Koruma rölelerinin sahadaki montajı, planın uygulanmasında meydana gelebilecek hatalar için bir dizi olasılık yaratır. Şema fabrikada kapsamlı şekilde test edilmiş olsa bile, sahadaki Akım Trafolarına (CT) ve Gerilim Trafolarına (VT) giden kablolama yanlış yapılmış olabilir veya CT’lere/VT’lere yanlış takılmış olabilir.
Bu tür hataların etkisi basit bir sıkıntıdan (enerji verildiğinde arka arkaya açma meydana gelir, hataları bulmak ve düzeltmek için araştırma yapılması gerekir) arıza koşullarında açma yapmamaya, büyük ekipman hasarına, tedariklerde kesintiye ve personel için potansiyel tehlikelere yol açmaya kadar gidebilir.
Bu riskleri ortadan kaldırmak için pek çok strateji mevcuttur, ancak hepsinin sahada gerçekleştirilecek bir çeşit testi vardır. Bu nedenle, koruma ekipmanı çalıştırılmadan önce sahada devreye sokma testleri her zaman yapılır. Devreye sokma testlerinin amaçları aşağıdaki gibidir:
- Ekipmanın nakliye veya kurulum sırasında hasar görmediğinden emin olmak
- Kurulumun doğru şekilde yapıldığından emin olmak
- Koruma düzeninin bir bütün olarak doğru işlediğini kanıtlamak
Gerçekleştirilen testler doğal olarak ilgili koruma planına, kullanılan röle teknolojisine ve müşterinin politikasına göre değişiklik gösterir. Çoğu durumda, fiili olarak yürütülen testler, müşteri temsilcisi ile kurulumu ve devreye sokma işlemini yapan ekip arasındaki karşılıklı anlaşma ile devreye sokma sırasında belirlenir.
Aşağıda bahsedilen testler, arızalar varsa koruma şeması düzgün çalışmayacağından her zaman gerçekleştirilir.
- Bağlantı kablolarının tüm referans numaralarını gösteren devre şemalarını kullanarak bağlantı şemasının kontrolü
- Ekipmanın genel muayenesi, tüm bağlantıların, röle trafolarındaki kabloların, terminal kartlarındaki etiketlerin vs. kontrolü
- Tüm devrelerin yalıtım direnci ölçümü
- Dijital/sayısal rölelerde röle kendi kendine test prosedürünü ve harici iletişim kontrollerini gerçekleştirme
- Ana akım trafolarını testi
- Polarite kontrolü
- Mıknatıslanma Eğrisi
- Ana gerilim trafolarını testi
- Polarite kontrolü
- Oran kontrolü
- Aşama kontrolü
- Koruma rölesi alarm/açma ayarlarının doğru girildiğinin kontrolü
- Doğru çalıştığını kanıtlamak için açma ve alarm devresi kontrolleri
Ayrıca, yukarıda belirtilen faktörlere bağlı olarak (bu teknik makalede ele alınmamıştır) aşağıdaki kontroller yapılabilir:
- Bir veya daha fazla ayar değerinde çalışmayı kanıtlamak için her rölede ikincil enjeksiyon testi
- Harici arızalar için kararlılığı kanıtlamak ve dahili arızalar için etkin akım ayarını belirlemek için her rölede birincil enjeksiyon testleri (bazı elektromekanik röle türleri için gereklidir)
- Koruma şeması mantığının testi
Yalıtım direnci testleri
Test edilecek kablo tesisatındaki kasıtlı tüm topraklama bağlantıları, örneğin akım trafoları, gerilim trafoları ve doğru akım (DC) kaynakları üzerindeki topraklama bağlantıları önce kaldırılmalıdır. Bazı yalıtım test cihazları, 5 kV'ı aşan tepe voltajları ile darbeler üretir. Dış kablo yalıtımı kontrol edilirken tüm elektronik ekipmanların bağlantısı kesilmelidir.
Yalıtım direnci toprağa ve elektriksel olarak ayrı devreler arasında ölçülmelidir. Okumalar kaydedilir ve yalıtımda herhangi bir bozulma olup olmadığını kontrol etmek için takip eden rutin testlerle karşılaştırılır.
Ölçülen yalıtım direnci, ilgili kablo miktarına, derecesine ve saha nemine bağlıdır. Genel olarak, eğer test bir kabinle sınırlandırılmışsa birkaç yüz megohmluk bir okuma elde edilmelidir. Uzun süreli saha kablolaması söz konusuysa okuma yalnızca birkaç megohm olabilir.
Koruma rölesi otomatik test prosedürü
Dijital ve sayısal röleler, ilgili röle kılavuzunda ayrıntıları verilen bir kendi kendine test prosedürüne sahip olacaktır. Rölenin doğru çalışıp çalışmadığını belirlemek için bu testler takip edilmelidir.
