Şalt Cihazlarının Tanıtımı

Şalt cihazları, belirli bir plana göre birincil ve ikincil ekipmanlardan bir araya getirilmiş, esas olarak devreleri ve ekipmanları kontrol etmek ve korumak için kullanılan eksiksiz bir güç dağıtım cihazları setidir. Şalt cihazları, gelen ve giden hatların gerilim seviyelerine göre yüksek gerilim şalt cihazları (sabit tip ve el arabası tipi) ve düşük gerilim şalt cihazları (sabit tip ve çekmeceli tip) olarak ikiye ayrılabilir.
Yüksek gerilim şalt cihazlarının yapısı kabaca benzer olup, esas olarak bara odası, devre kesici odası, ikincil kontrol odası (enstrüman odası) ve besleme odasına ayrılır. Her oda arasında genellikle çelik levha izolasyonu bulunur. Alçak gerilim şalt cihazları ise esas olarak bileşenlerin montaj yöntemine göre sınıflandırılır.

KYN28A-12 zırhlı orta montajlı yüksek gerilim şalt cihazı

GGD alçak gerilim sabit şalt panosu

MNS alçak gerilim çekmeli şalt panosu

KYN61-40.5 Zırhlı Sökülebilir Metal Muhafazalı Şalt Cihazı

GCK alçak gerilim çekmeli şalt panosu

İç bileşenler arasında şunlar bulunur: bara (busbar), devre kesici, geleneksel röle, entegre röle koruma cihazı, ölçüm cihazı, izolasyon bıçağı, gösterge lambası, topraklama bıçağı vb.

1. Gelen hat kabini, aynı zamanda güç alma kabini olarak da adlandırılır. Elektrik enerjisini şebekeden (gelen hattan bara) almak için kullanılan bir cihazdır. Genellikle devre kesiciler, akım transformatörleri (CT), gerilim transformatörleri (PT), izolasyon bıçakları ve diğer bileşenlerle donatılmıştır.

2. Çıkış panoları, besleme panoları veya güç dağıtım panoları olarak da adlandırılır. Elektrik enerjisini (ana hattan her bir çıkış hattına) dağıtmak için kullanılan ekipmanlardır ve genellikle devre kesiciler, akım transformatörleri (CT), gerilim transformatörleri (PT), izolasyon bıçakları ve diğer bileşenlerle donatılmıştır.

3. Otobüs bağlantısı
Bu cihaza ayrıca bara kesici kabini de denir. İki bara bölümünü (baradan baraya) birbirine bağlamak için kullanılan bir cihazdır. Bara bağlantısı, genellikle tek bara bölümü ve çift bara sistemlerinde, kullanıcıların farklı çalışma modlarını seçme gereksinimlerini veya garantilerini karşılamak için kullanılır. Arıza durumunda seçici yük kaldırma işlemi gerçekleştirilir.

4. PT gerilim transformatör kabini genellikle bara gerilimini tespit etmek ve koruma fonksiyonunu gerçekleştirmek için doğrudan bara üzerine monte edilir. İçerisine esas olarak gerilim transformatörü (PT), izolasyon bıçağı, sigorta ve parafudr vb. yerleştirilir.

5. İzolasyon kabini, bara hatlarının her iki ucunu izole etmek veya güç alıcı ekipmanı güç kaynağı ekipmanından izole etmek için kullanılır. Operatörün bakım ve onarım işlemlerini kolaylaştırmak için görünür bir uç nokta sağlayabilir. İzolasyon kabini yük akımını kesme ve açma özelliğine sahip olmadığından, ona bağlı devre kesici kapalıyken izolasyon kabininin el arabası itilemez veya çekilemez. Genel uygulamalarda, operatörün yanlış kullanımını önlemek için devre kesicinin yardımcı kontağı ile izole el arabası arasında bir kilitleme mekanizması kurulması gereklidir.

