Metal-Clad ve Metal-Enclosed 36kV Hava İzoleli OG Hücre Karşılaştırması

Metal-Clad ve Metal-Enclosed Nedir?

Bir orta gerilim tesis dizaynına başlarken ilk akla gelen soru; kullanılacak hücrelerin Metal-Clad mi Metal-Enclosed mi olması gerektiğidir.

Öncelikle bir yanlışı düzeltelim; yeni IEC standardı IEC 62271-200’ e göre orta gerilim hücrelerinin hepsi Metal Mahfazalı anlamına gelen “Metal-Enclosed” olarak tanımlanır ve servis sürekliliklerine, bölümlendirilmelerine ve iç ark dayanımına göre sınıflandırılırlar. Bu karışıklıkları gidermek için önce IEC deki tanımları açalım;

IEC 62271-200;

Yüksek gerilim anahtarlama düzeni ve kontrol düzeni – Bölüm 200: 1 kV üzerinde ve en yüksek 52 kV’a kadar olan beyan gerilimleri için a.a. metal mahfazalı anahtarlama düzeni ve kontrol düzeni

Not: Bu makalede 36kV anma geriliminde çalışan hava izoleli orta gerilim hücreleriyle ilgili sınıflandırmalar hakkında bilgi vermeye çalışacağız.

1. Sınıflandırmalar

1.1. Servis Sürekliliklerine göre sınıflanırma

Genellikle LSC-2A yerine Metal-Enclosed; LSC-2B yerine Metal-Clad tabiri kullanılsa da yeni IEC tanımına göre aşağıda LSC-2B hariç tariflenen diğer metal yapılı tüm hücreler Metal-Enclosed olarak tanımlanır.

Kategori LSC-1: Herhangi bir erişilebilir hücre/hücrelerin açılması sırasında işletme sürekliliği amaçlanmaz ve böyle açılma öncesinde anahtarlama düzeni ve kontrol düzeninin sistemden tamamen ayrılmasını ve enerjisiz hale getirilmesi gereklidir.

Kategori LSC-2: Anahtarlama düzeni ve kontrol düzeninin içindeki yüksek gerilimli hücrelere erişim sırasında şebekenin en büyük işletme sürekliliğine izin vermesi amaçlanır. Başka bir ifadeyle fonksiyonel birim içindeki erişilebilir yüksek gerilimli hücrelerin açılması, aynı kısmın diğer fonksiyonel birimleri enerjili muhafaza ederken mümkündür. Bu husus, en azından bir baranın enerjili kalmasını ifade eder. Hareketli bir bölmenin takılması, bu kategoriyi gerçekleştirmek için kullanılabilir.

Kısaca; bağlantı hücresinin açılması durumunda bara/baraların ve diğer fonksiyonel birimlerin işletme dışı bırakılmasını gerektirmeyen erişilebilir yüksek gerilim bağlantı hücreleri bulunan fonksiyonel birimler için gösterilişi ifade eder.

LSC-2A: İçerisindeki bütün erişilebilir yüksek gerilim hücrelerin (tek baralı donanımın barasından başka) bir bara gerilimli olarak açılabildiği LSC-2 fonksiyonel birime tahsis edilen gösteriliş.

LSC-2B: LSC-2A’nin kurallarına ilave olarak erişim sağlanan fonksiyonel birime gelen yüksek gerilim bağlantıları (örneğin, kablolar) enerjili durumda tutulabilir. Bu durum, bir başka ifadeyle erişilen hücre ile yüksek gerilim bağlantıları arasında uygun bölmelere ayırmanın yanı sıra ayrılmanın bir başka noktasının olması da demektir.

1.2. Bölümlendirmeye göre sınıflandırma

Bölmeler için metalik veya metalik olmayan malzemenin kullanılıp kullanılmadığını tanımlayan sınıftır.

Bölmelendirme sınıfı PM: Kapısı açık ve erişilebilir bölmeler ile enerjili devreler arasında, topraklama için amaçlanmış, sürekli metalik bölmeler ve/veya perdeler (uygulanabilirse) sağlayan metal mahfazalı anahtarlama düzeni ve kontrol düzeni.

Bölmelendirme sınıfı PI: Kapısı açık ve erişilebilir bölmeler ile enerjili devreler arasında, topraklama için amaçlanmış bir veya daha fazla metal olmayan bölmelere ve/veya perdelere sahip metal mahfazalı anahtarlama düzeni ve kontrol düzeni.

1.3. İç ark dayanımına göre sınıflandırma

Personelin iç arka karşı korunması bakımından AF, AFL, AFLR gibi sınıflandırma yapılır. Orta gerilim panoları için geçerli olmasa da beton köşk gibi açık alan ekipmanlarında BFLR sınıfı istenmektedir.

A : Erişim sınıfı A  sadece eğitimli ve yetkili personelin girebileceği alana konulabilir
B : Erişim sınıfı B  halka açık alana konulabilir

AF : OG Pano önündeki personelin iç ark koruması var
AFL : OG Pano önü ve yanındaki personelin iç ark koruması var
AFLR : OG Pano önü, yanı ve arkasındaki personelin iç ark koruması var

Bu konuya 5. Bölümde tekrar değineceğiz.

2. Pano tipikleri

LSC-2B tipikleri genel olarak, kesicilerin çekmeceli olması, ayırıcı kullanılmaması, kablo tarafında gerilim trafosu eklenebilmesi özellikleri ile gösterimsel olarak LSC-2A tipiklerine göre farklılık gösterir.

3. Bölümlendirmeler

LSC-2B panonun en göze çarpan tarafı kesici ve kablo bölümlerinin birbirinden tamamen ayrılmış olması ve kesici bölümünde perdelerin kullanılmasıdır. Bu ayrım işletme ve personel güvenliği, bakım kolaylığı sağlar ancak boyutlarının büyümesine neden olur.

