim artşından dolayı güç sistemi içerisindeki ekipmanların boyutlandırılmasındaki maliyetler artacaktır.

 

Doğrudan Topraklı Sistemler


Doğrudan topraklı sistemde, trafonun nötr noktası toprağa doğrudan bağlanır. Doğrudan topraklı sistemlerde faz-toprak arıza akımı, arızanın konumu ve arıza direncine bağlı olarak üç faz arıza akımını aşabilmektedir. Orta gerilim dağıtım sistem topolojisinde birden fazla trafo bulunması durumunda, trafo nötr noktalarıdan bazılarını topraksız bırakarak toprak arızası akımını azaltmak mümkündür. Doğrudan topraklama, bir faz-toprak arızası sırasında daha düşük seviyede aşırı gerilim neden olduğu için, orta gerilim dağıtım sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, bazı durumlarda, doğrudan topraklama yapılmış bir sistemde faz-toprak arıza akımının yüksek olması; aşırı ısınma ve ekipman hasarı gibi sorunlara neden olabilir.
 

Şekil 2: Doğrudan topraklı sistemlerde faz-toprak arızası [1]



Doğrudan topraklı sistemlerin avantajları

► Doğrudan topraklı sistemlerin en önemli avantajı; bir faz-toprak arızası sırasında oluşabilecek aşırı gerilimlerin düşük olmasıdır. Bu nedenle doğrudan topraklama, orta gerilim dağıtım sistemlerinde yaygın olarak kullanılabilmektedir.
► Oluşan kısa devre akımı oldukça yüksek olduğundan koruma cihazları arıza akımlarını kolayca algılayabilirler. Özel koruma fonksiyonlarına ihtiyaç duyulmaz, temel koruma fonksiyonları yeterlidir.(50N-51N)


Doğrudan topraklı sistemlerin dezavantajlar

► Doğrudan topraklı sistemler, toprak arıza akımının yüksek seviyelere çıkabilmesi neticesinde aşırı ısınma ve ekipman hasarları gibi dezavantajlara sahiptir.
► Arızanın oluştuğu fiderde/bölgede enerji sürekliliği yoktur.
► Faz-toprak arızası sonucunda oluşan yüksek arıza akımı nedeniyle personel için yüksek tehlike barındırabilmektedir.

 

Direnç Üzerinden Topraklı Sistemler


Direnç üzerinden topraklama, trafonun nötr noktasının bir direnç üzerinden topraklanmasıdır. Direnç üzerinden topraklamanın amacı, faz-toprak arıza akımını belirli bir seviyede tutmak ve faz-toprak arızasının tespitini iyileştirmektir.

Faz-toprak arıza akımını sınırlamanın ana nedenleri şunlardır:

► Anahtarlama cihazları, transformatörler, kablolar ve döner alana sahip makinalar gibi elektrik ekipmanlarında yüksek arıza akımından dolayı kaynaklanabilecek etkileri azaltmak
► Arıza akımının etki edebileceği sistem bileşenlerindeki mekanik gerilmeleri azaltmak
► Toprak arızasının tespitinin zorluğundan kaynaklı personele yönelik elektrik çarpması tehlikesini azaltmak
► Ark patlaması veya ark flaş tehlikesini azaltmak
► Faz-toprak arızası kaynaklı oluşabilecek ani gerilim düşüşünü azaltmak

Doğrudan topraklı sistemlerde faz-toprak arızasının oluşumu Şekil 3`te gösterilmiştir. Şekil 4, arıza oluşan sistemin Thévenin eşdeğer devresini göstermektedir.
 

Şekil 3: Direnç üzerinden topraklı sistemlerde faz-toprak arızası [1]




Şekil 4: Direnç üzerinden topraklı sistemlerde faz-toprak arızası
Thévenin eşdeğer devresi [1]




(2)




(3)




 
E:    eşdeğer faz-toprak gerilimi
Ife :  kapasitif faz-toprak akımı
Re : nötr topraklama direnci
C0 : faz-toprak kapasitansı

Direnç üzerinden topraklı sistemlerde; faz-toprak kapasitansının empedans değeri topraklama direncinden daha yüksek olacağından, maksimum faz-toprak arıza akımı nötr topraklama direnci üzerinden belirlenebilir (3). Faz-toprak arızası esnasında ayrıca bir arıza direncinin oluşması durumunda, bu direnç de arıza akımına etki edecektir (4).

