BilalG
Üye
- Katılım
- 30 Eki 2008
- Mesajlar
- 91
- Puanları
- 1
YÜKSEK GERİLİM GÜÇ KESİCİLERİNDE SON GELİŞMELER
1865’ten beri yüksek gerilim güç kesicilerini kullanõlmaktadõr. İlk olarak havalõ kesiciler
imal edilmiştir. 1890’lõ yõllarda ise yağlõ kesicilerin üretimine başlanmõş ve 1900’lü yõllara
gelindiğinde az yağlõ kesiciler üretilmiştir. Bunlarõ 1930’lu yõllarda üretimine başlanan
basõnçlõ havalõ kesiciler izlemiştir. Günümüzde en çok tercih edilen SF6 gazlõ kesicilerin
1950’lerde, vakumlu kesicilerin ise 1960’larda imal edilmeye başlanmasõ kesici
gelişiminde bir çağ atlanmasõna neden olmuştur. Yakõn bir zamana kadar Avrupa’da ve
ülkemizde orta gerilim şalt tesislerinde çoğunlukla tam yağlõ, az yağlõ ve basõnçlõ havalõ
kesiciler kullanõlmaktaydõ. Basõnçlõ havalõ kesiciler ark fõrõnlarõ v.b. gibi ağõr işletme
şartlarõnõn söz konusu olduğu tesisler için, tam yağlõ ve az yağlõ kesiciler de enerji
dağõtõm tesisleri için ön görülmekteydi. Ancak zamanla şebekelerin büyümesi ve açma
güçlerinin artmasõ, kesicilerin çok sõk şalterleme yaparak bakõm periyotlarõn kõsalmasõna
neden olduğundan, daha az bakõm gerektiren kesici tiplerine ihtiyaç hasõl olmuştur. Bu
nedenle daha az bakõm gerektiren vakumlu ve SF6 gazlõ kesiciler geliştirilmiş ve özellikle
şalterleme sayõsõnõn fazla olduğu yerlerde gittikçe artan bir şekilde kullanõlmaya
başlanmõştõr.
Bilindiği gibi kesicinin en önemli görevi kõsa devre anõnda devreyi açmaktõr. Kesicide
açma anõnda meydana gelen arkõn süratle söndürülmesi, peşpeşe açma ve kapama
yapõlabilmesi, hõzlõ açma kapama yapõlabilmesi ve kontaklarõn nominal akõmlarõ
õsõnmadan, kõsa devre akõmlarõnõ ise kõsa bir süre için taşõyabilir durumda olmasõ en çok
aranan özelliklerdir. Son yarõm yüzyõl içinde güç iletim sistemlerinin gerilimleri 110
kV’lardan 750 kV’lara ulaşmasõ ve bunun sonucunda kõsa devre açma güçleri 1000
MVA’dan 50000 MVA’lar mertebesine gelmesi ve kõsa devre akõmlarõnõn büyümüş
olmasõ nedeniyle kesicilerin işleri daha da zorlaşmõştõr. Yine bu süre zarfõnda sistem
stabilitesi bakõmõndan toplam kesme süresi oldukça kõsalmõştõr. Kazanlõ tipteki yağlõ
kesicilerde kesme süresi 10 - 20 periyod gibi uzun sürelere varõrken, ark soğutma
sisteminin geliştirilmesi ile bu süre önce 6 - 8 periyoda ve daha sonra 2 periyoda
indirilebilmiştir. Bugün yüksek güç istasyonlarõ için 0,5 periyotta kesen generatör güç
kesicileri geliştirilmiştir. Elektrik enerjisine olan talebin gittikçe artâcağõ bir gerçektir.