6. Kondansatör kabini, güç şebekesinin güç faktörünü iyileştirmek veya reaktif güç kompanzasyonu için kullanılan kompanzasyon kabini olarak da adlandırılır. Başlıca bileşenleri, paralel bağlı kondansatör grupları, anahtarlama kontrol devreleri ve sigortalardır. Elektrikli cihazları korur. Genellikle giriş kabiniyle paralel olarak kurulur, bir veya daha fazla kondansatör kabini paralel olarak çalıştırılabilir. Kondansatör kabini güç şebekesinden ayrıldıktan sonra, kondansatör bankasının deşarj işlemini tamamlaması biraz zaman aldığı için, kabin içindeki bileşenlere, özellikle de kondansatör bankasına doğrudan dokunulmamalıdır; güç kesildikten sonra belirli bir süre içinde (kondansatör bankasının kapasitesine bağlı olarak, örneğin: 1 dakika), kondansatöre aşırı gerilimden zarar vermemek için yeniden kapatılmamalıdır. Otomatik kontrol fonksiyonları gerçekleştirilirken, bir kondansatör grubunun diğer gruplar nadiren açılıp kapanırken hasar görmesini önlemek için her bir kondansatör grubu için anahtarlama sürelerinin makul bir şekilde dağıtılmasına dikkat edilmelidir.

7. Ölçü dolabı

Esas olarak elektrik enerjisi (kWh) ölçümünde kullanılır ve yüksek gerilim ile düşük gerilim olmak üzere ikiye ayrılır. Genellikle izolasyon şalteri, sigorta, akım trafosu (CT), gerilim trafosu (PT), aktif watt-saat sayacı (geleneksel sayaç veya dijital sayaç), reaktif watt-saat sayacı, röleler ve diğer bazı yardımcı ikincil ekipmanlarla (yük monitörleri vb.) birlikte kurulur.
8. GIS kabini, aynı zamanda kapalı kombine elektrik kabini olarak da adlandırılır; devre kesiciler, ayırıcı anahtarlar, topraklama anahtarları, akım trafoları, gerilim trafoları, parafudurlar, bara sistemleri vb. bileşenlerin metal bir gövde içinde kapalı bir şekilde bir araya getirilmesi ve fazlar ile toprak arasına iyi yalıtım ve ark söndürme özelliğine sahip bir gaz (genellikle kükürt heksaflorür SF6 kullanılır) yerleştirilmesiyle oluşturulur. Yüksek gerilim ve yüksek kapasiteli elektrik şebekeleri için uygundur ve güç dağıtımı ve kontrolünde kullanılır.
9. Devre kesici normal çalışırken (özel uygulamalar hariç) kapalı durumdadır ve devre bağlıdır. Otomatik kontrol veya koruma kontrolü işlemleri gerçekleştirilirken, devre kesici, kapsamlı koruma cihazının kontrolü altında devreyi kesmek veya bağlamak için çalıştırılabilir. Devre kesici, yalnızca normal yük akımını açıp kapatmakla kalmaz, aynı zamanda belirli bir süre boyunca (normal çalışma akımının birkaç hatta onlarca katı) kısa devre akımına da dayanabilir, kısa devre akımını kesebilir ve arızalı devreleri ve ekipmanları kesebilir. Bu nedenle, devre kesicinin ana işlevi devreyi kesmek ve açmaktır (normal akımı kesme ve açma, kısa devre akımını kesme dahil). Çünkü devreyi kesme ve kapatma sürecinde, devre kesicinin hareketli kontağı ile statik kontağı arasında kaçınılmaz olarak bir ark oluşur. Kontakları korumak, kontak malzemesi kaybını azaltmak ve devreyi güvenilir bir şekilde kesmek için, arkı mümkün olan en kısa sürede söndürmek için önlemler alınmalıdır. Bunlardan biri, devre kesicinin dinamik ve statik kontaklarını doldurmak için farklı ark söndürme ortamları kullanmaktır. Farklı ark söndürme ortamlarına göre devre kesiciler şu şekilde sınıflandırılabilir: yağlı devre kesiciler (daha fazla yağ, daha az yağ), kükürt heksaflorür (SF6) devre kesiciler, vakumlu devre kesiciler, hava devre kesiciler vb. Projede sıklıkla karşılaştığımız yüksek ve düşük gerilim şalt cihazlarındaki ana birincil ekipman devre kesicidir. Devre kesicinin hareketli ve statik kontakları genellikle ark söndürme ortamıyla dolu bir kap içinde bulunduğundan, devre kesicinin açma ve kapama durumu doğrudan değerlendirilemez; genellikle devre kesicinin yardımcı cihazları (açma ve kapama konum göstergeleri vb.) aracılığıyla değerlendirilir.

