10 dersten 8.

Arıza ve Koruma Temelleri

Arızalar — yıldırım, ekipman hatası, devrilen ağaçlar veya hayvanların yol açtığı planlanmamış kısa devreler — güç sistemlerinde nadir görülen bir uç durum değil, her şebekenin etrafında tasarlandığı beklenen, rutin bir olaydır. Bu ders, bir şeyler ters gittiğinde ne olduğuna ve şebekenin kendini nasıl koruduğuna bakıyor; sonraki iki ders, arıza akımlarını gerçekten hesaplamak için gereken makine modelini ve simetrik bileşenler yöntemini veriyor.

Yaygın arıza tipleri

Bir arıza, basitçe istenmeyen, düşük empedanslı bir bağlantıdır — fazlar arasında veya bir faz ile toprak arasında. Hangi iletkenlerin dahil olduğu tipi belirler:

Tek faz-toprak (SLG)

Bir faz iletkeni toprağa temas eder. Havai hatlarda açık ara en yaygın arıza tipi — tüm arızaların kabaca %70-80'i.

Faz-faz (LL)

İki faz iletkeni, toprak dahil olmadan doğrudan birbirine temas eder.

Çift faz-toprak (LLG)

İki faz aynı anda birbirine ve toprağa temas eder.

Üç fazlı (3φ)

Genellikle toprakla birlikte her üç faz da dahildir. En nadir ve tek simetrik arıza tipidir; kesicileri boyutlandırırken referans durum olarak kullanılmasının sebebi budur. Genellikle en şiddetli olanıdır, ama doğrudan topraklı transformatör veya jeneratörlerin yakınında faz-toprak arızası onu aşabilir.

Hızlı açmanın neden önemli olduğu

Arıza akımı yalnızca kaynak ile arıza noktası arasındaki empedansla sınırlıdır, ve bu genellikle küçüktür — bu yüzden arıza sırasındaki akımlar normal yük akımının kat kat üzerine çıkabilir. Kesintisiz bırakılırsa, bu akım saniyeler içinde iletkenlerde ve ekipmanda termal hasara yol açar, ve daha geniş ölçekte jeneratörleri senkronizasyondan çıkarıp çok daha büyük bir bozulmaya dönüşebilir. Korumanın tüm amacı, bunlardan biri gerçekleşmeden önce arızayı tespit edip izole etmektir — tipik olarak birkaç güç periyodu içinde.

Koruma araç seti

Güç kesici

Arıza akımını fiziksel olarak kesen anahtarlama cihazı. Normal bir şalterin aksine, tam arıza akımı altında güvenle açabilir.

Koruma rölesi

Karar verici — sürekli akım ve gerilimi ölçer ve kesiciye ne zaman açması gerektiğini söyler. Aşırı akım ve mesafe röleleri en yaygın iki tiptir.

Sigorta

Algılama ve kesmeyi tek bir cihazda birleştiren basit, kendi kendine yeten bir bileşen — akım anma değerini aştığında erir ve devreyi açar. Düşük gerilimli dağıtımda yaygındır.