Ülkemizde 34,5kV gerilim seviyesi 20 ohm direnç üzerinden topraklanmıştır. Dolayısıyla ülkemizde ile 34,5kV gerilim seviyesinde faz toprak arızası 1000A sınırlıdır.

Direnç üzerinden topraklı sistemler; kullanılacak arıza akımı sınırlama kapasitesine göre iki şekilde uygulanabilir:

► Düşük dirençli topraklama
► Yüksek dirençli topraklama

Düşük dirençli topraklama uygulamasında trafo nötr noktası ile toprak arasına konulacak direnç değeri ile toprak arıza akımı 200-1200A arasında sınırlandırılmak istenmektedir. Bu tür topraklama tipik olarak, arıza süresinin çok maliyetli olabileceği madencilik, cam, kağıt endüstrisi gibi yüksek derecede sürekliliğin gerekli olduğu endüstriyel tesislerin orta gerilim şebekelerinde kullanılır. Düşük dirençli topraklama, yüksek seviyede arıza koruması sağlayabilir ve ekipman hasarını en aza indirmeye yardımcı olur.

Yüksek dirençli topraklama ile trafo nötr noktası ve toprak arasına konulacak empedans değeri yüksek direnç sayesinde toprak arıza akımı 5-10A seviyelerinde sınırlandırılabilmektedir. Bu tür topraklama; hastaneler, veri merkezleri ve diğer kritik tesisler gibi yüksek düzeyde güvenilirlik gerektiren sistemlerde yaygın olarak kullanılır. Yüksek dirençli topraklama, ekipman hasar riskini azaltmaya ve toprak arızasının etkisini güç sistemi üzerinde en aza indirmeye yardımcı olabilir.

 

Rezonans Topraklı Sistemler


Orta gerilim dağıtım sistemlerinde, toprak arızası akımının reaktif kısmını sınırlamak için bir nötr noktası reaktörü, trafonun nötr noktası ile istasyon topraklama sistemi arasına bağlanabilir. Nötr noktası; endüktif reaktans veya Petersen bobini yoluyla toprakla bağlı olduğu bir sistemde, reaktans tarafından üretilen akım, faz-toprak arıza akımının kapasitif bileşenini yaklaşık olarak kompanze eder ve bu sisteme rezonans topraklama sistemi denir.

Rezonans topraklı sistemlerde; toprak arıza akımının kapasitif bileşenini tamamen kompanze etmek her zaman mümkün olmayabilmektedir. Bunun neticesinde; endüktif reaktans veya Petersen bobini tarafından üretilen reaktif akım, sistemdeki kapasitif toprak arıza akımına tam olarak eşit olmayabilmektedir. Endüktif akımın kapasitif toprak arıza akımından büyük olduğu sistemler, aşırı kompanze edilmiştir. Endüktif akımın kapasitif toprak arıza akımından küçük olduğu sistemler, yetersiz kompanze edilmiştir.
 

Şekil 5: Rezonans topraklı sistemlerde faz-toprak arızası [1]

Faz-toprak arızası yaşanması sırasında arızasız hatların trafonun nötr noktası direnç üzerinden topraklandığı sistemlerde Rezonans topraklı sistemlere göre daha sinosaidal yapıda kaldıkları gözlemlenmiştir. Şekil 6 ve Şekil 7’de farklı işletme topraklama tiplerinde arızasız hatların davranışları simüle edilmiştir.

Rezonans topraklı sistemlerde yüklerin bir kısmının değişmesi durumunda kapasatif ve endüktif akım değerleri değişecektir. Güç sistemi topraklaması izole şebekede davranışı bırakıp yüksek empedans üzerinden topraklı bir şebeke davranışı gösterebilir.

