Hataya dayanıklı ve güvenilir tesis güç sisteminin nasıl tasarlanacağına dair önemli noktalar:

Gücün yüke akması için birden fazla yol mevcut olduğunda şunu not etmek önemlidir. Bir sistemin temel bileşenleri, yük dengeleme, sistem yükseltmeleri veya tadilatları veya ekipman arıza izolasyonu için gerektiğinde bir cihazdan veya daldan diğerine taşınabilir. Yedekleme de bazı hata toleransı sunar.

Hata toleransları genel olarak üç basit kategoriye ayrılabilir:

1. Arızalardan hızlı kurtarma,
2. Müdahaleye izin verecek duruma ilişkin yeterli uyarının olduğu “yavaş gelişen” güç sistemi arızalarına karşı koruma ve
3. Elektrik kesintisi uyarısının verilmediği “hızlı gelişmiş” güç sistemi arızalarına karşı koruma.

Pek çok düzeltici ve önleyici faaliyette olduğu gibi, avantajlar ve artan maliyetler ve faydalar karşılaştırılmalıdır.

(!) Örneğin, büyük UPS sistem teknolojilerindeki gelişmeler, iki bağımsız UPS sistemini sürekli veya geçici olarak aynı anda çalıştırmayı mümkün kılmıştır. İki UPS sistemini kısaca bağlayabilme özelliği, UPS sistemlerini bypassa sokmadan önemli yükleri bir UPS sisteminden diğerine aktarırken yüklerin sürekli UPS korumasına olanak tanır.

Öte yandan, birçok UPS modülü arızalandığında, bunları yedekli olmayan iki UPS sisteminden (arızalar veya bakım nedeniyle) tek bir yedekli UPS sisteminde birleştirmek için iki UPS sisteminin sürekli paralel bağlantısı kullanılabilir.

Şekil 1, bu çeşit bir uygulamayı göstermektedir. Özellikle ilgi çekici olan, UPS sistemlerini operasyonel koşulların gerektirdiği şekilde paralel hale getirme yeteneğidir.

Şekil 1 – Yedekleme ve yüksek güvenilirlik sunan güç dağıtım sistemi

Şimdi yukarıda gösterilen güç dağıtım sistemini parçalara ayırarak yedekleme ve yüksek güvenilirlik elde etmek için ne gerektiğine bakalım.

 

İçindekiler:

1. Kritik Sistem Veri Yolu Nasıl Tasarlanır
   1. Hangi Güç Dağıtım Seçeneklerine Sahibiz
   2. Tesis Nasıl Yapılandırılır
2. Temel Tesis Bakım Adımları
   1. Pano Bakımı: Yapılması ve Yapılmaması Gerekenler
   2. Yer Sistemi Bakımı: Yapılması ve Yapılmaması Gerekenler

 

1. Kritik Sistem Veri Yolu Nasıl Tasarlanır

Bir elektrik kesintisi olduğunda, birçok tesisin her makine parçasını çalıştırması gerekmez. Ekipmanın temel bileşenleri, büyük bir yedek güç sistemi kullanmak yerine küçük, özel, kesintisiz güç sistemleriyle korunabilir. Bilgisayarlar ve diğer cihazlar için, entegre pil beslemeli küçük UPS üniteleri mevcuttur.

Bir otomatik transfer anahtarı (ATS) aracılığıyla bir UPS sistemine veya jeneratöre bağlı kritik bir yük veriyolu kurmak, sistem çapında bir yedek güç kaynağı (jeneratör veya katı hal UPS teknolojisi kullanarak) kurmanın maliyeti yüksekse bir seçenek olabilir. Korunan sistemleri çalışır durumda tutmak için, ana yükler bu ayrı güç kaynağı üzerinden AC ile beslenir.

Konsept Şekil 2'de gösterilmektedir. UPS cihazı, bir elektrik kesintisi durumunda her şeyi çalışır durumda tutmak için gereken tüm ekipmana elektrik sağlar.