Önümüzdeki 25 yõl içinde gelişmiş ülkelerde 750 - 15000 kV’luk enterkonnekte
şebekelerde, 20000 - 30000 MW’lõk kurulu güçlere erişileceği tahmin edilmektedir. Bu
gelişme sonucunda güç üretiminde 30000 MW’lar mertebesinde daha büyük güç
santralleri ortaya çõkmasõ beklenmektedir. Halen geliştirilmekte olan kõsa devre
sõnõflandõrma tekniklerine rağmen sistem stabilitesi bakõmõndan, 1 periyotta kesen ve
empedans değişimi, akõm sõnõrõ ile senkronize edilmiş çok güçlü kesicilere ihtiyaç
olabileceği tahmin edilmektedir. Türkiye enterkonnekte şebekesi bugün yaklaşõk olarak
20000 MW’lõk bir kurulu gücü sahiptir. Bu nedenle Türkiye enterkonnekte şebekesinin bu
tür problemlere uzak olduğu söylenebilir. Fakat, ülkemizin gelişme sürecinde olduğu ve
elektrik enerjisine olan ihtiyacõn hõzla artacağõ göz önüne alõndõğõnda ülkemizin de bu tür
konulara şimdiden eğilmesi yararlõ olacaktõr.
Günümüzde daha çok kullanõlmakta olan SF6’lõ ve vakumlu kesicileri inceleyelim:
SF6’lõ Kesiciler
Günümüzde yaygõn olarak kullanõlmakta olan gaz yalõtõmlõ kesiciler, 1950-1960 yõllarõ
arasõnda yağ ve basõnç kombinasyonu olarak gerçekleştirildi. 1960’lõ yõllarda Fransa’da
yapõlan araştõrmalarda bazen SF6 gazõ bazen de basõnçlõ hava kullanõldõ. Araştõrmalarõn
sonuncunun imalatçõlarõ tatmin etmesi üzerine bugün çok geniş kullanõm alanõna sahip
olan SF6 gazlõ kesicileri doğmuş oldu.
SF6 açõk adõ sülfür heksaflorid olan bir gazdõr. SF6, 18.yy. başlarõnda Paris’te
Moissanve Lebeu tarafõndan ilk defa flor gazõ içinde kükürdün yakõlmasõ ile elde
edilmiştir. 1937’de Cooper SF6 gazõnõn yalõtkan olarak kullanõlmasõ konusunda
araştõrmalar yapmõş ve SF6’nõn yalõtõm gazõ olarak kullanõlabileceğini saptamõştõr.
1938’de Alman Panent Grosse elektrik arkõnõ söndürmek amacõyla SF6 gazõnõ kullandõ.
Sanayileşmesi 1948’de Amerika’da başladõ ve SF6 gazlõ ilk güç şalteri 1960’da burada
üretildi. 1966’da ise ilk gaz yalõtõmlõ şalt tesisi yapõldõ. 1970’den itibaren SF6 gerek orta
gerilimde gerek ise yüksek gerilim güç kesicilerinde yağ ve basõnçlõ havanõn yerini aldõ.
SF6 gazõ, delinme dayanõmõnõn havanõn 2 ila 3 katõ olmasõ, kimyasal kararlõlõğõ, õsõl
iletkenliğinin iyi olmasõ, alev almamasõ ve ark söndürme karakteristiğinin iyi olmasõ
nedeniyle birçok kullanõm alanõna girdi ve günümüzde orta ve yüksek gerilim enerji
sistemlerinde, gaz yalõtõmlõ kablo, gazlõ ayõrõcõ, yük ayõrõcõsõ, kesici, şalt dolabõ ve genel
olarak transformatör istasyonlarõnda oldukça geniş bir uygulama alanõ buldu.
SF6’lõ kesiciler hõzlõ kesme süresi sayesinde arõzalarõ hemen önleyebilmeleri ve hõzlõ
kesme zamanõna bağlõ olarak bakõm sayõsõnõn az olmasõ, generatörleri iletim ve güç
sistemlerine direkt olarak bağlamada kritik açma ve kapama olaylarõnda diğer kesicilere
göre daha dayanõklõ olmalarõ, gerilim düşümünün azlõğõ ve senkronizasyon sağlama
açõsõndan en uygun kesici olmalarõ başlõca tercih nedenleridir.