Rezonans topraklı sistemler ek teçhizatlardan dolayı (Peterson bobini) maliyeti yüksek bir yaklaşımdır. Bu gibi sebeplerden dolayı ülkemizde yaygın değildir.

Bu tip sistemlerin en önemli avantajı arızalı durumlarda uzun süre müdehale etmeden arızasız fazlar üzerinden enerji iletimi sağlanabilir.
 

 
Şekil 6: Rezonans topraklı sistemlerde faz-toprak arızası sırasında arızasız hatlar



Şekil 7: Direnç üzerinden topraklı sistemlerde faz-toprak arızası sırasında arızasız hatlar

 

Siemens NXAIR hava izoleli orta gerilim panolarında sistem topraklamasına yönelik uygulamalar



Siemens ürünü NXAIR hava izoleli orta gerilim panoları; 36kV gerilim ve farklı alt ürün gamlarında değişkenlik göstermekle birlikte 50kA kısa devre akım kapasite ile orta gerilim dağıtım endüstrisinde geniş kullanım alanına sahiptir. Orta gerilim dağıtım sistemlerinde kullanılan topraklama tiplerine uygun olarak NXAIR panolarında farklı tasarım seçenekleri mevcuttur. Sistem topraklamasına bağlı olarak NXAIR ürününde değişiklik gösterebilecek bileşenler ve uygulamalar aşağıda verilmiştir.

► Farklı topraklama tiplerine uygun topraklama şalteri
► Sistem topraklamasına uygun gerilim ölçüm trafosu uygulamaları
► Toprak arızası koruması için uygun bileşen ve uygulamalar
► Farklı topraklama tiplerine uygun paradur seçimi

 

Sistem Topraklamasına Uygun Topraklama Şalteri Seçimi



Orta gerilim sisteminde kullanılacak şalt sahasının tasarımında; panolarda kullanılacak topraklama şalterinin seçimi açısından sistem topraklamasının belirtilmesi gereklidir. Farklı tip topraklama uygulamalarına bağlı olarak, kullanılacak topraklama şalteri ve dayanım değerleri değişkenlik göstermektedir. Tablo 1'de NXAIR panolarında kullanılan topraklama şalteri seçeneklerine ait dayanım değerleri verilmiştir.
 
Tablo 1: NXAIR panolarında kullanılan topraklama şalterine ait anma dayanım değerleri



Orta gerilim dağıtım sisteminde, sistem bileşenlerinin uygun dayanım değerleri dahilinde tasarlanmasına adına, sistem topraklaması önceden ele alınmalı ve yukarıdaki tabloda verilen değerlere göre uygun topraklama şalteri seçilmelidir.

 

Sistem Topraklamasına Uygun Gerilim Ölçüm Trafosu Uygulamaları



Orta gerilim dağıtım sistemlerinde, sistem geriliminin orta gerilim seviyesinden alçak gerilim seviyesinde indirgenerek ölçüm cihazlarının kullanımı için elverişli hale getirilmesinde gerilim ölçüm trafoları kullanılmaktadır. Gerilim ölçüm trafoları genellikle tek kutuplu ve endüktif cihazlardır. Bir orta gerilim sistemi bütünüyle ele alındığında; güç ve dağıtım trafoları, orta gerilim kabloları, akım ve gerilim ölçüm trafoları gibi birden fazla kapasitif ve endüktif bileşen sistemde bir arada çalışabilmektedir. Orta gerilim sistemlerinde, kapasitif ve endüktif bileşenler birbiriyle etkileşim halinde çalışmaktadır. Bir faz-toprak arızası esnasında topraklama uygulamasına bağlı olarak kapasitif ve endüktif bileşenlerin birbiriyle etkileşimi ile ferrorezonans meydana gelebilmektedir [2]. Ferrorezonans ile oluşan gerilim darbeleri neticesinde sistem ekipmanlarında yalıtım bozulmaları ve patlamalar oluşabilmektedir. Gerilim ölçüm trafoları, ferrorezonans olayının sıklıkla etki ettiği sistem bileşenleridir. Farklı topraklama uygulamalarına bağlı olarak, ferrorezonansın etkisi ile gerilim ölçüm trafoları zarar görebilmektedir.

