Bir güç devre kesicisi için motor kontrol devrelerini kapatılması ve şarj edilmesinin detaylı açıklaması

Sorun giderme ve işlem sırasını takip etme becerilerini kazanmak için kontrol devrelerini de anlayabilmek ve yorumlayabilmek gerekir.

 

Çok sayıda kontrol devresine sahip olmasına rağmen, hepsi sonuçta devre kesici kapama/açma bobinlerine indirgenir. Hem insanların hem de ekipmanın güvenliğini tehlikeye atabilecek kasıtsız kapatmaları önlemek için şalt tasarımlarının ara kilit sistemlerini içermesi gerektiği belirtilmelidir.

 

Orta gerilim devre kesiciler için koruma röleleri, alçak gerilim devre kesiciler için olduğu gibi devre kesici içinde yerleşik değildir ve birincil devre akımı tarafından çalıştırılmazlar. Emniyet röleleri harici olarak sunulmaktadır. Bu nedenle, orta gerilimli devre kesiciler, bir arıza durumunda kesiciyi kesin ve tutarlı bir şekilde açmak için kontrol gücüne güvenir.

 

Kontrol gücünün mevcudiyeti, orta gerilimli devre kesicinin koruma işlevi için kritik olduğundan kontrol güç kaynağı son derece güvenilirdir.

 

(!) Bir şebeke elektrik üretim istasyonundaki en güvenilir kaynak, istasyon batarya sisteminden gelen bir doğru akım (DA) kaynağıdır. Santraldeki tüm alternatif akım (AA) güç kaybında bile batarya gerilimi korunur ve kesiciler devre koruma fonksiyonlarını sağlayabilirler.

 

Orta gerilim uygulamalarında koruma rölesi kontrol gücü gerektirirken tipik orta gerilim kesicisi, kesicideki mekanik yaylar aracılığıyla kapatılır ve açılır; kesicinin ön yüzünde, kesicinin durumunu gösteren bir bayrak ile birlikte bir manuel kapatma ve açma düğmesi bulunur.

 

Çalışma mekanizması depolanmış bir enerji mekanizmasıdır. Kapatma yayı elektrikle veya manuel olarak yüklenir. Şarj işleminin sonunda sıkıca kilitlenir ve enerji deposu görevi görür. Kuvvet, çalıştırma mekanizmasından çalıştırma kolları aracılığıyla direk düzenine iletilir.

 

Devre kesiciyi kapatmak için, kapatma yayı yerel "AÇMA" düğmesi aracılığıyla mekanik olarak veya uzaktan kumanda ile açılabilir. Kapatma yayı, kesici kapanırken açma veya temas baskı yaylarını yükler. Boşalmış olan kapatma yayı, mekanizma motoru tarafından otomatik olarak veya manuel olarak tekrar şarj edilecektir.

 

Daha sonra AÇ-KAPAT-AÇ işlem sırası yaylarda saklanır. Kapatma yayının şarj durumu, bir konum anahtarı aracılığıyla elektriksel şekilde kontrol edilebilir.

 

Şekil 1, manuel kapatma butonunu, manuel açma butonunu, kesicinin açık veya kapalı olduğunu gösteren bayrağı, şarj yayının şarj edildiğini veya boşaldığını gösteren bayrağı ve bir devre kesicinin diğer elemanlarını göstermektedir.

 

Şekil 1 - Devre Kesici Yay Yükleme (Şarj etme) Mekanizması

Resimdekiler:

1. Kapama Yayı

2. Mandal Kontrol Anahtarı (Motor Kesme Anahtarının Arkasında)

3. Motor Kesme Anahtarı

4. Kapama Mil Dirseği

5. Yaylı Tahliye Düzeni

6. Açma kapama Düzeni

7. Kapama Yayı

8. Sıfırlama/Açma Yayı

9. Manuel Şarj Soketi

10. Cırcırlı Makara

11. İşlem Sayacı

12. Şarj Motoru

 

Şekil 2, bir güç devre kesicisi için tipik kapatma ve şarj motoru kontrol devresini göstermektedir. Tablo 1, Şekil 2 ve 3'ün kontrol şemalarındaki kontakların bazı fonksiyonlarını tanımlar (aşağıya bakınız).

