R

1

• RÖLELER

2
Röle Tipleri ve Karakteristikleri

• Rölelerin ana fonksiyonu koruma bölgesindeki
  arizayi tespit etmektir.
• En yaygin kullanilan röle tipleri
• Asiri akim
• Mesafe koruma
• Diferansiyel
• Bucholz
• Pilot

3
Sabit zamanli Ters zamanli Röleler

• Sabit zamanli röleler
• Ariza akiminin büyüklügü, set edilen akim
  degerinden ne kadar büyük olursa olsun açma
  zamani daima sabittir.
• Ters zamanli röleler
• Ariza akimiyla açma zamani ters orantilidir.
  Çalisma egrileri logaritmik bir fonksiyondur.

4
Sabit zamanli Ters zamanli Röleler

• Sabit zamanli rölelerin handikabi ariza yerinin
  kaynaga yaklastikça ariza temizlenme süresinin
  artmasidir. Oysa ki, daha yüksek ariza akimlari
  söz konusu oldugunda, bu sürenin daha kisa olmasi
  önem arz etmektedir.
• Ters zamanli rölelerde ise ariza akimi arttikça
  ariza temizlenme süresi kisalmaktadir ki bu
  teçhizat korumasi için tam da istenen durumdur.

5
Asiri akim röleleri

• Akimin büyüklügü belirlenmis degeri astiginda
  çalisir. Eger ariza akimi If, rölenin çalisma
  (set) (pick-up) degeri Ip kabul edilirse
• If gt Ip ise röle çalisarak ilgili kesiciyi
  açtirir
• If lt Ip ise röle çalismaz
• Set degeri ayarlanabilir bir degerdir

6
Asiri akim rölesi

• Geleneksel olarak asiri akim röleleri manyetik
  indüksiyon prensibine göre çalisirlar
• Günümüzde ise ayni prensip mikroislemci tabanli
  röleler ile saglanir

7
Indüksiyon (elektromekanik) röle
8
Elektromekanik röleler

• Manyetik nüve ve alüminyum diskten olusur
• Sargilarina uygulanan akim, alüminyum diske dik
  bir manyetik alan olusturur
• Manyetik alan, disk üzerinde bir tork meydana
  getirir.
• Diskin dönmesi ve dolayisiyla hareketli kontagin
  (a) sabit kontaga (b) temas etmesi bir yay ile
  engellenir
• Giris akimi, set edilen akim degerini astiginda
  hareketli kontak artan manyetik kuvvet nedeniyle
  sabit kontak üzerine kapanir
• Akim siddeti arttikça olusan tork da artar. Bu da
  diskin daha hizli dönerek kontaklarin daha kisa
  sürede kapanmasini saglar.

9
Elektromekanik röleler

• Dolayisiyla, rölenin çalisma zamani, ariza
  akiminin karesi ile ters orantilidir.
• Bu durum da ters zaman karakteristigini olusturur.

10
Dijital röleler - Çalisma parametreleri

• Akim set degeri (Current tap setting) Ip
• Zaman ayari (time dial setting-TDS)
• Ayarlanabilir zaman gecikmesi
• Asiri akim rölesi çalisma zamani

11
Çalisma egrileri
12
Asiri akim röleleri

• Sekildeki egri tipi için A28,2, B0,1217, p2
• Sekildeki egride örnegin ariza akimi (If) 2 A
  ise ve röle çalisma akimi 1 A seçilirse M2
  olacaktir.
• TDS0,5 için çalisma zamani 5 sn iken TDS2 için
  19 sn olacaktir
• Çalisma zamanini düsürmek için, çalisma akimini
  düsürerek M arttirilabilir

13
Asiri akim röleleri
14
Asiri akim röle zaman koordinasyonu

• Ring sistemlerde, asiri akim rölelerin zaman
  koordinasyonu oldukça güç olabilir
• Örnegin X noktasinda bir ariza oldugunda B13 ve
  B31in arizayi temizlemesi istenir.
• Ancak, B32 de ariza akimini hissedecektir.
• B31 B32den hizli ise ariza yayilmadan
  temizlenebilir

15
Asiri akim röle zaman koordinasyonu

• Ancak, B32 B31den hizli ise 3 nolu barada
  gereksiz yere kesinti olacaktir
• Bu sorunu gidermek için B32nin B31den daha
  yavas çalisacak sekilde ayarlandigini farz
  edelim.
• Ancak bu defa da, Y noktasinda olusacak bir
  arizada B31 B32den daha hizli çalisarak yine 3
  nolu barada gereksiz kesintiye neden olacaktir

16
Yönlü röleler

• Ring sistemlerde yukarida açiklanan zorluklardan
  dolayi, yön elemani kullanilarak rölelerin sadece
  tek tarafindaki arizaya müdahale etmesi
  saglanabilir.
• Asagidaki sekilde kullanilan yönlü röleler
  sayesinde R12 rölesi 1 nolu baranin sagindaki,
  R21 rölesi ise 2 nolu baranin solundaki
  arizalarda çalisacaktir.