(!) Elektrik kesintisi durumunda, ticari AC geri dönene kadar gereksiz (kritik olmayan) yükler düşürülür. Bir elektrik kesintisi tehdidi, kritik yük ilkesine dayalı bir bekleme sistemi kullanılarak etkin bir şekilde ele alınabilir. En önemli ekipman parçaları için kesin güç ihtiyaçlarını belirlemek, kritik bir yük veri yolunu devreye sokmanın ilk adımıdır.

Çoğu ekipman talimat kılavuzunda ortalama güç kullanım rakamlarını bulabilirsiniz. Üretici tarafından yayınlanmamış veya sağlanmadıysa verileri ölçmek için bir wattmetre kullanılabilir.

Şekil 2 – Kritik yük güç veri yolu konseptinin bir uygulaması

 

Bir kritik yük veriyolu planlarken, ticari bir elektrik kesintisi durumunda hangi yüklerin önemli olduğunu ve hangilerinin düşürülebileceğini kesin olarak belirlediğinizden emin olun. Büyük bir veri işleme merkezinin bilgisayar ekipmanı, kısa bir süre sonra sistem bileşenlerinin bozulabileceği sıcaklıklara ulaşacak veya klima hala çalışır durumdayken kesintiye uğrarsa donanım otomatik olarak kapanacaktır.

Isı değişim pompalarının, soğutma gruplarının ve soğutma fanlarının sürekli çalışmasını talep etmek gerekmeyebilir. Yine de herhangi bir kesinti süresi bir ila iki dakikadan uzun olmamalıdır. Hava soğutması kullanan bilgisayar sistemleri, genellikle 5 ila 10 dakikalık bir soğutma kesintisine dayanabilir.

1.1. Hangi Güç Dağıtım Seçeneklerine Sahibiz

Bilgisayar sistemleri, çevre birimleri ve diğer kritik yükler için garantili, güvenilir, temiz bir güç kaynağı olarak tanımlanabilecek olanı oluşturan esasen on iki yapı taşı vardır. Bunlar aşağıdaki gibidir:

1. Hizmet ve servis girişi (düşürücü transformatör, ana bağlantı kesintisi, elektrik tablosu, pano veya şalt)
2. Yıldırımdan korunma
3. Güç veri yolu
4. Tesis güç dağıtımı
5. Topraklama (EEP Academy'deki kursuna göz atın)
6. Güç koşullandırma ekipmanı
7. Kritik yük iklimlendirme
8. Frekans dönüştürücü (gerekirse)
9. DC yedek güç için piller (EEP Academy'deki kursuna göz atın)
10. Acil durum motor jeneratörü
11. Kritik yük güç dağıtım ağı
12. Acil durum hazırlık planlaması

 

Bu bileşenlerden herhangi biri, acil durumlar da dahil olmak üzere her zaman planlandığı gibi çalışmıyorsa kritik bir yükü destekleyen bir güç sisteminin güvenilir olduğu iddia edilemez.

(!) İşler genellikle böyle yürüdüğünden, işler iyi gittiğinde kayıtsız hissetmek kolaydır. Bu, herhangi bir acil durum müdahale planı bulunmadığından ve insanlar tüm sistemin nasıl çalıştığının farkında olmadığı için bir acil durum ortaya çıktığında feci kapanmalara neden olabilir.

Uygun eğitim ve düzenli takviye, güvenilir bir sistemin önemli elemanlarındandır.

 

1.2. Tesis Nasıl Yapılandırılır?

Önemli bir yük için yedeklilik ve güvenilirlik sunabilen sayısız donanım kurulumu vardır. Her durum farklı olduğu için seçenekleri ve daha da önemlisi riskleri bireysel olarak değerlendirmek gerekir. Ekonomi yasaları, maliyetin her zaman dikkate alınmasını gerektirir.

Bununla birlikte, uygun tasarım sayesinde, masraf genellikle kabul edilebilir bir aralıkta tutulabilir.

Güvenilirlik için tasarım, kamu hizmeti girişinde başlar. Şekil 3'te gösterilen ortak düzenleme, transformatördeki arızalardan ve devredeki ilgili anahtarlama cihazlarından kaynaklanan kesintilere karşı savunmasızdır. Ayrıca, servis girişi bakımı, tesisin kapatılmasını gerektirecektir.

