Ocak, Şubat, Mart, Nisan 2020

Orta Gerilim
Modüler Hücreler
Çağın ÖZÇİVİT
Elektrik Yüksek Mühendisi
Orta gerilim modüler hücreler, 36 kV gerilim seviyesine kadar
dağıtım şebekesine bağlı olan trafo merkezleri, endüstriyel
tesislerin dağıtım merkezleri, indirici veya yükseltici şalt sahaları
gibi dahili veya harici mekanlarda kullanılan anahtarlama,
koruma veya ölçme gibi fonksiyonlar içeren orta gerilim şalt
ekipmanlarıdır. Modüler hücreler dağıtım şebekesinde
kullanılan koruma rölelerini, akım ve gerilim transformatörlerini,
kesicileri, ayırıcıları, kablo giriş noktalarını, baraları gibi birçok
ekipmanları barındırır ve insanların bu yapılara ulaşabileceği
güvenli bir hale getirir. Kompakt yapıdadırlar ve bakım
gerektirmezler. Kolay ve güvenilir bir şekilde işletilir. Hava
yalıtımlı veya gaz yalıtımlı olmak üzere ikiye ayrılır. SF6 gazı ile
yalıtılmış metal mahfazalı hücreler, hücre içinde gerilim altındaki
aktif bölümleri SF6 gazı ile yalıtılmış halde bulunur. Bu tip
hücreler kompakt tip RMU (Ring Main Unit) hücreler olarak
adlandırılır. Hava yalıtımlı metal mahfazalı hücreler ise gerilim
altındaki baralar hava ile yalıtılmıştır ancak ayırıcı ve kesiciler
SF6 gazı ile yalıtılmış bir tankın içinde bulunur. Enerjinin
ayrılması ve kesilmesi SF6 gazlı bir ortamda yapılır. Baralar
hava yalıtımlıdır. Yapısında, kullanım amacına ve hücre tipine
göre baralar, ayırıcı, yük ayırıcısı, topraklama ayırıcısı, kesici,
koruma rölesi, kablo giriş buşingleri, gerilim göstergeleri,
parafudrlar, OG sigortalar, akım ve gerilim transformatörleri,
aydınlatma ekipmanları ve alçak gerilim bölmesi bulunabilir.
Ayrıca hücreler, hücre içi kompartmanlar arasındaki
bölmelendirme malzemesinin yapısına göre, iç ark arızası
sınıfına göre ve servis sürekliliği kaybına göre
sınıflandırılmaktadır.
Hücre içi kompartmanlar arasındaki bölmelendirme
malzemesinin yapısına göre;
1. PM Bölmelendirme: Bu tipte hücrenin açık erişilebilir
bölümleri ile gerilim altındaki ana bölümler, topraklı metal
bölmeler ile birbirinden ayrıdır.
2. PI Bölmelendirme: Bu tipte hücrenin açık erişilebilir
bölümleri ile gerilim altındaki ana bölümleri metal olmayan
izole malzemeler ile birbirinden ayrıdır.
İç ark arızası (IAC sınıflandırması) sınıfına göre;
1. A: Yalnız yetkili personel erişebilir
2. F: Ön taraftan erişilebilir
3. L: Yan taraflardan erişilebilir
4. R: Arka tarafından erişilebilir
Servis sürekliliği kaybına göre (LSC-1, LSC2-A, LSC2-B);
1. LSC-1: Hücre içinde baralar, kesiciler, ayırıcılar, kablolar,
ölçü transformatörleri vb. gibi ekipmanlar tek bir bölme
içerisindedir. Enerji kesilmeden anahtarlama elemanına
müdahale edilemez.
2. LSC-2A: Hücredeki baralar gerilim altıda iken anahtarlama
elemanının bulunduğu bölmeye müdahale edilebilir.
3. LSC-2B: Hücrede kablo ve bara bölümleri gerilim altında iken
anahtarlama elemanının bulunduğu bölmeye müdahale edilebilir.
Ülkemizde kullanılan hücreler 36 kV anma geriliminde, 630A
nominal akım taşıma değerinde, 16kA kesme kapasitesine sahip
standart tip orta gerilim hücrelerdir. Bu tip hücreler PI
bölmelendirme, A-FL iç ark sınıfına ve LSC-2A servis sürekliliğini
sınıfına sahiptir. Hücrenin boyutu, gerilimin büyüklüğü ile ilişkilidir.
Dağıtım şebekesinin nominal gerilimi yükseldikçe hücrenin
boyutları da büyür. Bunun nedeni, baralar arasındaki gerilimin
atlama mesafesidir. Havanın dielektrik atlama mesafesi yaklaşık 1
kV için 1 cm olarak kabul edilir. Bu yüzden 36 kV’luk modüler
hücrelerde her bir bara arasında ortalama en az 35-36 cm’lik bir
mesafe olmalıdır. Yoksa baralar arasında gerilim atlama yapar ve
bu da kısa devre arızasına neden olur. Nominal gerilimi 24 kV olan
hava yalıtımlı hücrelerde ise her bir bara arası en az 24-25 cm
olmalıdır. Dolayısıyla 24 kV’luk hava yalıtımlı hücreler boyutsal
olarak 36 kV’luk hücrelere göre daha küçüktür. Eğer gaz yalıtımlı
hücreler kullanılırsa, SF6 gazının dielektrik atlama mesafesi havaya
göre daha düşük olduğu için aynı nominal gerilimdeki bir hücre,
gaz yalıtımlı olarak daha küçük boyutta imal edilir. Bazen alandan
tasarruf etmek için hava yalıtımlı hücreler yerine gaz yalıtımlı
hücreler kullanılabilmektedir.
Orta gerilim hücreleri, IP 3x, 4x, 41 koruma sınıflarına sahip olacak
şekilde üretilebilir. Orta gerilim projelerindeki uygulamalara göre
en çok kullanılan hücre tipleri; yük ayırıcılı giriş-çıkış hücresi,
sigortalı trafo koruma hücresi, kesicili giriş-çıkış hücresi, kuplaj
hücresi, akım ve gerilim ölçü hücresi, gerilim ölçü hücresi ve kablo
bağlantı hücresi sayılabilir. Her bir hücre tipinin ayrı bir fonksiyonu
vardır. Bu hücrelerin dışında da uygulamaya göre özel hücre tipleri
kullanılabilmektedir. Ülkemizde 36 kV gerilim seviyesine kadar ki
dağıtım şebekelerinde kullanılan SF6 gaz yalıtımlı modüler hücreler
TEDAŞ-MYD/95-002.B “Orta Gerilim SF6 Gaz Yalıtımlı Metal
Mahfazalı Hücreler Teknik Şartnamesi’ne”, hava yalıtımlı modüler
hücreler ise TEDAŞ-MYD/95-007.E “YG Hava Yalıtımlı Metal
Mahfazalı Modüler Anahtarlama ve Kontrol Düzenleri Teknik
Şartnamesi’ne” uygun olmalıdır.
9