 

Şarj motorunun (M) işlevi, mekanik depolanmış enerji mekanizması olan ana kapatma yayını sıkıştırmaktır. Devre kesiciyi açmak için gereken enerji açma yayı tarafından sağlanırken devre kesiciyi kapatmak için gereken enerji kapatma yayı tarafından sağlanır.

 

(!) Ana kapatma yayı tamamen şarj edildiğinde ve depolanan enerji mekanizması kapatma işlemi için hazırlandığında motor kesme anahtarı (LS), şarj motorunu (M) besleyen kontrol devresinde bir elektrik kesintisi oluşturur.

 

Kontrol devresinin mantığına, sürekli bir elektriksel kapatma sinyalinin, bir açma sinyali aldıktan sonra devre kesicinin tekrar tekrar kapanmasına neden olmasını önleyen anti-pompa rölesi (Y) hizmet eder. Solenoidler, kesicinin elektriksel çalışmasına güç sağlamak için kullanılır. Hangi solenoidin tetiklendiğine bağlı olarak, kapama ve açma yayları kesiciyi ya kapatır ya da açar.

Tablo 1 – Şekil 5 ve 6 için cihaz açıklamaları

Device Designation	Device Description
LS	Kesici kapama yayları boşalmış olarak gösterilen yay yükü limit anahtarı
M	Kesici kapatma yayı şarj motoru
52/a	Normalde kapalı devre kesicideki yardımcı kontak
52/b	Normalde açık devre kesicideki yardımcı kontak
Y	Anti-pompa (pompa önleme) rölesi
LCS	Mandal kontrol anahatarı
PR	Koruyucu röle
CS/C	Kontrol anahtarı kapalı kontak
CS/T	Kontrol anahtarı açık kontak
TC	Kapama bobini
CC	İkaz bobini

 

Şarj yayı boşaldığında şarj motoru (M) ile ikincil bıçak pimi 9 arasındaki yay şarjı limit anahtarı (LS) kapatılır. Bu, şarj motoruna DA gerilim uygular ve kapama yayları şarj olana kadar şarj motorunu çalıştırır.

 

Kapatma yayları şarj olurken LS kontağı aktif olacaktır. Bu, şarj motorunun ve ikincil saplama piminin 9 temas kurmasını sağlayarak yay şarj motorunu (M) devre dışı bırakır. Kapatma yayı, kesici devreye girer girmez boşalır ve ardından sıfırlanır ve ikincil saplama pimi 9 ile şarj motoru arasındaki LS kontağı otomatik olarak kapanarak kapatma yayını yeniden doldurur.

 

Devre kesici açıkken 52/b kontağı kapalıdır. 52/b kontağı, basitçe kesici durumunu yansıtan bir yardımcı kontaktır. Kesici açıkken 52/b kontağı kapalı, kesici kapalıyken 52/b kontağı açıktır. 52/b kontağının altındaki normalde açık yay yükü limit anahtarı (LS) kontağı, kapatma yayı yüklendiğinde kapanır.

 

Bu, LS mekanizmasının normalde açık bir kontağıdır. Kesiciyi kapatacak mekanik kuvvetin mevcut olduğundan emin olmak için bu kontak sadece kapama yayı yüklendiğinde kapanır.

 

52/b kontağının aşağısında mandal kontrol anahtarı (LCS) bulunur. Mandal kontrol anahtarı sayesinde devre kesici ani tekrar kapama için kullanılabilir. Anlık tekrar kapamaya izin vermeden önce anahtar, mekanik mekanizmanın sıfırlandığından ve bir kesicinin açmasının ardından tekrar kapamaya hazır olduğundan emin olur.

 

Mandal kontrol anahtarının (LCS) aşağı akışı, anti-pompa rölesinden (Y) gelen normalde kapalı bir kontaktır. Pompa önleme rölesi (Y) tek seferlik bir cihaz gibi çalışır.

 

Şekil 2'ye bakıldığında, anti-pompa rölesinin 11 nolu bıçak pimindeki kapatma sinyali tarafından tahrik edildiğini ve şarj yayı limit anahtarının konumunun normalde kapalı kontak olduğunu görebilirsiniz.