Vakumlu Kesiciler
Vakumlu kesicilerde ilk önemli araştõrma 1926 ile 1931 yõllarõ arasõnda California
Teknoloji Enstitüsü tarafõndan yapõlmõştõr. Bu araştõrma sonunda birkaç laboratuar
yapõlmõş, ancak o günün teknolojisi pratik ve ekonomik bir kesici geliştirmeyi
saglayamadõgõ için çalõşmalara son verilmiştir. 1950’li yõllara gelindiğinde vakuma ilgi
tekrar başlamõş ve araştõrmalar tekrar yapõlmaya başlanmõştõr. Bunun sonucunda 1960’lõ
yõllarda, o zamana kadar kullanõlan yağlõ kesicilerden daha uzun ömürlü ve güvenilir olan
vakumlu kesiciler imal edilmiştir. Vakumlu kesiciler, yapõmlarõnda kullanõlan malzemeler
açõsõndan doğa dostudur. Canlõlar için zararsõz olan ve yangõn tehlikesi içermeyez. Bu
nedenle SF6 gazlõ kesicinin kullanõmõnõn minimuma indirgenmeye çalõşõldõğõ yerlerde en
çok tercih edilen kesici tipidir. Doğaya zarar vermemelerinin yanõnda, devre kesme
karakteristiğinin iyi olmasõ, güvenli olmasõ, bakõm maliyetinin düşük olmasõ, kompakt
boyutlarõ nedeniyle, küçük hacim ve düşük kesici ağõrlõklarõ olmasõ nedeniyle
günümüzde oldukça fazla tercih edilmektedirler.
Günümüzde 6-36kV gerilim kademelerinde vakumlu kesiciler geniş bir kullanõm alanõna
sahip duruma gelmişlerdir. Üretilen tüm kesicilerin içinde bu gerilim kademesi için
üretilen bu tür anahtarlama elemanlarõnõn payõ Avrupa ve Amerika da %70, Japonya da
%100 ve Rusya da %50’dir.
Bugün 100kA e kadar kõsa devre akõmõ kesebilen anahtarlama elemanlarõ mevcuttur. Bu
nedenle vakum teknolojisinin yeterince geliştiği söylenebilir ve kesici kapasitelerini
arttõrmaktan çok maliyeti daha düşük, daha ucuz, daha güvenilir ve bakõmõ oldukça az
kesicilerin geliştirilmesi amaçlanmaktadõr.
1000 kV SF6 GAZLI YÜKSEK GERİLİM KESİCİLER
Günümüzde 1000 kV luk enerji iletim hatlarõ, gerekli yüksek gerilim korunumuyla, tercih
edilebilir koşullarda kurulabilir. Herkes tarafõndan bilinen Mitsubishi Elektrik, bu yõl 1000
kV luk gazlõ yüksek gerilim güç kesicisini (GCBs) bu koşullar için üretmiştir. Yeni Gcb ile
birlikte gelen yeni direnç metodu, devre kapamalarõnda 550 kV luk sistemlere
benzerken, devre açmalarõnda yepyeni kesim metodlarõnõ da getirmiştir. Bu yeni
sistemde kullanõlan, direnç serisi 550 kV Gcb lere göre 15 kat daha uzun olmakla
beraber, ana kesicilerden sonra belli bir zaman aralõğõnda direnç kesicilerin açõlmasõnõ
sağlayan bir gecikme fonksiyonu içermektedir.
Üretim aşamasõnda iki farklõ problemle karşõlaşõlmõştõr. Bunlardan birincisi, her güçlü ve
ağõr ekipman eşliğinde ki bu ekipman içinde dünyanõn en yüksek kapasitorlu ve ana
kesicileri kontrol için hidrolik bir mekanizma vardõr, güvenilirliği sağlamak, ikincisi ise
direnç tasarõmõ ve direnç kesicileri için yeni teknoloji geliştirmek olmuştur. Diğer taraftan
başka bir problem ise bu kesici, direnç serilerini ve diğer elemanlarõ birbirinden bağõmsõz
olacak şekilde yaratmak, ve bağlandõğõnda ise maksimum güvenliği yine elde
barõndõrmaktõ.
Ana kontağõ 550 kV’luk kesicilere göre %30 daha hõzlõ açõlmaktadõr . Fakat bu
kesicilerde kullanõlan, direnç kesiciler mükemmel dielektik özelliği gerektirirler.
Maksimum akõmõn 2 kA olduğu faz dõşõ bir kesimde, direnç kontaklarõ elbette ana
kontaklardan daha kararsõz davranacaktõr. Böyle bir durumda 1 mikrosaniye kadar bir
sürede 3 kV gerilim artõşõ gözlenecektir. Böylece tepe gerilim değeri, 2515 kV
olmaktadõr.