Farklı topraklama tipleri için ferrorezonans olasılığına ilişkin bilgiler Tablo 2'de verilmiştir.

 
Tablo 2: Farklı sistem topraklama tipleri için ferrorezonans riskleri


Ferrorezonans riskinin olması durumunda; ferrorezonans esnasında oluşan gerilim darbelerinin gerilim ölçüm trafoları üzerinde hasar düzeyinde etki etmesini önlemek için oluşan bu darbe gerilimlerinin sönümlendirilmesi gerekmektedir. Bu amaç için pratik uygulamada, gerilim ölçüm trafolarının açık üçgen formunda ikinci sargıları olur ve gerilim ölçüm trafolarının açık üçgen bağlantısına paralel bir sönümlendirme direnci bağlanır. İlgili bağlantı Şekil 8'de gösterilmiştir.
 

 
Şekil 8: Gerilim ölçüm trafoları açık üçgen sargı bağlantıları


Açık üçgen sargı direncinin, uygun gerilim değerlerine göre hesaplama yapılarak boyutlandırılması gerekmektedir. Tablo 3`te NXAIR panolarında kullanılan açık üçgen sargı direncine ait anma değerler verilmiştir.
 
Tablo 3: Açık üçgen sargı direnci değerleri


Ayrıca, ferrorezonas durumlarını önlemek için “Ferro-Damp” istenmeyen ani aşırı-gerilimleri bastıran, aktif ve akıllı cihazlarda kullanılmaktadır. Bu cihazlar ile de güç sistemlerindeki gerilim trafolarını koruyabiliriz. Giriş gerilimi, belirtilen eşik değerini geçtiği anda, sönümleme başlar. Diğer zamanlarda ise cihaz kendini askıya alır. Böylece sistemin kendi içindeki faz dengesizliğine karşı tepkisiz kalır. Aktif ferrorezonans önleyici cihazlar, Nxair C pano tiplerimizde standard olarak kullanılmaktadır.


 

Toprak Arızası Koruması için Uygun Bileşen ve Uygulamalar



Kablo tipi akım trafoları


NXAIR panolarda faz-toprak arızası koruması için kullanılan bileşenler, kablo tipi akım trafolarıdır. Kablo tipi akım trafoları; toroid veya pencere tipi olarak mevcuttur. Kablo tipi akım trafoları, orta gerilim kabloları saracak şekilde sisteme bağlanır. Sistemde bir faz-toprak arızası olması durumunda; sistem dengesi kaybolacak ve fazlar arası denge bozulacağından ölçülen akım değeri sıfırdan farklı bir değerlerde olacak. Bu sayede faz-toprak arızası tespit edilebilecektir.

Kablo tipi akım trafoları, orta gerilim kablolarında oluşabilecek faz-toprak arızalarının tespitinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu bileşenleri seçerken sistem topraklaması ve toprak arızası akımının seviyesi de göz önünde bulundurulmalıdır. Örneğin, doğrudan topraklı bir sistemde oluşabilecek faz-toprak arızası akımının seviyesi yüksek olacağından, koruma rölesi oluşacak arızayı, faz akımı bağlantılarından gelen akım ölçümlerinden hesaplayabilir ve arıza tespiti bu sayede tamamlanabilir. Bu yaklaşım ekonomik açıdan da fazladan ilave bir bileşen kullanımını ortadan kaldırmaktadır.