 

Şekil 3 – Basitleştirilmiş servis giriş sistemi

Şekil 4'te, bağlı cihazlardan birinin arızalanması durumunda güç kaybına karşı koruma sağlamak için yedeklilik eklenmiştir. İki transformatör farklı fiziksel muhafazalarda yer aldığından, binaya giden elektriği kesmeden tek ayak üzerinde bakım yapılabilir.

Optimum güvenilirliği elde etmek için gücü bir tesis içinde dağıtmak için kullanılan strateji de aynı derecede önemlidir. Kampüs tarzı bir tesis veya bir süreç veya üretim tesisi ile çalışırken, önemli yükler tek bir oda veya seviyede yoğunlaşmak yerine kompleks içinde dağılabileceğinden bu görev daha zordur.

 

Şekil 4 – Arızaya dayanıklı servis giriş sistemi

Şekil 5, basit bir radyal sistem kullanılarak tesisteki güç dağıtımını göstermektedir. Gelen bir hat, bir servis giriş trafosu aracılığıyla ana ve hat besleyicilerini besler. Bu sistem, tek bir bina veya küçük bir proses tesisi için uygundur.

Basit, güvenilir ve en düşük maliyetlidir. Ancak, böyle bir sistem rutin bakım için kapatılmalıdır ve tek nokta arızasına karşı savunmasızdır.

 

Şekil 5 – Basit bir radyal konfigürasyon kullanarak ikincil tesis dağılımı

Şekil 6, bir arıza durumu etrafında yama yapmak için gerektiği gibi yüklerin aktarılmasına izin veren dağıtılmış ve yedekli bir güç dağıtım sistemini göstermektedir. Bu yapılandırma aynı zamanda, tüm tesisi düşürmeden bakım veya yükseltmeler için sistemin bölümlerinin enerjisinin kesilmesine izin verir.

Normal ve hatalı çalışma koşulları sırasında optimum esnekliğe izin veren döngü düzenine ve ilgili anahtarlara dikkat edin.

Şekil 6 - Yedekli, hataya dayanıklı ikincil tesis dağıtım sistemi

 

2. Temel Tesis Bakım Adımları

Tesis elektrik sisteminin bakımı, herhangi bir ciddi enerji yönetimi çabasının önemli bir parçasıdır. Aşağıdaki adımları düzenli olarak gerçekleştirin:

 

Adım #1 – Dağıtım kablolarına çekilen akımı ölçün. Güç talebi geçmişinin derlenebilmesi için ölçümleri belgeleyin.

Adım #2 – Sıkı olduklarından emin olmak için terminal ve ek bağlantılarını kontrol edin.

Adım #3 – Aşırı ısınma için güç sistemi kablolarını kontrol edin.

Adım #4 – Kablolarda yalıtım sorunları olup olmadığını kontrol edin.

Adım #5 – Pano ve devre kesici panellerini temizleyin.

Adım #6 – Kamu hizmeti girişinde faz-faz yük dengesini ölçün. Yük dengesizliği AC gücünün verimsiz kullanımına neden olabilir.

Adım #7 – Yükün güç faktörünü ölçün ve çizin. Isıtma, iklimlendirme, güvenlik ve alarm işlevleri dahil olmak üzere diğer bina sistemlerinin yanı sıra tüm güç ağının basitleştirilmiş tek satırlık bir şemasını geliştirin ve yayınlayın. Bu süreçte bir mimik tahta yardımcı olur.

 

Mimik panosu kontrol panelini, tüm AC güç dağıtım sistemini gösterecek şekilde oluşturun.

(!) Pano, hangi yüklerin veya devre kesicilerin açılıp kapatıldığını, hangi işlevlerin devre dışı bırakıldığını ve giriş voltajı, yük akımı ve toplam kVA talebi dahil olmak üzere temel çalışma parametrelerini gösteren aktif göstergelere sahip olmalıdır. Güvenlik hususları, makinelerin mimik kartından etkinleştirilmemesini gerektirir. Makinelere yalnızca cihazda enerji verilmesine izin verin. Alternatif olarak, aparatta bir uzaktan/yerel kontrol anahtarı varsa makinelerin uzaktan kontrolü sağlanabilir.