Bu, normalde röle bekçi uygulaması devresinin kontrol edilmesini, tüm dijital giriş ve çıkışların çalıştırılmasını ve bir test akımı veya gerilimi uygulanarak röle analog girişlerinin kalibrasyon dahilinde olduğunun kontrol edilmesini içerir.
Bu testler için, şemadan ziyade doğru rölenin çalıştığını kanıtlamak için yapılan bir test olduğundan, röle çıkışlarının normalde koruma şemasının geri kalanından bağlantısı kesilir.
SIPROTEC rölelerinin test ve devreye sokma sürelerini kısaltmak için, DIGSI 5'te kullanıcıya kapsamlı test ve teşhis işlevleri sunulmaktadır.
Birim koruma şemaları, birbirleriyle iletişim kurması gereken röleleri içerir. Bu, ek test gereksinimlerine yol açar. Röleler arasındaki iletişim yolu, yolun eksiksiz olduğundan ve alınan sinyal gücünün spesifikasyon dahilinde olduğundan emin olmak için uygun ekipman kullanılarak test edilir. Sayısal röleler, iletişim bağlantısının bir kısmının veya tamamının bir uçtan test edilmesini sağlayan geri döngü test araçlarıyla donatılabilir.
Bu testler tamamlandıktan sonra, gerekli röle ayarlarının girilmesi normaldir. Bu, röle ön panel kontrolleri aracılığıyla veya taşınabilir bir PC ve uygun yazılım kullanılarak manuel olarak yapılabilir.
Hangi yöntem kullanılırsa kullanılsın, doğru ayarların kullanılmış olduğunun ikinci bir kişi tarafından kontrol edilmesi arzu edilir ve ayarlar kaydedilir. Gerekli olan programlanabilir şema mantığı da bu aşamada girilir.
İkili girişlerin, ikili çıkışların ve LED'in izlenmesi ve test edilmesi için SIPROTEC röle kablolama test düzenleyicisi
Akım trafo testleri
Aşağıdaki testler normalde ana devrelere enerji verilmeden önce gerçekleştirilir: polaritenin ve akım trafosu mıknatıslanma eğrisinin kontrolü.
Polarite kontrolü
Birincil ve ikincil kutup işaretlerinin doğru olduğunu doğrulamak için her bir akım trafosu ayrı ayrı test edilmelidir (bkz. Şekil 1).
Akım trafosunun sekonderine bağlanan ampermetre, sağlam hareketli bir bobin, sabit mıknatıslı ve merkez sıfır tipi olmalıdır. Birincil sargıya enerji vermek için tek kutuplu basmalı düğme anahtarı aracılığıyla düşük gerilimli bir pil kullanılır. Basmalı düğmeyi kapatırken, DC ampermetre A pozitif bir hareket ve açıldığında negatif bir hareket vermelidir.
Şekil 1 - Akım trafosu polarite kontrolü
Mıknatıslanma eğrisinin kontrol edilmesi
Her bir akım trafosu mıknatıslanma eğrisinde birkaç nokta kontrol edilmelidir. Bu, birincil devre açık kalırken, ikincil sargının yerel ana kaynaktan değişken bir oto-transformatör aracılığıyla enerjilendirilmesiyle yapılabilir; bkz. Şekil 2.
(!) Karakteristik, gerilimde küçük bir artış için mıknatıslama akımının çok hızlı yükseldiği görülene kadar, uygulanan gerilimin uygun aralıklarında ölçülür. Bu, akım trafosunun yaklaşık diz noktası veya doyma akısı seviyesini gösterir.
Mıknatıslama akımı, sıfıra düşürüldüğü için benzer gerilim aralıklarında kaydedilmelidir.
Şekil 2 – Akım trafosu mıknatıslama eğrisinin test edilmesi
Test ekipmanının uygun şekilde derecelendirilmiş olmasına özen gösterilmelidir. Doyma akımının ölçülmesine izin vermek için kısa süreli akım derecesi CT sekonder akım derecesini aşmalıdır. Bu, CT sekonder akım derecesini aşacaktır. Mıknatıslama akımı sinüzoidal olmayacağından hareketli demir veya dinamometre tipi ampermetre kullanılmalıdır.
(!) Sekonder değerleri 1A veya daha düşük olan akım trafolarının, yerel şebeke beslemesinden daha yüksek diz noktası gerilimine sahip olduğu sıklıkla görülür. Bu durumlarda, mıknatıslanma eğrisini kontrol etmek üzere gerekli gerilimi elde etmek için bir yükseltici müdahale trafosu kullanılmalıdır.
Gerilim trafosu testi
Gerilim trafoları polarite, oran ve fazlama için test gerektirir.