 

Şekil 2 - Devre kesici kapatma devre şeması

Kesici kapatılmadan önce, şarj yayı limit anahtarı açık olduğu için anti-pompa rölesine henüz enerji verilmez. Kesici kapandığında kapatma yayı boşalır. Bu, pompa karşıtı röle bobinine (Y) enerji veren normalde kapalı şarj motoru limit anahtarını LS kapatır. Y rölesi, LS normalde kapalı kontağı ile paralel olarak Y rölesi normalde açık kontağı ile kendisini mühürler.

 

Y rölesinden gelen normalde kapalı kontak, anti-pompa rölesi Y sıfırlanana kadar kapalı bobine yeniden enerji verilmesini önler. Y rölesini sıfırlayan, CS/C kontrol anahtarı kontağından kapatma komutunun kaldırılmasıdır.

 

(!) Temel olarak, anti-pompa rölesi, kontrol anahtarının kapalı kontak CS/C kontaklarının, kapalı bobine enerji verilmeden önce yalnızca bir kez kapanmasını sağlar. Bu, kesici bir arızaya kapatıldıktan sonra tekrar açılırsa kapatma komutu kaldırılana ve yeniden devreye girene kadar kesicinin tekrar kapanmayacağını garanti eder. Bu, devre kesicinin bir arızaya açılıp kapanmasını ve kesicinin arızalanmasını durdurur.

 

Y rölesinden gelen normalde kapalı kontak, pompa önleme rölesine artık güç verilmediği için kapalıdır. Kontrol anahtarı yakın kontağı (CS/C) kapalı olduğunda sabit pin 11 gerilim alır. 52/b kontağı, LS kontağı, LCS kontağı ve Y kontağının tümü kapalıysa kapalı bobine (CC) enerji verilir. 52/b kontağı, kesici kapandığında otomatik olarak açılır ve kapalı bobine giden gücü keser.

 

Şekil 3, bir devre kesicinin tipik açma kontrol devresini göstermektedir. Şekil 3'teki kontrol şemalarında kullanılan kontakların fonksiyonlarını tanımladığı için lütfen Tablo 1'e (yukarıda) bakın.

 

Kesicinin açma bobini yardımcı 52/kesici kontağına seri bağlanır, böylece sadece kesici kapalıyken ve açılması veya açması gerektiğinde enerji verir. Bu, kesici açıldıktan sonra açma sinyali kesici açma bobininde kaldığında ve açma bobinine artık enerji verilmesi gerekmediği halde kontrol anahtarı veya koruyucu röle kontağı hala kapalı olduğunda açma bobininin hasar görmesini önler.

 

Şekil 3 - Devre kesici açma devre şeması

Ya kontrol anahtarı açma kontağı (CS/T) kapanıyor ya da herhangi bir kapanan koruma rölesi kontağı (PR) açma kontrol bobinine enerji verecek. Yeşil ışık, normalde kapalı yardımcı kesici kontağı (52/b) tarafından beslenir, böylece kesici her açıldığında 52/b kontağı kapanır ve yeşil ışık aktif hale gelerek kesicinin açık olduğunu gösterir.

 

Kırmızı ışığın sadece seri bağlı iki 52/a kontağından değil, iki 52/a kontağı arasındaki kesici açma bobininden de beslendiğine dikkat edin.

 

(!) Bu şu nedenle yapılır: Kesici kapalı olduğunda (52/a kontağı üzerinden) ve açma bobini boyunca süreklilik olduğunda kırmızı ışık yanar. Bu kesiciye yaklaştığınızda yeşil ışığın yandığını ve kırmızı ışığın söndüğünü fark ederseniz açık olduğunu ve kapatmaya gücünüzün olduğunu bileceksiniz.

 

Bu kesiciye yaklaşır ve kırmızı ışığın yandığını ve yeşil ışığın söndüğünü gözlemlerseniz, kapalı olduğunu bilecek, onu açacak kontrol gücüne sahip olacaksınız ve açma bobininin bütünlüğünü doğrulayan açma bobini boyunca sürekliliğe sahip olacaksınız.

 

S: Kesiciye yaklaştığınızda ne kırmızı ne de yeşil ışık yanmıyorsa, bu ne anlama gelir?