 

Çevre kontrol sistemleri yakından izlenmelidir. Klima, ısıtma ve havalandırma sistemleri genellikle bir tesisin güç yükünün önemli bir bölümünü temsil eder. Proses kontrol yeteneğine sahip bilgisayar tabanlı veri kaydı ekipmanı, ekipmanın durumunun izlenmesinde önemli ölçüde yardımcı olabilir.

 

Kaydedici, ilgili tüm değerleri düzenli olarak kaydedecek ve anormal durumları rapor edecek şekilde programlanabilir.

 

2.1. Pano Bakımı: Yapılması ve Yapılmaması Gerekenler

Bir tesiste AC güç şalterinin kurulumu, bir sorun ortaya çıkana kadar çok sık unutulur. Ana şalterin rutin muayene ve temizliğinin dikkatsiz kullanımı, yıkıcı yangınlar da dahil olmak üzere bir dizi arızaya yol açmıştır. Ana güç barasını içeren ark oluşturan herhangi bir şalt tertibatı ciddi şekilde kusurludur.

 

Koruyucu cihazlar açılmayabilir veya yalnızca önemli bir gecikmeden sonra açılabilir. Baralara ve muhafazalara verilen ark hasarı önemli olabilir. Yangın sıklıkla meydana gelir ve hasarı birleştirir.

 

Toz ve kir ile birleşen nem, yalıtım söz konusu olduğunda en büyük bozulma faktörüdür. Toz veya nemin, şalt arızalarının yarısı kadarını oluşturduğu düşünülmektedir. Bus desteklerinin yüzeyindeki ilk sızıntı yolları, flashover ve sürekli ark oluşumuna neden olur.

 

Kontağın aşırı ısınması, şalt arızasının bir başka yaygın nedenidir. Yanlış devre kesici kurulumu veya gevşek bağlantılar, yerel aşırı ısınmaya ve ark oluşumuna neden olabilir.

 

(!) Mevcut yüksek sıcaklıklar (6000°F'den fazla) nedeniyle bir ark hatası yıkıcıdır. Bir yay durağan bir olay değildir. Gazların iyonlaşması ve buharlaşmış metalin varlığı nedeniyle, bir ark çıplak baralar boyunca ilerleyebilir, hasarı yayabilir ve bazen açık devre kesicileri atlayabilir.

 

Üç fazlı sistemlerde çoğu arızanın tüm fazları kapsadığı gözlemlenmiştir. Olayı tetikleyen ilk hata yalnızca bir faz içerebilir, ancak bir arkın hareket eden doğası nedeniyle hasar hızla diğer hatlara yayılır.

 

Pano arızasının önlenmesi karmaşık bir disiplindir, ancak aşağıdaki genel yönergeleri göz önünde bulundurun:

 

Yönerge #1 – Hem orta gerilim hem de alçak gerilim şalt donanımı için yalıtımlı baralar kurun. Veri yolunun her fazı ve tüm bağlantıları, uygulamaya uygun elektriksel, mekanik, termal ve alev geciktirici özelliklere sahip yalıtımla tamamen kapatılmalıdır.

 

Yönerge #2 – Tesis için kapsamlı bir önleyici bakım programı oluşturun. Tüm pano donanımını toz ve kirden temiz tutun. Fiziksel bütünlük için bağlantı noktalarını periyodik olarak kontrol edin.

 

Yönerge #3 – Çevresel koşullar üzerinde kontrolü sürdürün.

 

(!) Kirletici maddelere, aşındırıcı gazlara, nemli havaya veya yüksek ortam sıcaklıklarına maruz kalan pano, felaketle sonuçlanan arızalara maruz kalabilir. Nem yoğunlaşmasına elverişli koşullar, özellikle toz ve kir mevcut olduğunda özellikle tehlikelidir.

