Yılmaz Veli ÖZKALDI
Transkript
Yılmaz Veli ÖZKALDI
KONU: ELEKTRİK SUNUM YAPAN: Yılmaz Veli ÖZKALDI HİDROELEKTRİK SANTRAL 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 JENERATÖR Jeneratörler, kısaca türbin milinden aldığı mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren makinalardır. Jeneratör kapasitesi (kVA cinsinden), net düşü ve debiye bağlı olarak hesaplanan türbin gücü, jeneratör güç faktörü ve öngörülen jeneratör verimi göz önüne alınarak belirlenir. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 Güç faktörü, büyük, orta ve küçük güçlü jeneratörlerde sırasıyla 0.95/ 0.9/ 0.85 değeri alınarak hesaplara katılır. Jeneratör gerilimini belirlerken ekonomik değerlendirme yapılmalıdır. Yüksek seçilen gerilim değerleri sargıların izolasyonunu ve ısı iletimini, dolayısıyla generatörün ağırlığını ve dolayısıyla fiyatı artacaktır. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 GERİLİM SEVİYESİ Bu yüzden tüm bu faktörler göz önüne alınarak nominal gerilim tespit edilir. SN ≤ 3 MVA 3 MVA < SN ≤ 10 MVA 10 MVA < SN ≤ 40 MVA 40 MVA < SN ≤ 100 MVA SN > 100 MVA 0,4 – 6,3 kV 6,3 kV 11 kV 13.8 kV >14,4 kV 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 KAYIP VE VERİM Jeneratörler için kısmi yüklerde (%20, %40, %60, %80 ve %100) kayıpları ve bunlara tekabül eden verimler değerlendirilir. Bir jeneratörün kayıpları aşağıda sıralanmıştır. Stator ve rotor sargı dirençlerinden ileri gelen bakır kayıpları, Jeneratörün yatak sürtünmeleri ve devrinden dolayı oluşan sürtünme ve rüzgar kayıpları, Histerezis ve fuko akımlarından kaynaklanan makinanın manyetik alandaki nüve kayıpları. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 Bir jeneratörün verimi % olarak ifade edilir. % verim: 100 x Jeneratörden alınan güç Jeneratörden alınan güç +kayıplar Jeneratör verimi genel olarak güce bağlı olarak % 96.5 - 98.5 arasında değişmektedir. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 İKAZ SİSTEMİ İkaz sistemleri, jeneratör alan sargıları için gerekli olan doğru akımı sağlar, miktarını düzenler ve tüm güç düzenleyici kontrol ve koruyucu devreleri ihtiva ederler. İkaz sistemi, jeneratör kontrol sisteminin bel kemiğidir. Hidroelektrik Jeneratörler de aşağıdaki ikaz sistemleri kullanılmaktadır: • Döner tip ikaz sistemleri (fırçalı veya fırçasız) • Statik ikaz sistemleri 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 JENERATÖR BÖLÜMLERİ STATOR: Kaynaklı çelik konstrüksiyondan imal edilmiş ve santral binasının bir parçası olarak betona yerleştirilmiş bir taban plakasından meydana gelen bir çerçeve ile stator nüvesi ve stator sargılarından oluşur. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 Stator nüvesi yüksek kalitede aşınmaz, her iki yüzü ince silisli çelik saçlardan imal edilir. Saçlar daha sonra düzgün bir şekilde dizilir ve her iki ucundan kırlangıç tip cıvatalarla tutturulur. Stator nüvesindeki havanın düzgün bir şekilde akmasını ve sürtünme kayıplarını minimize edecek şekilde hava boşlukları bırakılır. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 ROTOR: Kutuplar, rotor çemberi, rotor örümceği, rotor sargısı, sönümleme sargısından oluşur. Rotor kutup parçaları için yüksek dereceli soğuk işlemden geçmiş ince çelik saçlar basınç altında dizilir ve kırlangıç yada t şeklinde geçmelerle rotor rimine bağlanır. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 Rotor çemberi yekpare bir yapı oluşturmak üzere yüksek dayanımlı soğuk işlemden geçmiş ince çelik saçlardan imal edilir. Radyal, kapalı soğutma sisteminin gerektirdiği soğutma havası pasajları için yeterli hava deflektörleri temin edilir. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 JENERATÖR YATAKLARI: Taşıyıcı yataklar jeneratörün dönen kısımlarının ağırlığını ve hidrolik basıncı karşılayacak kapasitede imal edilir. Genellikle iki parçadan oluşan segmentler halindeki pabuçlar yay yada pivot denen bir mil üzerinde desteklenir ve üniform olarak yüklenir. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 Yataklar yağının soğutulması, yatak yağ haznesinin içine monte edilen su soğutucuları ile sağlanır. Genellikle soğutma suyu serpantinleri yağ haznesi içinde bulunur. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 Jeneratörün ilk çalıştırılması sırasında yataklarda bir film tabakası oluşturmak üzere motorla tahrik edilen yüksek basınçlı yağ pompaları, boruları ve gerekli kumanda teçhizatı ile birlikte temin edilirler. Yağ pompaları hem AC hem de DC kaynağından beslenen pompalar olmak üzere iki set olarak sağlanır. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 FREN SİSTEMİ: Fren sistemi, jeneratör nominal hızının yaklaşık olarak % 30 kadarı olan bir hızdan itibaren 5 dakika içinde durabilecek şekilde boyutlandırılır. Fren sistemi, boyutlandırılırken türbin kaçak döndürme momenti de göz önünde tutulmalıdır. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 NÖTR DİRENCİ Faz toprak arızalarında jeneratör ve yardımcı teçhizat üzerinde aşırı gerilimleri sınırlamak ve toprak arıza rölesinin çalışması için nötr direnci kullanılır. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 BARA KESİTİ 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 AKKÖPRÜ SANTRALI JENERATÖR ÇALIŞMA EĞRİSİ 65 MVA, 13.8 kV, 214.3 d/d 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 TRANSFORMATÖRLER Transformatörler; elektromanyetik endüksiyon yolu ile elektrik enerjisini, aynı frekansta fakat farklı gerilim ve akımda, bir veya birkaç devreye dönüştüren ve hareket eden parçası olmayan statik bir makinedir. Transformatörler, genellikle elektriğin iletim ve dağıtım aşamalarında, elektriğin üretildiği santrallerde jeneratör gerilimini yükseltmek için kullanılır. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 Transformatörlerin primer sargı gerilimi bağlı olduğu generator gerilimine, sekonder sargı gerilimi ise bağlanacağı sistem gerilimine göre seçilir. Transformatörler gerilim regülasyonunu karşılamak üzere yüksek gerilim sargısı beş (5) kademe olarak ( 2x2.5%) yüksüz kademe değiştirici ile donatılır. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 Transformatörlerin anma kapasitesine jeneratör çıkış gücü ile karşılaştırılarak karar verilir. Transformatör nominal kapasiteleri bağlı olduğu jeneratör kapasiteleri, genel olarak aynı alınır. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 İÇİHTİYAÇ TRANSFORMATÖRÜ 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 SANRAL OTOMASYONU Hidroelektrik santrallar uzun yıllar boyunca hizmet verecek biçimde tasarlanmaktadır. Güvenli ve kaliteli elektrik enerjisinin sağlanması, ancak iyi planlanmış kontrol, kumanda ve koruma sistemi ile sağlanabilir. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 Santral otomasyonu içerisinde kontrol, ölçüm ve korumayı kapsayan sistemler bütünüdür. Arızaya müdahale süresi santral otomasyonu sistemi sayesinde en aza indirilmektedir. Tesisteki geçmişte yapılan tüm işlemler otomasyon sistemi hafızasında saklanacağından, bu bilgiler istenildiğinde geriye dönük incelenebilir ve enerji verimliliği gelecekte azami düzeye çıkarılabilir. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 SANTRAL KONTROL SİSTEMİ Kontrol sistemi; otomatik işletme için gerekli olan sensörleri, tahrik mekanizmalarını ve otomasyon ünitelerini ihtiva eder. Üniteler lokal olarak veya bir kontrol merkezinden işletmek mümkündür. Kontrol merkezinden santralın bütün bölümleri izlenebilir ve bütün temel kontrol fonksiyonları bilgisayar klavyesinden gerçekleştirilir. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 ÜNİTE DEVREYE ALMA SIRALAMASI • Stop • Start • İkazlama • Paralele alma • Yük alma 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 NORMAL DURDURMA SIRALAMASI Aktif ve reaktif güç kademeli olarak sıfıra doğru azaltılır ve kesici açtırılır. İkaz kesicisi açtırılarak otomatik gerilim regülatörü devre dışı bırakılır. Ayar kanatları tamamen kapatılır. Giriş vanası tamamen kapatılır. Frenler otomatik olarak devreye girer. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 HIZLI DURDURMA SIRALAMASI Mekanik arızalar sonucu çabuk durdurma rölesinin operasyonu dolayısıyla ünite aşağıda belirtilen sıralamaya uygun olarak durdurulur. Ayar kanatları ve giriş vanası aynı anda kapanmaya başlar. Ayar kanatlarının tamamen kapanması durumunda ünite kesicisi ve ikaz kesicisi açtırılır. Frenler otomatik olarak devreye girer. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 ACİL DURDURMA SIRALAMASI Elektriki arızalar sonucu acil durdurma rölesinin operasyonu dolayısıyla ünite aşağıda belirtilen sıralamaya uygun olarak durdurulur. Ünite kesicisi derhal açtırılır, ayar kanatları ve giriş vanası aynı anda kapanmaya başlar. Ünite kesicisinin açtırılmasıyla aynı anda ikaz kesicisi de açılır. Frenler otomatik olarak devreye girer. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 YÜKSÜZ İKAZSIZ ÇALIŞMA Ünite kesicisi derhal açtırılır, ayar kanatları yüksüz çalışma için belirlenen açıklığa doğru kapanmaya başlar. Ünite kesicisinin açtırılmasıyla aynı anda ikaz kesicisi de açılır. Ünite yüksüz ve ikazsız durumda çalışmaya devam eder. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 İÇİHTİYAÇ SİSTEMİ Bir hidroelektrik santralın iç ihtiyaç sistemi alternatif Akım (AC) ve Doğru Akım (DC) sistemlerinden oluşmaktadır. Elektrik ekipmanı için gerekli iç ihtiyaç enerjisi, 400 V AC ve 110 V DC oluşur. Acil durumlar için, dizel-jenerator tesis edilir. Dizel-jenetrator sisteminden öncelikli fiderler beslenir. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 Alçak gerilim 400 V AC, ünite ihtiyaçları ve genel ihtiyaçlar için gerekli enerjiyi sağlamaktadır. İç ihtiyaç sistemi kapsamında; pompalar, motorlar, kompresörler, aydınlatma, ısıtmahavalandırma ve klima, ısıtıcılar, fanlar, vs. sayılabilir. DC sistemi kapsamında; yedek pompalar, acil ihtiyaç aydınlatma, koruma röleleri, bilgisayarlar ve santral otomasyon sistemi vb. sayılabilir. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 AC İÇ İHTİYAÇ SİSTEMİ TEKHAT DİAGRAMI 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 DC İÇ İHTİYAÇ SİSTEMİ TEK HAT DİAGRAMI 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 ŞALT SAHASI Şalt sahaları, santralda üretilen elektrik enerjisinin ulusal şebekeye aktarıldığı veya enerji alış verişinin yapıldığı noktalardır. Şalt sahaları güvenli bir manevra ve elektrik güç akışını sağlayacak teçhizatlar ve yardımcı cihazları içerir. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 Bir şalt sahası tesisinin tasarlanması; mevcut saha koşulları, güvenli bir işletme ve bakım kolaylığı gibi konular dikkate alınarak en ekonomik çözüm araştırılmak suretiyle belirlenir. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 Açık ve kapalı olmak üzere iki tip şalt sahası vardır. Genelde 36 kV gerilim seviyesinde kapalı tip şalt sahası tasarımı yapılır. 154 kV ve 380 kV gerilim seviyelerinde açık tip şalt sahası tasarımı yapılır. Yer durumunun müsait olmadığı durumlarda bu gerilim seviyesinde de kapalı tip şalt (GIS Sistemi) tasarımı yapılabilir. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 Şalt sahası gerilim seviyesi, santralın kurulu gücüne göre TEİAŞ tarafından belirlenir. TEİAŞ’ın talebi doğrultusunda; fider sayısı, bara düzeneği ve gerilimin seviyesine göre şalt sahası projelendirilir. ŞALT SAHASI YERLEŞİM PLANI 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 AYDINLATMA Baraj ve hidroelektrik santralların aydınlatması, iç ve dış aydınlatma, acil durum aydınlatmasını kapsamaktadır. Aydınlatılacak mahallerin (santral binası, şalt sahası, kret, ulaşım yolları gibi ) aydınlık şiddeti hesabı seçilen armatüre ve mahallin özelliklerine göre istenilen lux değerlerini sağlayacak şekilde yapılır. Nemli ortamlarda etanj armatürler, akü odasında aside dayanıklı armatürler kullanılır. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 Aydınlatma projeleri, aydınlık şiddeti hesabını, komple dağıtım şemasını, kolon şemasını, kablo kesit hesabını, kablo kesitinin akım taşıma ve gerilim düşümü yönünden kontrolünü, kablo kanalları, dağıtım panolarını, anahtar yerlerinin gösterimini, buatları, linyeleri, bütün armatürleri, lambaları, prizleri, aydınlatma direkleri, sistemi tamamlayıcı diğer bütün malzeme ve aksesuarları içerir. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 Normal aydınlatma için besleme, iç ihtiyaç trafolarından400/220 V, 3-faz, 50 Hz, doğrudan topraklı dört telli güç kaynağından olacaktır. Acil durum aydınlatması, genel aydınlatmada bir arıza oluştuğu zaman, can güvenliği açısından bir tehlike oluşmaması için gerekli miktarda aydınlatma sağlayan, bir grup armatür ve armatürlere bağlı cihazlardan oluşur. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 TOPRAKLAMA Elektrik tesislerinde, gerilim altında olmayan bütün iletken tesisat kısımlarının uygun iletkenlerle toprak içindeki iletkenlerle irtibatlandırılmasına “Topraklama” denir. Topraklama, bir izolasyon hatasının baş göstermesi veya yıldırım düşmesi halinde meydana gelecek olan adım ve dokunma gerilimlerinin insan hayatını tehlikeye sokacak seviyede olmasını önlemek veya bu tehlikeli gerilimleri tamamen ortadan kaldırmak için yapılır. Böylece bir taraftan insan hayatı emniyete alındığı gibi diğer taraftan da işletme emniyeti şartları sağlanmış olur. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 TOPRAKLAMA SİSTEMİNİN TASARIM ESASLARI • Topraklama yapılacak yerin toprak özgül direncinin () ölçümü, • Kısa devre akımının hesabı veya tespiti, • Topraklama sisteminde kullanılacak olan bakır iletkenin kesitinin tespiti, • Topraklama ağı proje taslağının hazırlanması, • Topraklama direncinin hesaplanması, • Topraklama ağı, adım ve dokunma geriliminin kontrolü, • Sistem eşdeğer direncinin ölçümü, 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 Topraklama sisteminde kullanılacak iletken kesiti en az 95 mm2 örgülü bakır olmalıdır. Gerilim altında bulunmayan tüm metalik aksam topraklama ağı ile irtibatlandırılmalıdır. Şalt sahasında topraklama ağı, tel fensin 1 m. dışından geçecek şekilde projelendirilmelidir. İletkenlerin birbirleriyle bağlantısı termo kaynak ile yapılmalıdır. 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 TERMOKAYNAK BAĞLANTISI 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 TOPRAKLAMA KAYNAK POTASI 1) Saç kapak 2) Tutuşturucu 3) Grafit pota 4) Kaynak tozu 5) Kaynak tutucu pulu 6) Kanal 7) Kaynak boşluğu 8) Kablo 9) Topraklama çubuğu 1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012 SİSTEM TOPRAKLAMA DİRENCİ Topraklama sistemi tamamlandıktan sonra ölçüm yapılmalıdır. 380 kV sistemler için 0,5 veya daha küçük, 154 kV sistemler için 1,0 veya daha küçük, 36 kV sistemler için 2,0 dan küçük olmalıdır. Ölçüm sonucu, yukarıda belirtilen değerlerin sağlanamaması durumunda ilave topraklama yapılmalıdır. İlginize teşekkür ederim…