Ana kesiciler için hidrolik işlem sistemi ile istenen çõkõş 1000 kV elde edilir. Direnç
kesiciler ise bu şart altõnda tõpkõ 300 kV GCB gibi davranmayõ sürdürür. Diğer taraftan
hidrolik basõnç, kontak açõlõmõ ve kapamalarõnda oluşan anlõk gerilim değişimleri hariç,
1000 kV’ luk GCB ilk olarak
Tokyo Elektrik Şirketine bağlõ
Shin-Haruna Ekipman test
merkezinde 1994 yõlõnda
kullanõlmõştõr. Uzun süreli
gerilim ve akõm testleri 1995
yõlõnda başlamõş ve hala aktif
durumda devam etmektedir.
diğer değişimleri engeller. Bu işlem mekanizmasõ, kontak açõm ve kapama
durumlarõnda, bir gecikme yaratõr. Bu fonksiyon daha önce de hidrolik devrelerde
güvenlik için kullanulmõş bir özelliktir.Direnç kesiciler termal ve dielektrik özellikleri
defalarca, kullanõmdan önce teste tabi tutulur.
TOSHIBA SF6 GAZLI KESİCİLER
• Giriş:
Toshiba gazlõ kesiciler (GIS), ilk defa 1969 yõlõnda bin farklõ istasyonda, beş bin tane
72,5 kV’tan 1100 kV ‘a kadar gerilim altõnda çalõşabilen yardõmcõ ürünlerle birlikte
kullanõlmaya başlanmõştõr. Toshiba en son 1100 kV mertebesinde GIS üretmiştir.
• Özellikler:
1. Ergonomi ve açõk alan uyarlõlõğõ :
Toshiba GIS hem dağlõk alanda, hem de yerleşim alanlarõnda fazla bir yere
gereksinim duymadan kullanõlabilir.
2. Çevre kirliliğine karşõ korumasõ :
Tüm “canlõ” parçalarõ, metal bir koruma içerisinde olan GIS’ler kum fõrtõnalarõna,
atmosfer nem artmasõ yada tuzlanma gibi reaksiyonlara neden olmaz.
3. Kolay kurulum ve güvenli işlem :
“Canlõ” parçalar (bara ve diğer bağlantõlar) kapalõ ve kontrol edilmesi mümkün
kõlõnmayan kapalõ bir metal içerisinde olduğu için hem kullanõcõlara güvenlik, hem
de kuruculara kolaylõk sağlar.
4. Yüksek kaliteli yan ürünlerle çalõşabilmesi :
Sadece pratik ve güvenli, ayrõca ticari anlamda en iyi yan ürünleri kullanan
GIS’ler, Japon standartlarõndan vazgeçmemektedir.
5. Güvenli basõnç tanklarõ :
Bu tanklar da Japon basõnç tankõ prosedürlerine uygun tasarlanmõştõr.
6. Bilgisayar tabanlõ üretim (CIM) :
Müşterilerin güven şüphelerine ve piyasanõn ürün ihtiyacõna tam anlamda cevap
verebilen GIS’ler, CIM sayesinde üretim kaynaklarõna bağlõ olarak bir kontrol
mekanizmasõ geliştirmiştir.