4. Ana Ekipmanlar

Ana ekipmanlarından en göze çarpan kesicilerin yapısıdır. LSC-2B OG panolarda kullanılan çekmeceli kesicinin ayrı ve geniş bir bölmede olduğu mekanik yapıda; özellikle kontaklar hem daha güvenli hem de daha yüksek akım taşıma ve kısa-devre dayanım kapasitesine sahip olmasını sağlar.

LSC-2B hücrelerde kesici üretici firmaya göre sadece vakum, sadece SF6 ya da her ikisi birden de olabilir. Kesici çekmece üzerinde kesici arabası üzerine alınarak çıkarılabilir ya da komple yerden yürütmeli olarak ayrı bir kesici arabasına ihtiyaç duymadan çıkarılabilir. Zeminde düzgünlükten bağımsız olabilmek için genellikle çekmeceli tercih edilir. Kesici akım değerleri 3150A’e, kısa devre dayanımı 40kA’e kadar çıkabilir.

LSC-2A hücrelerde ise genellikle SF6 ve sabit kesici kullanılır. Nadiren vakum ya da çekmeceli tipler tercih ediliir. Kesicler 1250A, 25kA ile sınırlıdır. Kesiciyi çıkarmak için kablo bölümünde enerjinin kesilmesi gereklidir. Kesici kontakları için çekmeceli tiplerde dahi klape (shutter) kullanılmaz. Kesici bölümü ve kablo bölümü aynı yerde olduğundan bu bölüme erişim ve bu bölümde bakım ve değişim yapmak zordur.

LSC-2A hücrelerde kesici ve kablo bölümünde enerjiyi kesmek için kesici üzerindeki ayırıcı kullanılır. LSC-2B hücrelerde ise bu operasyon için kesici servis pozisyonundan test pozisyonuna alınır.

Diğer önemli bir fark da gerilim trafolarında görülür. LSC-2B giriş-çıkış hücrelerinde sigortalı/sigortasız, sabit/çekmeceli gerilim trafoları kullanılabilirken, LSC-2A hücrelerde kablo bölümü daha dar olduğundan bu bölümde ancak sigortasız ve sabit gerilim trafosu kullanılabilmektedir.

5. İç Ark Koruma

LSC-2B hücreler dört taraflı iç ark koruma (AFLR), 31.5kA – 1sn ye kadar test edilmiştir. İç ark testler, ana bara, kesici ve kablo bölümlerinde ayrı ayrı yapılmıştır. Selektif iç ark koruma ile kablo bölümde iç ark olduğunda sadece ilgili fiderin kesicisi açılarak baranın komple enerjisiz kalması engellenir.

LSC-2A hücrelerde üç taraflı iç ark koruma (AFL), 16kA – 1sn ye kadar test edilmiştir. Kesici kablo bölümünde olduğundan kablo ve kesici bölümünde ayrı ayrı test mümkün değildir. Dolayısı ile selektif iç ark koruma da yapılamaz.

6. Boyutlar

LSC-2B hücrelerde kesici ve kablo bölümü ayrı; kesiciler çekmeceli, nominal akımları daha yüksek olduğundan LSC-2A hücrelere göre daha büyüktür. Kesiciyi dışarı çıkarmak için ön taraftan, bazı tiplerde kabloyu bağlamak ya da gerilim trafosunu çekmek için ön taraftan üretici standartlarına göre gerekli mesafelerin de bırakılması gerekir. Bu sebeple elektrik odası boyutlarını belirlemeden önce hücre tipinin belirlenmesi gerekir. Genel olarak boyutlar aşağıdaki aralıkta olacaktır.

7. Çift Anabara Çözümü

LSC-2B hücrelerde çift baralı çözüm ile hassas yükler her iki baradan da enerji alabilecek şekilde çözüm üretilerek kesintisiz geçiş sağlanabilir. Bu şekilde herhangi bir taraftaki barayı besleyen trafo, komple bara ya da kesici bakıma alınırken kesintisiz olarak diğer taraftan yük beslenmeye devam edilebilir. İlave olarak yükler baralara istenildiği gibi paylaştırılırken de kesinti yapılmasına gerek kalmaz ve büyük bir esneklik sağlar.

8. Sonuç

Kısaca özetleyecek olursak; LSC-2B ve LCS-2A hücrelerin genel özellikleri aşağıdaki gibidir;

LSC-2B

• Yüksek nominal ve kısa devre akımları
• Dayanıklı ve uzun ömürlü yapı
• Yüksek iç ark dayanım akımı ve 4 taraflı ve selektif koruma
• Kolay bakım, müdahale ve ekipman değişimi
• Genellikle vakum kesici kullanımı
• Çift bara çözümü
• Çekmeceli / arabalı kesici
• Çekmeceli ve sigortalı gerilim trafosu

LSC-2A

• Kısa teslim süresi
• Daha küçük boyutlar
• Daha düşük fiyat
• Genellikle SF6 kesici kullanımı
• Yük ayırıcısı çözümü
• Genellikle sabit ve SF6 kesici

Seçilecek orta gerilim hücresinin yaklaşık 30 yıl kullanımda kalacağı düşünülürse, karar verme esnasında maliyetlerden çok işletme, bakım, can güvenliği gibi kalemlerin göz önüne alınması önerilir.

Yazar: Fatih Aksel | Elektrik Yüksek Mühendisi

ABB Ürün Pazarlama ve Satış Mühendisi

Bilgi için:
ABB Türkiye Contact Center
Contact center: 0850 333 111 222
[email protected]

[email protected]