 

Yönerge #4 – Aşırı akım açma ayarlarını doğru bir şekilde seçin ve bunları düzenli olarak kontrol edin. Güvenilir çalışma ile tutarlı olarak, koruma cihazlarının açma noktalarını mümkün olduğunca düşük olacak şekilde ayarlayın.

 

Yönerge #5 – Şalt sistemini farklı devre elemanlarını izole eden bölmelere ayırın. Ark ve yangının yayılmasını önlemek için otobüs kompartımanlarına dikey bariyerler eklemeyi düşünün.

 

Yönerge #6 – Güç dağıtım sistemindeki uygun noktalara toprak arızası koruma cihazlarını kurun.

 

Yönerge #7 – Geçerli tüm bina kurallarına uyun.

 

2.2. Yer Sistemi BAkımı: Yapılması ve Yapılmaması Gerekenler

Gözden uzak, akıldan ırak bir tesis zemin sistemi için geçerli değildir ya da en azından uygulanmamalıdır. Topraklama, elektronik ekipmanın güvenilir şekilde çalışmasını sağlamada çok önemli bir unsurdur. Bir zemin sistemi 10 yıl veya daha uzun süre gömülü kalmışsa, incelemeye tabidir. Toprak koşulları çok değişkendir, ancak çok az alanda radyal veya elek tabanlı bir zemin sisteminin 15 yıldan fazla dayanmasına izin veren toprak vardır.

 

Yer ağının inşası ve bağlanması yöntemi de sistemin nihai yaşam beklentisinde önemli bir rol oynayabilir. Örneğin, yalnızca mekanik yollarla (vidalar ve cıvatalar, sıkma ve perçinler) sabitlenen toprak iletkenleri, hafif toprak koşullarına bile maruz kaldıklarında hızla bozulabilir.

 

Ekzotermik bir yöntemle gümüşle lehimlenmedikçe veya bağlanmadıkça, bu tür bağlantılar tüm pratik amaçlar için kısa sürede yararsız olacaktır.

 

(!) Muayene süreci, arıza kanıtı olup olmadığını kontrol etmek için yer sisteminin bazı kısımlarını ortaya çıkarmayı içerir. Sorunlar için en büyük potansiyelin bulunduğu ara bağlantı noktalarına özellikle dikkat edin. Bazı durumlarda, iyi bir metal dedektörü, topraklama sisteminin bölümlerini belirlemeye yardımcı olacaktır.

Bununla birlikte, sistemdeki kesintileri tanımlamayacaktır. İncelemeyi tamamlamak için yer sisteminin bazı kısımlarının hala ortaya çıkarılması gerekecektir. Yer sistemi bileşenlerinin yerleşiminin doğru bir şekilde belgelenmesi, denetim çabalarına büyük ölçüde yardımcı olacaktır.

Gizli mekanik bağlantılara çok dikkat edin. Uzun süredir gömülü olan cıvatalar ciddi şekilde bozulmuş olabilir. Birkaç cıvatayı dikkatlice çıkarın ve durumlarını kontrol edin. Bir cıvata ciddi şekilde oksitlenirse, çıkarılırken bükülebilir. Yer sisteminin temsili kısımlarını ortaya çıkardıktan sonra, zeminin durumunu notlar ve fotoğraflarla belgeleyin.

Bunlar gelecekteki gözlem için bir referans noktası olarak hizmet edecektir.

Şekil 7, 8 ve 9'daki fotoğraflar, yaşlanan bir zemin sistemi ile ortaya çıkabilecek bazı sorunları göstermektedir. Fotoğraflarda gösterilen sistemle ilgili sorunların çoğunun, ilk etapta bileşenlerin yanlış takılmasından kaynaklandığını unutmayın.

Şekil 8 – Yer sistemi denetimi #2

 

Asitli toprak koşulları bu zemin ekranında delikler oluşturdu.

Şekil 9 – Yer sistemi denetimi #3

 

Bu zemin sisteminde, bir kulenin tabanı etrafındaki zemin ekranına radyalleri bağlamak için küçük bakır şerit parçaları kullanıldı. Uygun kurulum prosedürleri, bu tür bağlantılar için ekranın çevresine sağlam bir bant parçası yerleştirmiş olurdu.