Kablo tipi akım trafoları, normal koruma çekirdekli akım trafolarına göre ölçüm çekirdeği niteliğinde ve daha yüksek hassasiyeti sağlayacak şekilde seçilir. Bu nedenle, kablo tipi akım trafolarının çekirdekleri genel olarak ölçüm sınıfıdır. Ayrıca, kablo tipi akım trafolarının bağlanacağı koruma rölesinin akım girişinin de ölçüm sınıfı olması gerekmektedir. Şekil 6`da Siemens ürünü SIPROTEC koruma rölesinde kablo tipi akım trafosunun bağlantısı gösterilmiştir. Bağlantının yapıldığı I4 girişi, ölçüm sınıfı olmalıdır. Ayrıca, sekonder topraklamanın da hangi uçtan yapıldığı da önemlidir ve farklı koruma rölelerinin kullanılması durumunda, ilgili cihazın kullanma kılavuzunda verilen bağlantı örnekleri takip edilmelidir.
 

Şekil 9: Kablo tipi akım trafosu sekonder bağlantısı
(SIPROTEC 5 koruma rölesi)


Toprak arızası koruma uygulamaları

Toprak arızasının sistem içerisindeki durumu ve sistem yapısında bağlı olarak farklı koruma uygulamaları gerçeklenebilir. Sistem güvenilirliğini artırmak için ilave toprak arızarı korumalarının doğru bir şekilde uygulanması çok önem arz etmektedir. Aşağıda yaygın kullanılan iki koruma uygulaması derlenmiştir.

► Yönlü toprak arıza koruması
► Kısıtlı toprak arıza koruması

Yönlü toprak arızası koruması; bir dağıtım sisteminde birden fazla besleme noktasının bulunması ve çift yönlü yük akışının olması durumlarında sistemde herhangi bir noktada oluşan toprak arızasının tespitini sağlar. Olası senaryo Şekil 10'da verilmiştir.
 

Şekil 10: Çift beslemeli dağıtım sisteminde toprak arızası [3]


Bu durumda, toprak arızasının tespitini yapabilmek için hem akım hem gerilim bilgilerinin koruma rölesi tarafından izlenebilmesi gerekmektedir. Koruma rölesinde akım bilgileri, ilgili faz ölçümleri alınarak I0 (sıfır sıra aralığı akımı – zero sequence current) hesaplanabilir. Gerilim bilgisi için (varsa) gerilim ölçüm trafosu açık üçgen sargı gerilimi alınabilir. Bu gerilim ölçümü, fiziki olarak V_0 (sıfır sıra aralığı gerilimi – zero sequence voltage) gerilimini verecektir. Bu ölçüm değerlerine bağlı olarak, koruma rölesinde (ANSI 67N) yönlü toprak arıza koruması gerçeklenebilir.

Kısıtlı toprak arıza koruması, güç ve dağıtım sisteminde belirli bir bölge veya ekipman toprak arızası anında koruma sağlamak için kullanılabilir. Genelde trafo veya generatör dahili toprak arızalarının tespiti ve bu ekipmanların toprak arızalarına karşı korunmasında etkin bir koruma yöntemidir. Fark akımı prensibine göre, koruma bölgesi içerisinde sağlıklı durumda giren ve çıkan akımların eşit veya farkın olması beklenir. Bu amaçla, iki bölgeden akım ölçümü alınır. Kısıtlı toprak koruması, akım bağlantılarının şekline göre iki sekilde gerçeklenebilir; düşük empedanslı kısıtlı toprak arıza koruması ve yüksek empedanslı kısıtlı toprak arıza koruması.

Düşük empedanslı kısıtlı toprak arıza korumasında, trafo veya generatörün iki ucundan akım ölcümleri koruma rölesi akım girişlerine bağımsız olarak alınır. Koruma ayarları koruma rölesi içerisinde (ANSI 87N) gerçeklenerek, trafo veya generatörün dahili toprak arızalarına karşı korunması sağlanır. Trafo veya generatör koruma bölgesinin dışında bir noktada faz-toprak arızası olması durumunda koruma rölesi (ANSI 87N) açmayacaktır. SIPROTEC 5 koruma rölesine ait düşük empedanslı kısıtlı toprak arıza koruması için örnek bağlantı Şekil 11'de gösterilmiştir.
 