 

Bu iki anlama gelebilir. Ya kesici kapalı ama açma bobini arızalı ve açık ya da kesicinin açma devresine sigortamızı açtık. Bu duruma karşı uyanık olmak ve alarmı yükseltmek, sorunun çözülebilmesi için çok önemlidir. Koruyucu röleden (PR) veya kontrol anahtarı açma kontağından (CS/T) gelen bir kontak kapatma, kesici kapalıysa ve açma bobini açıksa kesiciyi AÇMAZ veya açmaz.

 

S: Bu, kesicinin sağlamış olabileceği herhangi bir aşırı akım, diferansiyel veya diğer korumayı kaybettiğimizi ve bu sorunun hemen düzeltilmesi gerektiğini gösteriyor.

 

Bu, kırmızı ışığın yeri hakkında bir uyarı sözü açıklamak için iyi bir an! Kesici kapatıldığında, akımın açma bobininden akmasına izin vererek kırmızı ışığın yandığına dikkat edin. Kesicinin istenmeyen açma yapmasını önlemek için, bu akımın açma bobinini etkinleştirmesini önlemek için kırmızı ışığın gösterdiği direncin açma bobininin gösterdiği dirençten çok daha yüksek olması gerekir.

 

(!) Başka bir deyişle, kırmızı ışığı yakmak için gereken akım, açma bobinini etkinleştirmek için gereken minimum akımdan önemli ölçüde daha az olmalıdır. Aynı tartışma, açma kontaklarına paralel olarak bağlanan herhangi bir cihaz için de geçerlidir. Modern dağıtılmış kontrol sistemlerinin (DCS) yaygın bir uygulaması, DCS'ye bir gerilim girişini açma kontaklarıyla paralel hale getirmektir.

 

Kesicinin yanlışlıkla açılmasını durdurmak için, bu DCS girişinin giriş direnci, açma bobininin direncinden önemli ölçüde yüksek olmalıdır. Ek olarak, kesicinin tesisin düzgün çalışması için gerekli olduğu durumlarda, birbiriyle seri olan iki DCS gerilim girişini açma kontağına paralel olarak bağlamak standart prosedürdür.

 

Bu, iki karttan birinin kısa devre yapması durumunda kesicinin rahatsız edici bir açma yapmasına neden olmayacak şekilde yapılır.

 

Şalt tertibatının yapımına ilişkin bazı özellikler IEEE standartları tarafından tanımlanmıştır. Ele alınan anahtarlama cihazı türleri, ayrı IEEE standartlarına bölünmüştür. IEEE standardı C37.20.1'e göre, düşük gerilimli güç devre kesicileri uyumlu olmalıdır. Metal kaplı (MC) anahtarlama donanımı için IEEE C37.20.2 geçerlidir.

 

Şekil 4 – Metal kaplı (MC) şalt panosu

Metal korumalı kesici için IEEE C37.20.3 geçerlidir. Müşteri başka bir düzen belirtmedikçe, üç fazlı bir şalt barasındaki faz dizimi ve bağlantı, şalt panosunun ön tarafından bakıldığında önden arkaya veya yukarıdan aşağıya veya soldan sağa faz A, faz B ve faz C olarak kurulur.

 

Hücrenin ön tarafından bakıldığında DA montajlı hücrelerdeki baralar ve bağlantılar üzerindeki kutuplar, önden arkaya veya yukarıdan aşağıya veya soldan sağa pozitif, nötr veya negatif olarak ayarlanır.

 

(!) Bu IEEE standardı olmasına rağmen, anahtarlama donanımı her zaman müşterinin ihtiyaçları için özel olarak üretilir. Bu nedenle kullanıcı, anahtarlama donanımının faz oryantasyonu hakkında bilgi için her zaman özel anahtarlama cihazı yapım çizimlerine bakmalıdır. IEEE standart faz konfigürasyonu, eski nesil istasyonlardan sıklıkla farklıdır. Bazı eski istasyonlarda, A-B-C faz dönüşü soldan sağa ve yukarıdan aşağıya değil, batıdan doğuya ve güneyden kuzeyeydi.

 

Aşağıda bir kesici, marş veya hücredeki bazı yardımcı kontakların açıklaması bulunmaktadır. "a" tipi bir kontak normalde açık bir kontaktır, "b" tipi bir kontak ise normalde kapalı bir kontaktır. Bir "c" kontağı, bir tarafı ortak olan normalde açık ve normalde kapalı bir kontağa sahiptir.