17
Yönlü röleler
P2 noktasindaki ariza Akim gerilimden geri P1
noktasindaki ariza Akim gerilimden ileri (Akim
yönü, P2 arizasindakinden ters yönde)
18
Yönlü röleler
19
Mesafe Koruma

• Ariza esnasinda gerilim azalir ve akim artar.
  Dolayisiyla, kisa devre empedansi, normal isletme
  kosullarindaki yük empedansindan daha küçüktür.
  Rölenin ölçtügü empedans degeri, ariza noktasi
  ile röle arasindaki mesafeye baglidir. Yani
  arizadaki empedans degeri, hattin uzunlugu ile
  orantilidir.
• Röle, belirlenmis mesafe içindeki arizalarda
  çalisir.
• Mesafenin ölçülmesi ölçü trafolarindan alinan
  gerilim ve akim bilgilerinden hesaplanan empedans
  degerine göre gerçeklestirilir

20
Mesafe Koruma

• Gerilim ve empedans grafiginde görüldügü gibi
  ariza noktasinda gerilim ve empedans sifir, ariza
  noktasindan uzaklastikça gerilim ve empedans
  degeri büyümektedir.
• Buna göre her transformatör merkezindeki mesafe
  koruma rölelerinde farkli empedans degerleri
  ölçülmektedir

21
Empedans Rölesi (Yönsüz mesafe koruma)

• Normal kosullarda, Z çok büyük olup Zr
  çemberinin disindaki bölgededir.
• Ariza esnasinda akimin artmasi ve gerilimin
  azalmasi sonucunda ölçülen empedans degeri Zr
  çemberinin içine girer ve röle çalisir

22
Mho Rölesi (Yönlü mesafe koruma)

• Empedans rölesinin karakteristigi sekildeki gibi
  degistirilerek yönlü röle haline gelmistir.

23
Diferansiyel Koruma

• Iki veya daha fazla yerden ölçülen akim
  degerlerinin farkina göre çalisir
• Eger fark, set edilen degerden büyükse röle
  çalisir

24
Diferansiyel Röleler

• Normal durumda ve diferansiyel koruma bölgesinin
  disindaki arizalarda I1-I20
• Koruma bölgesi içindeki arizalarda I1-I2If
• I1-I2gtIp ise çalisir
• I1-I2ltIp ise çalismaz

25
Bölge (zone) koruma
P1 B3-B4 P2 B8-B9-B10 P3 B5-B6

• Komsu bölgeler birbirleriyle örtüsmelidir
• Tüm kesiciler örtüsen bölgelerde olmalidir
• Sistemin tümü koruma bölgesi içinde olmalidir

26
Radyal Sistemlerde Koruma

• Genelde zaman gecikmeli asiri akim röleleri
  kullanilir.
• Ariza akimlarinin normal yük akimlarindan çok
  daha fazla oldugu durumlarda, röle zaman
  koordinasyonunu yapmak daha kolay olur.
• Asiri akim röle koordinasyonu, genellikle en
  fazla 5 kesiciye kadar uygulanabilir. Aksi
  taktirde, kaynaga yakin yerde asiri bir zaman
  gecikmesine neden olunabilir.

27
Radyal Sistemlerde Koruma

• P1 noktasindaki arizada sadece B3 kesicisinin
  açmasi istenir. Bu durumda sadece L3 yükü
  enerjisiz kalacaktir. B2ye B3ten daha fazla bir
  zaman gecikmesi ayarlanarak, B3ün önce açmamasi
  saglanir. B3te bir ariza oldugunda B2 gecikmeli
  olarak açarak arizayi temizler.
• Benzer sekilde, P2 noktasindaki arizada B2nin
  açmasi ve B1in kapali kalmasi istenir. Bu
  durumda L2 ve L3 enerjisiz kalacaktir. Ariza
  kaynaga daha yakin (P1e göre) oldugundan ariza
  akimi daha yüksektir.
• B2 B2-B3 arasindaki bölge için ana (primary)
  koruma, B3ün sagindaki bölge için ise artçi
  (backup) koruma saglar.
• B1 B1-B2 arasindaki bölge için ana, B2nin
  sagindaki bölge için ise artçi koruma saglar.

28
Radyal Sistemlerde Koruma

• Koordinasyon zaman araligi ana ve artçi koruma
  röleleri arasinda bilinçli olarak ayarlanan
  gecikmedir. Ariza temizlenme süresini etkileyen
  farkli etkenler (akim trafosu hatasi, ariza
  akiminin DC bileseni, kesici açma zamani vs.)
  mevcuttur. Bu yüzden, anilan etkenler göz önüne
  alinarak pratik olarak 0,2-0,5 sn. arasinda
  koordinasyon zaman araliklari belirlenir.

29
Radyal Sistemlerde Koruma

• Radyal sistemlerde mümkün olan en az sayida
  kademeli koruma uygulanmasi gerekmektedir. Aksi
  taktirde, koordinasyon zaman araliklari nedeniyle
  kaynaga yakin arizalarin temizlenme süresi
  teçhizatin dayanma kapasitesinden uzun olabilir.
• En az sayida koruma kademesi uygulamasi için
  kisa ve sisman dagitim sistemi yapisi, uzun ve
  inceye nazaran daha uygundur.

30
Radyal Sistemlerde Koruma

• Radyal sistem yapisinin uzun ve ince olmasi
  durumunda uygun zaman koordinasyonunu
  gerçeklestirebilmek için sistemin uygun yerlerden
  bölünmesi gerekebilir.