10. İzolasyon bıçağı

İzolasyon bıçağı (veya izolasyon şalteri), belirgin kırılma nedeniyle bağlantıyı veya bağlantı kesilmesini tespit edebilir. Esas olarak, hatların ve ekipmanların güvenli bakımını sağlamak için yüksek voltajlı güç kaynağını izole etmek için kullanılır. Kesilebilecek akım çok küçüktür (genellikle sadece birkaç amper). Özel bir ark söndürme cihazı bulunmadığından, arıza akımını ve normal çalışma akımını kesmek için kullanılamaz ve yük altında kesme işlemi yapılmasına izin verilmez.

11. Sigorta

Sigorta, basit bir devre koruma elektrikli cihazıdır. Çalışma prensibi, sigortadan geçen akım belirli bir süre boyunca belirli bir değere ulaştığında veya bu değeri aştığında, kendi kendine eriyerek devreyi kesmesidir. Çalışma prensibi basittir, kurulumu kolaydır, genellikle tek başına kullanılmaz, çoğunlukla diğer elektrikli cihazlarla birlikte kullanılır. Başlıca çalışma özellikleri: Birincisi, akımın belirli bir değere ulaşması gerekir; bu, sigorta fabrikadan çıkmadan önce belirlenmiştir ve değiştirilemez; ikincisi, akımın belirli bir değere ulaşmasından sonra belirli bir süre geçmesi gerekir; bu da üretici tarafından belirlenmiştir ve değiştirilemez. Ancak gecikmeli çalışma, hızlı çalışma, ultra hızlı çalışma vb. birçok çeşidi vardır; üçüncüsü, çalışma sonrasında gövdesi hasar görür ve tekrar kullanılamaz, değiştirilmesi gerekir; sigortanın atıp atmadığı, sigorta göstergesinden veya erime belirtisinden anlaşılabilir; yaygın olarak kullanılan sigortalar ve sigorta tüpleri bu kategoriye giren elektrikli cihazlardır.

12. Yük anahtarı
Yük şalteri basit bir ark söndürme cihazına sahiptir. Ark söndürme ortamı genellikle havadır ve belirli akımları ve aşırı akımları bağlayıp kesebilir, ancak kısa devre akımlarını kesemez ve kısa devre arızalarını gidermek için kullanılamaz. Bu nedenle, bir devre kesicinin yerine sadece yük şalteri kullanmak kesinlikle yasaktır; eğer yük şalteri kullanılacaksa, yukarıda bahsedilen yüksek gerilim sigortasıyla birlikte kullanılmalıdır (aslında, proje maliyetini düşürmek için basit aşırı yük koruması için genellikle sigorta ve yük şalteri seri olarak kullanılır). Yük şalteri, izolasyon bıçağına benzer ve belirgin bir ayırma aralığına sahiptir; bu sayede devrenin açık veya kapalı durumda olup olmadığı kolayca anlaşılabilir.

