Transcript indir

Şönt Kapasitör Çıkışlarının Gerilime Bağımlılığı



Şönt kapasitörlerin MVAr sağlama kapasiteleri
gerilim düştükçe azalır.
Eğer sistem gerilimi %90’a düşerse, şönt kapasitör,
nominal kapasitesinin %81’ini (0,9x0,9) sağlayabilir.
Sistem operatörleri, gerilim çok düşmeden şönt
kapasitörleri devreye almalıdır. Böylece MVAr
kapasitesinin azalması engellenmiş olur.
 V fiili 
MVArfiili  MVArnom  

Vnom 
EES 455 - 04.10.2011
2
1
Gerilim Kontrolünde Kullanılan Teçhizat
Gerilim kontrolü için temel kaynaklar sistem
generatörleridir.
 Kapasitörler ve reaktörler alternatif
teçhizatlardır. Üretilmeleri ve sisteme ilave
edilmeleri kolaydır. Bunlar sistemin kalıcı bir
parçası olabileceği gibi ihtiyaca göre devreye
alınacak şekilde de (kesiciler aracılığıyla)
tasarlanabilirler.

EES 455 - 04.10.2011
2
Kapasitörler
Güç sistemine şönt ya da seri olarak
bağlanabilirler.
 Seri kapasitörler, devreye alındığı iletim
hattının empedansını düşürmek için kullanılır.
 Şönt kapasitörler MVAr kaynağı olarak MVAr
ihtiyacı olan en yakın bölgeye monte edilir.

EES 455 - 04.10.2011
3
Şönt Kapasitörler


Hem iletim hem de dağıtım seviyesindeki baralara
bağlanabilirler.
Daha önce de bahsedildiği gibi MVAr çıkışları bağlı
oldukları baraların o anki gerilimine göre (karesi ile
orantılı) değişir. Örneğin 154 kV baraya bağlı 60
MVAr nominal gücündeki kapasitör, bara gerilimi
%95 nominal (146 kV) iken devreye alınırsa
nominalin %90 (0,95x0,95) değerine karşı gelen 54
MVAr üretir.
EES 455 - 04.10.2011
4
Seri Kapasitörler


Seri kapasitörler, uzun iletim hatlarında hattın indüktif
reaktansını (XL) azaltmak için kullanılır.
Hattın indüktif reaktansı azalırsa hattın güç transfer
kapasitesi arttırılmış olur. Dolayısıyla seri kapasitörler iletim
sisteminin güç transfer kapasitesini arttırırlar.
EES 455 - 04.10.2011
5
Seri Kapasitörler



Seri kapasitörün reaktansı ile hattın indüktif reaktansı
arasında 1800 faz farkı olduğundan, hattın reaktansı
kapasitörün değeri kadar azalmış olur.
Seri kapasitör devreye alındığında hattan yapılabilecek
güç transferi (güç açısını arttırmadan) arttırılmış olur.,
Seri kapasitör ile yapılacak kompanzasyon %70 oranını
aşmamalıdır (Arıza akımlarını sınırlamak için)
EES 455 - 04.10.2011
6
Reaktörler
Güç sistemine şönt ya da seri olarak
bağlanabilirler.
 Şönt reaktörler sistemden reaktif gücü absorbe
ederler.
 Seri reaktörler, devreye alındığı iletim yolunun
reaktansını arttırırlar.

EES 455 - 04.10.2011
7
Reaktörler
Şönt Reaktörler
 Sistemden reaktif gücü çekerek sistem geriliminin
düşmesini sağlarlar.
 İletim hatlarına ve trafoların tersiyer sargılarına
bağlanırlar.
Seri Reaktörler
 Temel kullanım amacı arıza akımlarını limitlemektir.
 Generatörler arasındaki güç osilasyonlarını azaltmak
için de kullanılır.
EES 455 - 04.10.2011
8
Trafoların Gerilim Kontrolü İşlevi



Trafolardaki kademe değiştiriciler ile sarım oranları
değiştirilerek sargılarda indüklenen gerilim kontrol
edilebilir. Bu da trafonun primer ve sekonder
gerilimlerinin kontrol edilebilmesini sağlar.
Yük altında kademe değiştirilebilen ve
değiştirilemeyen trafolar mevcuttur.
Ototrafolar ve güç trafolar genelde yük altında
kademe değiştirilebilen, generatör yükseltici trafoları
ise yük altında kademe değiştirilemeyen türdendir.
EES 455 - 04.10.2011
9
Kademe Değiştirici ve Reaktif Güç

