YÜKSEK GERİLİM SİGORTALARI

YÜKSEK GERİLİM SİGORTALARI

Yüksek gerilim akım sınırlayıcı sigortalar, kullanılabildikleri aralığa göre genel amaçlı, artçı (back-up) ve tam aralık sigorta olmak üzere üç sınıfa ayrılır.

İlgili standart: TSE 60282-1/IEC 60282-1: Yüksek Gerilim Akım sınırlayıcı sigortalar

Genel amaçlı sigorta: En büyük kesme akımından 1 saat veya daha uzun süre içinde sigorta elemanının erimesine neden olan tüm akımları kesebilen akım sınırlayıcı sigortalardır.

Artçı (back-up) sigorta: En büyük kesme akımından minimum kesme akımına kadar tüm akımları kesebilen akım sınırlayıcı sigortalardır.

Tam aralık sigortası: Sigorta elemanının en büyük kesme akımlarına kadar erimesine neden olan bütün akımları kesebilen akım sınırlayıcı sigortalardır.

Sigortaların;

• Akım sınırlama özelliği “Akım Sınırlama Eğrileri”nde,
• Erime zamanları “Akım/Zaman Eğrileri” nde gösterilir. (Ek-1 ve Ek:2’de bunlarla ilgili örnek eğriler verilmektedir.)

YG SİGORTALAR VE DAĞITIM TRAFOLARI

YG Sigortalar OG/AG Dağıtım Trafolarının primer tarafına başlıca iki amaç için konulur. Bunlar;

1. AG şebekede meydana gelecek kısa devrelerde trafoyu korumak,
2. Dağıtım Trafosunun primer ya da sekonder sargılarında bir arıza olması halinde trafoyu şebekeden ayırmak içindir.

Transformatör koruma uygulamalarında sigortaların “Akım/Zaman Eğrileri”nde;

• Eğrilerde 0.1 ve 10 saniye kesme bölgeleri incelenebilmelidir.
• (If₁₀/In)<=6

((If _0.1/In)>=7 (In/100)^0.25 koşulları sağlanmalıdır.

In   : Seçilen sigortanın anma akımı

If_{10   :} Seçilen sigortanın 10 saniye erime zamanına denk gelen akım.

If _0.1: Seçilen sigortanın 0.1 saniye erime zamanına denk gelen akım.

Bu eğriler her karakteristikteki sigorta için ayrı ayrı verilmelidir.

Tanımlar

U_nf: Anma gerilimi. (Sigortanın kullanılacağı şebekedeki fazlar arası en yüksek gerilim değeridir. Bu  gerilimler ülkemizde 7.2 kV, 12 kV, 17.5 kV ve 36 kV’dur.)

I_nf: Anma akımı. (Sigortanın anormal ısınmalar haricinde sürekli dayanabileceği akımdır.    Sigortanın güç kayıpları için bu değer dikkate alınır.

I₃: Minimum kesme akımı. (Sigortada erimeye ve devreyi kesmeye sebep olan minimum   akım değeridir.)

I₁: Maksimum kısa devre kesme kapasitesi. (“kA”  olarak sigortanın kesebileceği en yüksek hata akımıdır.)

Sigorta Seçim Esasları:

1. Tanımlar:

• Sistem Karakteristikleri:

Un: Sistemin en yüksek faz-faz gerilimi. (kV)

Isk: Sistemin en yüksek üç fazlı kısa devre akımı. (kA)

• Transformatör Karakteristikleri:

P: Transformatör anma gücü (kVA)

Uk: Transformatörün kısa devre gerilimi (%)

Ui: İşletme gerilimi (kV)

Int: Transformatör anma akımı  = P / V3xUi

Ikt: Transformatör kısa devre akımı (Transformatörün sekonder terminalinde kısa devre meydana geldiğinde primer sargıdan geçen kısa devre akımı.)

Ikt = Int x100 / % Uk

Ie: Transformatörün mıknatıslanma darbe (inrush) akımı. (Transformatör gerilim altına alındığında şebekeden kısa süreli olarak çektiği akımdır. Genellikle nominal akımın 10 ila 12 katı kadar olup yaklaşık 100 milisaniye sürer.)

Kısa devre termik dayanma süresi: 630 KVA’ya kadar ……….. 2 saniye,

630 KVA ve üstü …………. 3 saniye.

1. Genel Kurallar:

• Sigortanın anma gerilimi (Unf) sistem anma gerilimine (Un) eşit olmalıdır.