SIEMENS GÜÇ KESİCİLERİ
Giriş
• Güvenilir açma ve kapama
• Birçok kez yapõlan anahtarlamalarda dahi rated ve kõsa devre akõmlarõnõ
tutarlõ söndürme performansõna sahiptirler
• Yüksek performans, güvenilir bakõm ve ücretsiz çalõşma mekanizmalarõ
Başlõca Yapõ Elemanlarõ
Bütün Siemens devre kesici çeşitleri, havalõ ve gazlõlar da dahil, aynõ elemanlarõ
içerirler, örnek olarak:
• Engelleme üniteleri
• Çalõşma mekanizmasõ
• Sealing sistemleri
• Çalõşma değneği
• Kontrol elemanlarõ
72 kVtan 800 kVa Kadar Olan Devre Kesicileri
Engelleme Ünitesi
Başlõca Özellikleri:
• Aşõnmayõ önleyici grafit memeler
• Sürekli yüksek dielektrik kuvveti
• Bütün performans dizilerine karşõ tutarlõ söndürme kabiliyeti
• Yüksek sayõlarda kõsa devre kesme operasyonu
• Uzun bakõm aralõklarõ
Çalõşma mekanizmasõ
Temel Özellikleri:
• Çalõşma enerjisi bolluğu
• Uzun anahtarlama dizileri
• Herhangi bir esnada enerji rezervlerinin güvenli kontrolü
• Yedek kaynak kullanõlamaz duruma gelse bile, anahtarlama pozisyonlarõ
güvenli olarak devam ettirilir
• Aşõrõ güçlü temeller
• Düşük sesli anahtarlama
• Yağ sõzõntõsõz ve dolayõsõyla çevreci
• Ücretsiz koruma
Yayda Depolanmõş Enerjinin Çalõşma Mekanizmasõ
Başlõca Özellikleri:
• Karmaşõk olmayan, birkaç hareket edebilen parçalardan oluşan sağlam
yapõ
• Bakõm gerektirmez
• Titreşime karşõ izole edilmiş mandallar
• Şarj etme mekanizmasõnõn yükten bağõmsõz dekuplajõ
• Erişilebilme kolaylõğõ
• 10000 kez açma kapama
PELKA VAKUMLU KESİCİ
Avantajlarõ:
Ağõr işletme şartlarõ altõnda yüksek performans
PVB tipi Vakumlu Kesiciler , -25° C ve +55° C sõcaklõk, %90-%100 bağõl nem ve
denizden 1000 m yükseklik gibi ağõr iklim şartlarõ altõnda bile, yüksek
performansla çalõşõrlar.
Yüksek işletme güvenliği-Çevre dostu olma niteliği
PVB tipi Vakumlu Kesiciler özellikle işletme güvenliğini maksimuma çõkartmak
amacõyla tasarlanmõştõr. Ayrõca, PVB tipi Vakumlu Kesiciler çevreyle dosttur,
çünkü çalõşma sõrasõnda ne çevreyi kirletici gaz çõkõşõ vardõr, ne de çevreyi
rahatsõz edici gürültü oluşur. Hiçbir şekilde alev alma yada patlama riskleri yoktur.
20 yõl bakõm gerektirmeyen işletme
PVB tipi Vakumlu Kesiciler normal işletme şartlarõnda en az 20 yõl bakõm
gerektirmezler (Yağlama, ayarlama, vakum tüpü değiştirme gereksinimleri
yoktur).
Vakum Tüpleri:
Tüplerin kesme kapasiteleri aşağõdaki gibidir:
Anma işletme akõmõnda (In) : 20 000 defa
% 100 anma kõsa devre akõmõnda (Isc) : 100-125 defa
Anahtarlama fonksiyonlarõnõn fazlalõğõ
PVB tipi Vakumlu Kesiciler farklõ uygulama alanlarõnda bir çok açma kapama
işlemini mükemmel şekilde gerçekleştirebilirler. (Örneğin: yüksüz trafoda,
kablolarda, havai hatlarõnda,
endüksiyon motorlarõnda, kapasitör gruplarõnda.)
SF6 VE VAKUMLU KESİCİLERİN GELECEĞİ
SF6 gazõnõn azda olsa ozona zarar verdiği anlaşõlõnca Kyoto zirvesinde SF6 gazõnõn
kullanõmõna kõsõtlamalar getirildi.tabi bu kõsõtlamadan kesicilerde etkilendi. Şu an
yapõlamakta olan geliştirmeler parçalardaki kaçaklarõn azaltõlmasõ, gaz emisyonunun
minimuma indirilmesi ve kullanõlan parçalarõn boyutunun küçültülmesi yönündedir.
Bununla birlikte gelecekte daha iyi bir çözüm bulunana kadar SF6 gazõ kullanõlmalõdõr.
Çünkü bu gaz hem iyi bir yalõtkan hem de iyi bir ark söndürücüdür. Ama SF6 gazõnõn
kullanõmõnõn yüksek oranlarda olmasõnõ engellemek için belli sõnõrlamalar getirilmelidir.