Kademe değiştiriciler, trafo sarım sayılarını
değiştirerek gerilimi kontrol ederler. Trafo
sarım oranı değiştiğinde trafodaki reaktif güç
akışı değişir. Gerilimin değişmesi için reaktif
güç akışının değişmesi gerekir.
EES 455 - 04.10.2011
10
345/138 kV nominal gerilimli trafo 138 kV
kademesinde, trafonun kaybı 3 MVAr
Trafo kademesi 142,3 kV konumuna
yükseltiliyor. Ancak kademe karşılığı 4,3 kV
artmasına rağmen sekonder gerilim 3 kV
artıyor. Kademe değişikliğinin gerilime etkisi,
trafonun bağlı olduğu güç sisteminin kuvvetine
göre değişir. Bir başka deyişle, trafonun
sistemdeki konumu ve güç sisteminin o andaki
durumu gerilimin ne kadar değişeceğini etkiler.
Eğer primer taraf zayıf ise (reaktif güç rezervi
yetersiz) kademe değişikliği neticesinde
sekonder tarafta gerilim artışı olmayabilir.
Kademe 151,8 konumuna yükseltiliyor. Ancak
sekonderdeki gerilim 146 kV seviyesine
yükselebiliyor. Primer gerilimi 3 kV düşüyor.
Kademe değişimi ne kadar büyük ve primer taraf
ne kadar zayıf ise primer taraftaki gerilim
düşümü o oranda fazla olur.
EES 455 - 04.10.2011
11
Trafolarda Sirkülasyon Akımı
Paralel çalışan trafolar, farklı gerilim
kademe pozisyonlarında
çalıştıklarında, trafolar arasında
sirkülasyon reaktif akımı, dolayısıyla
da sirkülasyon reaktif güç akışı
oluşur.
(b) durumunda A trafosunun
kademesi B’ye göre %5 düşük değere
ayarlanmıştır.
EES 455 - 04.10.2011
12
…Trafolarda Sirkülasyon Akımı

Paralel çalışan trafolar, farklı gerilim kademe pozisyonlarında
çalıştıklarında, trafolar arasında sirkülasyon reaktif akımı, dolayısıyla da
sirkülasyon reaktif güç akışı oluşur.

Sirkülasyon reaktif gücü, trafoların daha fazla yüklenmelerine ve
kayıplarının artmasına neden olur.

Eğer trafoların empedansları farklı ise sirkülasyon reaktif gücünün
oluşmasını önlemek için trafolar bilinçli olarak farklı kademe
pozisyonlarında çalıştırılabilir.

Normalde trafoların farklı kademelerde çalıştırılmasından kaçınılması
gerekir. Ancak, sistem restorasyonu gibi bazı özel durumlar esnasında,
trafolardaki MVAr kayıplarını arttırmak için bilinçli olarak farklı kademeler
ayarlanabilir. Böylece sistem geriliminin bir-kaç kV düşmesi sağlanabilir.

Ayrıca bazı kritik durumlarda, farklı empedanslı trafolardaki yüklenme
oran farklılığını gidermek amacıyla da farklı kademe ayarlaması yapılabilir.
EES 455 - 04.10.2011
13
Generatörlerin Gerilim Kontrol İşlevi




Generatörler gerilim kontrolünün temel yapı
taşlarıdır.
Güç sistemlerinin gerilim profilinin kontrol
edilebilmesi için generatörlerin ikaz sistemleri
kullanılır.
İkaz sistemi, generatörün terminal gerilimini ve
MVAr üretimini kontrol eder.
Otomatik gerilim regülatörü, ölçtüğü generatör
terminal gerilimi ile gerilim set değerini karşılaştırır.
Eğer ölçülen gerilim set değerinden düşük ise rotor
sargılarına uygulanan DC ikaz akımını arttırır, yüksek
ise azaltır.
EES 455 - 04.10.2011
14
İKAZ KONTROL SİSTEMİ
BLOK DİYAGRAMI
Hedef
Voltaj
Voltaj
Regülatör
İkaz
EFD
Ölçülen Voltaj
(Terminal Voltaj)
EES 455 - 04.10.2011
15
Reaktif Yüklenme Eğrileri