13. Transformatör

Basitçe söylemek gerekirse, transformatör, farklı voltaj seviyelerinin (aslında elektrik enerjisinin) dönüştürülmesini sağlamak için alternatif elektromanyetik alanlar kullanan bir cihazdır ve dönüşümden önce ve sonra voltajın frekansı değişmez. Kullanım amacına göre güç transformatörleri, doğrultucu transformatörler, voltaj regülatörleri, izolasyon transformatörleri ve akım transformatörleri, gerilim transformatörleri vb. gibi birçok çeşidi vardır. Proje sahasında sıklıkla karşılaştığımız transformatör ise güç transformatörüdür.
Transformatörle ilgili başlıca teknik parametrelerden bazıları şunlardır: ① Nominal kapasite: Transformatörün nominal çalışma koşullarındaki nominal çıkış kapasitesini ifade eder (U×I'ye eşittir, KVA cinsinden); ② Nominal gerilim: Yüksüz, nominal kademe gerilimi, terminal gerilimi; ③ Yüksüz kayıp: Yüksüz durumda transformatörün kaybı (demir kaybı olarak da adlandırılır); ④ Yüksüz akım: Yüksüz durumda, primer taraftaki bobinden geçen akım değeri; ⑤ Kısa devre kaybı: Primer taraftaki nominal akım ile sekonder taraftaki kısa devreden kaynaklanan kayıp (esas olarak bobin direncinden kaynaklanır); ⑥ Kademe (tap) kavramı: Elektrik şebekesi işletiminin ihtiyaçlarını karşılamak için, genel transformatörlerin yüksek gerilim tarafında kademeler bulunur ve bu kademelerin gerilim değerleri nominal gerilimin yüzdesi olarak ifade edilir, buna kademe gerilimi denir. Örneğin, yüksek gerilimli 10 kV'luk bir transformatörün ±%5 kademesi vardır; bu da transformatörün üç gerilim seviyesinde çalışabileceği anlamına gelir: 10,5 kV (+%5), 10 kV (nominal), 9,5 kV (-%5). Genel olarak, yük altında kademe değiştirme transformatörünün kademe sayısı daha fazladır, örneğin 7 kademe (±%3 × %2,5) ve 9 kademe (±%4 × %2). Kademe değiştiricinin senkronize anahtarlaması tam olarak garanti edilemediğinden, yük altında kademe değiştirme transformatörleri genellikle paralel olarak çalıştırılamaz. ⑦ Aktif yük: Güç sisteminde makine enerjisi veya ısı enerjisi üreten yük. Ancak yükteki tamamen dirençli yükler yalnızca aktif güç tüketir; örneğin elektrikli ısıtma, elektrikli fırın, aydınlatma ve diğer elektrikli yükler tamamen aktif yüklerdir. Asenkron motorların ve senkron motorların yükü hem aktif güç hem de reaktif güç tüketir. Bunlar arasında, iş yaparak makine enerjisi üreten kısım aktif yüktür. Aktif yük, jeneratörün aktif gücüyle karşılanmalıdır. ⑧ Reaktif güç yükü: Elektrik yükünün iş yapmayan kısmıdır. Reaktif güç yalnızca endüktif yüklerde tüketilir. Örneğin: transformatörler, motorlar, klimalar, buzdolapları vb. Bu nedenle, jeneratör aktif güç üretirken aynı zamanda reaktif güç de sağlaması gerekir. Reaktif güç şebekeyi karşılayamadığında, sistemin voltajı düşer. Kullanıcıların ihtiyaçlarını karşılamak için, voltaj seviyesinin korunabilmesi amacıyla, trafo merkezine reaktif güç dengesini sağlamak için bir reaktif güç kompanzatörü kurulmalıdır. ⑨ Kaza rezervi: Güç sistemindeki yedek kapasitenin bileşenlerinden biridir. Güç üretim ekipmanında güç kaynağını etkileyebilecek geçici veya kalıcı arızalar olabileceğinden, sistemin güç tesislerinin güvenliğini sağlamak için belirli sayıda kaza yedek güç kaynağı ile donatılması gerekir. ⑩Sistem Sökülmesi: Sistemin senkronizasyonunu kaybetmesini ve kazara genişlemeyi önlemek için, güç sistemi tamamen birkaç bağımsız sisteme ayrılır ve artık senkronize olarak çalışmaz. Bazı yerel sistemler, yük boşaltıldıktan sonra güç yetersizliğinden, frekans ve voltaj düşüşünden etkilenebilir; bu nedenle, tüm sistemin kararlılığının zarar görmesini önlemek için yükün bir kısmının kaldırılması gerekir.