Güç Sistemi Kararlılığı

Her gün milyonlarca insan aynı anda telefon, bilgisayar, tablet gibi elektronik eşyalarını şarja takıyor ya da her birimiz evlerimizde televizyonumuzu, beyaz eşyalarımızı çalıştırmak için prizleri kullanıyoruz. Herhangi bir cihazı prize taktığımızda elektrik şebekesi yükü artar, çıkardığımızda ise azalır. Güç sisteminin ani yük artış ve azalışlarına karşı kararlı olması beklenir. Kararlılığı bozulan sistemin ise en kısa sürede denge duruma gelmesi gerekir. Bu yazımızda güç sistemlerinin kararlılığı üzerinde duracağız.

A- A+

07.04.2021 tarihli yazı 6061 kez okunmuştur.

Güç Sistem Kararlılığı Nedir?

Güç sistemi mühendisliği, elektrik mühendisliği çalışmalarının büyük bir kısmını oluşturmaktadır. Esas olarak elektrik enerjisi üretimi ve iletiminin uçtan uca ve minimum miktarda kayıpla yapılması ile ilgilenir. Güç, genellikle yükün değişimi veya arızalar nedeniyle değişir. Bundan dolayı güç sistemi kararlılığı terimi bu alanda büyük önem taşımaktadır.

Birbirine bağlı bir güç sisteminin kararlılığı, sistem bir tür arızaya maruz kaldıktan sonra sistemi mümkün olan en kısa sürede sabit durumuna getirme görevini üstlenir. Ancak sistemin kararlılığı, arızanın küçük ve büyük olmasına göre değişir. Yük değişikliklerinden kaynaklı küçük arızalar sürekli olarak meydana gelir ve sistem değişen koşullara uyum sağlar. Sistem bu koşullar altında çalışabilmeli ve yük talebini başarılı bir şekilde karşılayabilmelidir.

► İlginizi çekebilir: Reaktif Güç Kontrolü Nasıl Yapılır?

Geçici arızanın ardından güç sistemi kararlı ise, tüm sistemi bozulmadan yeni denge durumuna getirecektir. Otomatik ve manuel kontrollerin ardından sistemi normal durumuna geri yükleyecektir. Ancak sistem kararsızsa kontrolden çıkması veya yavaşlaması durumu ortaya çıkar. Örneğin; jeneratör rotorlarının açısal mesafelerinde aşamalı bir artış veya bara gerilimlerinde aşamalı bir azalma meydana gelir.

Enerji santrallerinde, aynı frekans ve faz sırasına sahip olan birkaç senkron jeneratör aynı baraya bağlanır. Bu nedenle kararlı bir işlem için, tüm üretim ve iletim süresi boyunca barayı jeneratörlerle senkronize etmeliyiz. Güç sisteminin kararlılığı aynı zamanda senkron kararlılığı olarak da adlandırılır ve yükün açılıp kapanması veya hat geçişi nedeniyle bazı arızalara maruz kaldıktan sonra sistemin senkronizasyona geri dönme yeteneği olarak tanımlanır. Kararlılığı iyi anlamak için başka bir faktörün dikkate alınması gerekir ve bu, sistemin kararlılık sınırıdır. Kararlılık sınırı, hat kesintilerine veya hatalı güç akışına maruz kalan sistemin belirli bir bölümü boyunca akmasına izin verilen maksimum gücü tanımlar.

Güç sistemi kararlılığı, güç sisteminin maruz kaldığı arızaya bağlı olarak birçok tipte olabilir.

Bunlar:

► Kararlı durum
► Geçici kararlılık
► Dinamik kararlılık

► İlginizi çekebilir: Kesintisiz Güç Kaynağı (UPS) Nedir? Neden Kullanılır?

1) Kararlı Durum (Steady State Stability)

Bir güç sisteminin geçirdiği küçük arızadan sonra başlangıçtaki durumunu sürdürmesi ya da arıza devam ediyorken ilk durumuna çok yakın bir duruma ulaşmasıdır.

2) Geçici Kararlılık (Transient State Stability)

Bir güç sistemin geçirdiği büyük bir arıza sonrasında kararlı duruma ulaşmasıdır. Ani uygulama veya yükün kaldırılması, manevralar, hat arızaları veya ikazlamadan kaynaklanan kayıplar gibi sistemdeki büyük değişikliklerle ilgili tüm durumlarda, sistemin geçici kararlılığı devreye girer.

3) Dinamik Kararlılık (Dynamic Stability)

Bir güç sisteminin dinamik kararlılığı, kararsız bir sisteme otomatik olarak kontrol edilen yollarla verilen yapay kararlılığı ifade eder. Yaklaşık 10 ile 30 saniye süren arızalar söz konusudur.

Kaynaklar:

► Electrical4u
► electrical-engineering-portal

YAZAR: Cansu ÜSTÜNSOY