Her generatörün tasarımı ile ilgili MVAr yüklenme kapasitesi
özel bir eğri ile gösterilir.
Bir generatör düşük ikazlı bölgede çalışırken (sistemden
reaktif çekerken), sıfır noktasından uzaklaştıkça güç sistemi ile
arasındaki manyetik bağ zayıflar. Generatörün manyetik bağı
zayıfladığında, sistemle senkronizasyonunun kaybolması
ihtimali artar. Bu durumun oluşmaması için genelde
generatörlerin sözkonusu bölgede çalışmasını önleyici koruma
sistemleri mevcuttur.
Generatörlerin reaktif kapasite limitleri, genellikle termal
(ısısal) nedenlerden kaynaklanır. Bu nedenle sistem gerilimi
arttıkça, akım şiddeti düşeceğinden generatörün reaktif
kapasitesi de artar.
EES 455 - 04.10.2011
16
Şebekeye Reaktif
Güç Basıyor
Aşırı ikaz
Rotor
ısınma
sınırı
Aşırı ikaz
limiti
GENERATÖR
YÜKLENME
EĞRİSİ
Şebeke
Normal / Aşırı
İkaz Çalışma
Stator
ısınma
sınırı
Şebekeye Aktif
Güç Basıyor
Düşük
ikaz limiti
Düşük ikaz
Stabilite
Şebekeden Reaktif Çekirdek sınırı
ısınma
Güç Çekiyor
EES 455 - 04.10.2011
sınırı
Düşük İkaz
Çalışma
Şebeke
17
(b)
(a)
Generatörlerin reaktif kapasitesi (özellikle düşük ikaz yönünde), generatörün soğutma
sisteminin kapasitesi ile doğrudan bağlantılıdır. Bu nedenle genel olarak hidrolik santral
ünitelerinin (b) –MVAr kapasitesi termik santral ünitelerine (a) göre daha fazla olur.
EES 455 - 04.10.2011
18
Senkron Kompansatör
Bazı generatörler (özellikle hidrolikler)
senkron kompansatör olarak çalıştırılabilir.
Generatör bu modda sistemden az bir miktar
aktif güç çekerken ikaz akımı değiştirilerek
sistemden çekilen veya sisteme verilen reaktif
güç değiştirilir.
 Generatörler kompansatör modunda
çalıştırıldıklarında, sisteme daha fazla reaktif
kapasite sağlayabilirler.

EES 455 - 04.10.2011
19
Sistem Gerilimi Yükseltici Manevralar






Mevcut sistem teçhizatının (hatlar, trafolar vb.) tümünün
serviste olduğu kontrol edilir. Örneğin bir hat gerilimi
düşürmek amacıyla ya da bakım için servis harici olabilir)
Şönt reaktörler servis harici edilir.
Şönt ve seri kapasitörler servise alınır.
Trafo kademeleri ayarlanır.
Bölgedeki ve komşu sistemlerdeki generatörlerden daha fazla
+MVAr talep edilir
Bölgedeki generatörlerin çıkış güçlerinin dağılımı
değiştirilebilir. Örneğin, yük akışını değiştirmek için bir
santraldan yük düşerken diğer santralın yükü arttırılabilir.
EES 455 - 04.10.2011
20
Sistem Gerilimini Düşürücü Manevralar
Şönt ve seri kapasitörler servis harici edilir
 Reaktörler servise alınır
 Trafo kademeleri ayarlanır
 Bölgedeki generatörlerden daha fazla –MVAr
talep edilir.
 Komşu sistemlerden destek talep edilir.
 Düşük MW yüklü ve yüksek MVAr üreten
hatlar (sistem güvenliğini azaltmayacak ise)
açılır.

EES 455 - 04.10.2011
21
EES 455 - 04.10.2011
22
Karakteristik Empedans (Surge Impedance) :
Naturel Yük (Surge Impedance Load) :
EES 455 - 04.10.2011
23

ÖRNEKLER
EES 455 - 04.10.2011
24
Örnek-1
EES 455 - 04.10.2011
25
Örnek-2
EES 455 - 04.10.2011
26
… Örnek-2
EES 455 - 04.10.2011
27