 

Aşağıda, açıklamalarıyla birlikte yardımcı kontaklar için bazı özel standart terimler bulunmaktadır.

 

Yardımcı kontak 52/a – Kesici enerjisiz veya kapalı konumdayken açılır. Bu, doğrudan kesicinin üzerine monte edilmiş, kesicinin durumunu gösteren bir yardımcı kontaktır.

 

Yardımcı kontak 52/b – Cihaz enerjisiz veya çalışmaz durumdayken kapalıdır. Bu, doğrudan kesicinin üzerine monte edilmiş, kesicinin durumunu gösteren bir yardımcı kontaktır.

 

Yardımcı kontak 52/aa – Ana cihazın çalışma mekanizması enerjisiz veya kapalı konumdayken açılır. Bu, kesicinin çalışma mekanizmasının durumunu gösteren doğrudan kesicinin üzerine monte edilmiş bir yardımcı kontaktır.

 

Bu aynı zamanda erken çıkış kontağı olarak da adlandırılır çünkü 52/a kontağından daha erken çalışır çünkü kesicinin durumundan ziyade çalışma mekanizmasından türetilmiştir.

 

Yardımcı kontak 52/bb – Ana cihazın çalışma mekanizması enerjisiz veya kapalı konumdayken kapanır. Bu, kesicinin çalışma mekanizmasının durumunu gösteren doğrudan kesicinin üzerine monte edilmiş bir yardımcı kontaktır.

 

(!) Bu aynı zamanda kesici durumunun kendisinden değil, çalışma mekanizmasından türetildiği ve bu nedenle 52/b kontağından daha erken çalıştığı için erken çıkış kontağı olarak da bilinir.

 

Yardımcı kontak 52TOC/a – Devre kesici bağlı konumda değilken açılır. TOC anahtarı, devre kesiciye değil hücreye monte edilmiştir. TOC, kamyon tarafından çalıştırılan iletişim anlamına gelir.

 

Yardımcı kontak 52TOC/b – Devre kesici bağlı konumda değilken kapalıdır. TOC anahtarı, devre kesiciye değil hücreye monte edilmiştir. TOC, kamyon tarafından çalıştırılan iletişim anlamına gelir.

 

Şekil 5 - Kamyonla Çalışan Kontak Yardımcı Anahtarı (TOC anahtarı)

Yardımcı kontak 52MOC/a – Devre kesici açıkken açıktır. MOC anahtarı, devre kesiciye değil hücreye monte edilmiştir. MOC, mekanizma ile çalışan temas anlamına gelir.

 

Yardımcı kontak 52MOC/b – Devre kesici açıkken kapalıdır. MOC anahtarı, devre kesiciye değil hücreye monte edilmiştir. MOC, mekanizma ile çalışan temas anlamına gelir.

 

Şekil 6 – Mekanizmayla Çalışan Kontrol Yardımcı Anahtarları (MOC anahtarı)

Şekil 7 – Mekanizmayla Çalışan Kontrol Yardımcı Anahtar aktüatörü (MOC anahtarı)

Kesiciler ve kontrol röleleri gibi cihazlardaki bobinler bir DC kaynağa bağlandığında ve enerjisi kesildiğinde ve kontrol gücünden hem pozitif hem de negatif besleme uçlarından ayrılmadığında. Bu bobinler, pozitif besleme, negatif beslemeyi bağlı bırakarak röleden izole edilecek şekilde düzenlenir.

 

Bu, uzun süreli hizmet sırasında rölenin korozyon olasılığını en aza indirmek için yapılır. Kesiciler ve kontrol röleleri gibi cihazlardaki bobinler bir AC kaynağına bağlandığında ve enerjisi kesildiğinde ve kontrol gücünden hem sıcak hem de nötr besleme uçlarından ayrılmadığında. Bu bobinler, sıcak besleme, nötr beslemeyi bağlı bırakarak röleden izole edilecek şekilde düzenlenir.

 

Bu, kontrol sisteminde bir topraklama meydana gelmesi durumunda bobinin yanlışlıkla enerjilenmesini önlemek için yapılır.