Şekil 11: Düşük empedanslı kısıtlı toprak arıza koruması


Yüksek empedanslı kısıtlı toprak arıza koruması, kullanım amacı düşük empedanslı kısıtlı toprak arıza koruması ile aynı olarak, sadece uygulama anlamında farklılık gösterir. Bu korumanın gerçeklenmesi için, koruma rölesinde tek bir akım giriş ucu yeterlidir. Akım bağlantıları paralel bir şekilde bağlanarak akım bilgisi koruma rölesi akım girişine alınır. Bu uygulamada, koruma rölesi akım giriş ucunu darbe gerilimlerinden korumak için direnç ve varistör ile bir sönümleme devresi göz önünde bulundurulmalı ve direnç ile varistöre ait elektriksel değerler uygun boyutta olmalıdır. SIPROTEC 5 koruma rölesine ait yüksek empedanslı kısıtlı toprak arıza koruması için örnek bağlantı Şekil 12'de gösterilmiştir.
 

Şekil 12: Yüksek empedanslı kısıtlı toprak arıza koruması

 

Farklı Topraklama Tiplerine Uygun Parafodur Seçimi



Hat arızaları, yıldırım düşmesi, kesici açması gibi durumlarda oluşan aşırı ve zararlı yüksek gerilim şoklarının hasar etkisini önleyen cihazlara parafudur denir.

Parafadurların etiket değerleri arasında en önemli parametrelerden biri sürekli çalışma gerilimidir (U_c). Sürekli çalışma gerilimi hesabı işletme topraklamasının tipine dayanır.

Tablo 4’de Parafadurlar için İşletme topraklamasının tipine göre sürekli çalışma gerilimi hesabı verilmiştir.
 
Tablo 4: İşletme Topraklama Tipine Uygun Paradur Uc Değeri Hesabı
 


Uc:    Sürekli Çalışma Gerilimi
Um:   Maksimum Sistem Gerilimi
c:      Toprak Arıza Faktörü

NXAIR panolarında parafudurların sürekli çalışma gerilimleri, desarj akımı, yalıtkan malzemeleri vb. Kriterlere dayanarak 3EF1, 3EF3, 3EF5, 3EK7 tipi parafudurlar kullanılmaktadır.


Sonuç

Orta gerilim dağıtım sistemlerinde, şalt sahasının tasarımında sistem topraklamasının göz önünde bulundurulması önem arz etmektedir. Şalt sahasının tasarımı yapılırken, sistem topraklamasına bağlı olarak dikkat edilecek hususlar ve dağıtım sisteminin güvenilir şekilde çalışması açısından sağlanması gereken tasarım ögeleri göz önünde bulundurulmalıdır. Dağıtım sisteminde sağlanan topraklama tipine bağlı olarak, şalt sahasının etkin bir şekilde tasarımı, sistemin güvenilirliği, ekonomik fayda, ekipmanların sağlıklı çalışması gibi avantajları sağlamaktadır. Siemens ürünü NXAIR panolarında, saha uygulamalarında karşılaşılabilecek farklı topraklama tipleri için çözümler mevcuttur. Bu çözümlerin etkin bir şekilde uygulanması; dağıtım sisteminin güvenilir sekilde çalışmasını sağlar, ekipman kayıplarını önler, uzun süreli çalışma ile sürdürülebilirliğe katkı sağlar.


Günter Öztürk | Elektrik Mühendisi
Siemens Sanayi ve Ticaret A.Ş.
Akıllı Altyapılar Bölümü, Elektrik ve Otomasyon Birimi

Kaynakça

[1] Guldbrand, A. “System earthing”, Lund University, Dept. of Industrial Electrical Engineering and Automation
[2] Ferraci, Ph. “Ferroresonance”, Cahier technique no.190, Scheider Electic
[3] Agrawal, K.C. (2001) “Industrial power engineering and applications handbook”, Ch.21, Grounding theory and ground fault protection schemes, pp. 786-795

Aktif etkinlik bulunmamaktadır.
ANKET
Endüstri 4.0 için En Hazır Sektör Hangisidir

Sonuçlar