Gerilim trafosunun polarite kontrolü
Gerilim trafosu polaritesi, CT polarite testleri yöntemi kullanılarak kontrol edilebilir. İkincil sargıya bağlı polarite ampermetre ile akü beslemesini birincil sargıya bağlamak için özen gösterilmelidir. Gerilim trafosu kapasitör tipindeyse kapasitör yığınının altındaki trafonun polaritesi kontrol edilmelidir.
VT için oran kontrolü
Bu kontrol, ana devre ilk kez çalıştırıldığında gerçekleştirilebilir. Gerilim trafosu sekonder gerilimi, isim levhasında gösterilen sekonder gerilimle karşılaştırılır.
Tek fazlı gerilim trafosunun isim plakası (fotoğraf: emadrlc.blogspot.com)
VT’nin faz kontrolü
Üç fazlı gerilim trafosu veya üç tane tek fazlı gerilim trafosu sırası için sekonder bağlantılar fazlama açısından dikkatlice kontrol edilmelidir. Ana devre çalışır durumdayken, faz dönüşü, aşağıdaki Şekil 3'te gösterildiği gibi, üç faza bağlanan bir faz dönüşü ölçer kullanılarak kontrol edilir.
Aynı birincil sistemde kanıtlanmış bir VT'nin mevcut olması ve ikincil topraklamanın kullanılması koşuluyla, artık doğru fazlamayı kanıtlamak için gerekli olan her şey, örneğin her iki "A" faz ikincil çıkışı arasında bir gerilim kontrolüdür. Fazlama doğruysa nominal olarak çok az gerilim olmalı veya hiç gerilim olmamalıdır.
(!) Fakat bu test, faz sırasının doğru olup olmadığını tespit etmez ama fazlar doğru konumlarından 120o kaydırılır, yani A fazı, Şekil 3'te faz C veya faz B'nin konumunu alır.
Bu, sigortaları B ve C fazlarından (diyelim) çıkararak ve VT'nin sekonderindeki faz-toprak gerilimlerini ölçerek kontrol edilebilir. Fazlama doğruysa yalnızca A fazı sağlıklı olmalı, B ve C fazları yalnızca küçük bir artık gerilime sahip olmalıdır.
Şekil 3 - Gerilim trafosu faz kontrolü
Röle terminallerinde herhangi bir faz açısına duyarlı röle üzerinde 'yükte' testler yapılırken doğru fazlama ayrıca kanıtlanmalıdır. Bilinen bir faz CT sekonderindeki yük akımı, ilgili faz-nötr VT sekonder voltajı ile karşılaştırılmalıdır.
Aralarındaki faz açısı ölçülmeli ve sistem yükünün güç faktörü ile ilgili olmalıdır.
Üç fazlı gerilim trafosunun kesik-üçgen tersiyer sargısı varsa o zaman yukarıdaki Şekil 3'te gösterildiği gibi, kesik delta VN ve VL'den iki bağlantı boyunca gerilim için bir kontrol yapılmalıdır. Gerilim trafosu birincil sargılarına uygulanan anma dengeli üç fazlı besleme gerilimi ile, anma yükü bağlıyken kopuk delta gerilimi 5V'un altında olmalıdır.
Koruma rölesi ayar kontrolleri (alarm ve açma ayarları)
Devreye alma sırasında bir noktada ilgili röle elemanlarının alarm ve açma ayarlarının girilmesi ve/veya kontrol edilmesi gerekecektir. Tüm planın tek bir yüklenici tarafından tasarlandığı ve sağlandığı durumlarda, ayarlar fabrikadan sevk edilmeden önce girilmiş olabilir ve dolayısıyla bunun tekrarlanmasına gerek yoktur.
Ayarları girme yöntemi, kullanılan röle teknolojisine göre değişir. Elektromekanik ve statik röleler için, her bir röle elemanı için ayarların manuel olarak girilmesi gerekir. Bu yöntem dijital/sayısal röleler için de kullanılabilir.
(!) Bununla birlikte, girilecek veri miktarı çok daha fazladır ve bu nedenle, bu amaç için normalde üretici tarafından sağlanan uygun yazılımın kullanılması olağandır. Yazılım aynı zamanda temel görevi olan, girilen verilerin kaydını çok daha kolay hale getirir.
Veriler girildikten sonra, koruma ayarı çalışmasından hesaplanarak önerilen ayarlara uygunluk açısından kontrol edilmelidir. Veri girişi için uygun bir yazılım kullanıldığında ayarlar röleye indirilmeden önce veriler kontrol edilirse kontroller tamamlanmış sayılabilir.
Aksi halde röle ayarlarının incelenmesi ve kaydedilmesi ile veri girişinin ardından bir kontrol yapılması gerekebilir veya bunun veri girişi sırasında yapılması yeterli kabul edilebilir. Kaydedilen ayarlar, müşteriye sağlanan çalıştırma belgelerinin önemli bir parçasını oluşturur.