Unf = Un

• Sigortanın maksimum kısa devre kesme kapasitesi (I1), sistemin en yüksek üç fazlı kısa devre akımına (Isk) eşit yada daha büyük olmalıdır.

I1 >=Isk

• Transformatörün primer sargısından geçen tam kısa devre akımı (Ikt), sigortanın minimum kesme akımına (I3) eşit yada daha büyük olmalı ve transformatörün kısa devre termik dayanım süresi içinde kesilmelidir.

Ikt >=I3

• Sigortanın yaşlanmasını önlemek için seçilecek sigortanın anma akımı (Inf), transformatörün anma akımının (Int) en az 1.3 katına eşit olmalıdır.

Inf >=1.3xInt

• Transformatör gerilim altına alındığında şebekeden yaklaşık 12 milisaniye  süre ile mıknatıslanma akımı (Ie) çeker. Seçilen sigortanın bu süre içinde erimemesi gerekir. Bu husus sigortanın akım/zaman eğrisinden kontrol edilmelidir.

• Tesis ve çalışma koşullarına dikkat edilmelidir. (Sürekli veya sürekli olmayan aşırı yükler, harici veya dahili kullanım, hücre içinde kullanım, sigorta yuvasında kullanım, v.b)

ÖRNEK:

Sigorta ile korunacak Dağıtım Trafosunun teknik karakteristikleri:

Anma gücü (P)………………..: 100 KVA

Kısa devre gerilimi (%Uk)..: 4.5

İşletme gerilimi (Ui)…………: 34.5 Kv

Anma akımı (Int)  …………….: 100/(V3x34.5= 1.67 Amper.

Primer kısa devre akımı (Ikt): (1.67×100)/4.5 = 37 Amper.

 

Transformatörün mıknatıslanma akımı (Ie)..: 14×1.67 = 23 Amper.

Mıknatıslanma akımı süresi …………………….: 150 milisaniye

 

Sistemin en yüksek üç fazlı kısa devre akımı (Isk) = 16 kA

Kullanım şekli: Harici

 

“Akım/Zaman Eğrisi” Ek:1 de verilen 36 kv, 6.3 Amp ve 10 Amp. sigortaların söz konusu transformatörün kısa devrelere karşı korunmasında uygun olup olmadığının kontrolu:

 

Seçim için genel kurallar dikkate alındığında;

 

GENEL KURALLAR	36 kv, 6.3 Amp Sigorta (Unf=36 kv; Inf=6.3 Amp; I3=35 Amp; I1=16 kA)	36 kv, 16 Amp Sigorta (Unf=36 kv; Inf=10 Amp; I3=46 Amp; I1=16 kA)
1. Unf ³Un	Sağlanıyor.	Sağlanıyor.
2. I1 ³Isk	16³16 olduğu için koşul sağlanıyor.	16³16 olduğu için koşul sağlanıyor.
3. Ikt ³I3	37³35 olduğu için koşul sağlanıyor. Erime zamanı uygun.	37³46 olmadığından koşul sağlanmıyor. Erime zamanı da uygun değil.
4.Inf ³1.3xInt	6.3³1.3×1.67 olduğu için koşul sağlanıyor.	10³1.3×1.67 olduğu için koşul sağlanıyor.
5.Mıknatıslanma akımında sigortanın açma süresinin kontrolu.	Akım/Zaman eğrisine göre 23 amperlik akım 150 milisaniyede kesilmemektedir. Yani trafo devreye alınırken sigortanın erimesi söz konusu değildir. Koşul sağlanmaktadır.	Akım/Zaman eğrisine göre 23 amperlik akım 150 milisaniyede kesilmemektedir. Yani trafo devreye alınırken sigortanın erimesi söz konusu değildir. Koşul sağlanmaktadır.
SONUÇ	UYGUN	UYGUN DEĞİL

 

ÖNEMLİ NOT: 36 kv, 100 KVA trafo için; “A” firmasının 10 Amp.lik sigortası uygun olurken, “B” firmasının 10 Amp.lik sigortası uygun olmayabilir. Bu nedenle seçilecek sigortalar yukarıda verilen esaslara göre kontrol edilmelidir.

Ek-1: Örnek Sigorta Eğrisi