Bu sõnõrlamanõn uygulanmasõ da kolay bir şekilde olur.örneğin SF6’yla beraber başka bir
gaz kullanõlabilir.
Bu gazlõ kesicilerde, kesici kontaklarõ basõnçlõ hava veya manyetik alan etkisinde
bõrakõlarak arkõn söndürülmesi sağlanarak daha az gaz kullanõlmasõ sağlanabilir.
Vakumlu kesiciler SF6’lõ kesiciler gibi zararlõ bir gaz içermez aynõ zamanda çok özel
karakteristikleri vardõr. Yani vakumlu kesicilerin çeşitli sahalarda özel uygulamalarõ ile
çok yaygõn bir şekilde kullanõlmasõ beklenmektedir.
Malzeme bilimindeki gelişmeler ile yüksek gerilim dalõnda da birçok yenilikler
kaydedilebilir. Örneğin güç elektroniği cihazlarõnda yarõ iletken elemanlar kullanõlarak
kayõplar 10 kata kadar azaltõlõyor ve bunun yanõnda gerilime dayanõklõlõk da artõrõlõyor. Bu
uygulamalar güç kesiciler içinde kullanõlabilir.
Bilgi teknolojilerinin (IT) kullanõmõ da çok yangõnlaşmaktadõr. IT teknolojisi bilgi akõşõ ve
kontrol için çok kullanõşlõdõr. Örneğin şu an güç sistemlerinin denetiminde bu teknolojiler
kullanõlmaktadõr. Kesicilerin anahtarlamalarõnda senkronlamayõ sağlamak için bilgi
teknolojilerinde de yararlanõlabilir.
1865’ten beri yüksek gerilim güç kesicilerini kullanõlmaktadõr. İlk olarak havalõ kesiciler
imal edilmiştir. 1890’lõ yõllarda ise yağlõ kesicilerin üretimine başlanmõş ve 1900’lü yõllara
gelindiğinde az yağlõ kesiciler üretilmiştir. Bunlarõ 1930’lu yõllarda üretimine başlanan
basõnçlõ havalõ kesiciler izlemiştir. Günümüzde en çok tercih edilen SF6 gazlõ kesicilerin
1950’lerde, vakumlu kesicilerin ise 1960’larda imal edilmeye başlanmasõ kesici
gelişiminde bir çağ atlanmasõna neden olmuştur. Yakõn bir zamana kadar Avrupa’da ve
ülkemizde orta gerilim şalt tesislerinde çoğunlukla tam yağlõ, az yağlõ ve basõnçlõ havalõ
kesiciler kullanõlmaktaydõ. Basõnçlõ havalõ kesiciler ark fõrõnlarõ v.b. gibi ağõr işletme
şartlarõnõn söz konusu olduğu tesisler için, tam yağlõ ve az yağlõ kesiciler de enerji
dağõtõm tesisleri için ön görülmekteydi. Ancak zamanla şebekelerin büyümesi ve açma
güçlerinin artmasõ, kesicilerin çok sõk şalterleme yaparak bakõm periyotlarõn kõsalmasõna
neden olduğundan, daha az bakõm gerektiren kesici tiplerine ihtiyaç hasõl olmuştur. Bu
nedenle daha az bakõm gerektiren vakumlu ve SF6 gazlõ kesiciler geliştirilmiş ve özellikle
şalterleme sayõsõnõn fazla olduğu yerlerde gittikçe artan bir şekilde kullanõlmaya
başlanmõştõr.
Bilindiği gibi kesicinin en önemli görevi kõsa devre anõnda devreyi açmaktõr. Kesicide
açma anõnda meydana gelen arkõn süratle söndürülmesi, peşpeşe açma ve kapama
yapõlabilmesi, hõzlõ açma kapama yapõlabilmesi ve kontaklarõn nominal akõmlarõ
õsõnmadan, kõsa devre akõmlarõnõ ise kõsa bir süre için taşõyabilir durumda olmasõ en çok
aranan özelliklerdir. Son yarõm yüzyõl içinde güç iletim sistemlerinin gerilimleri 110
kV’lardan 750 kV’lara ulaşmasõ ve bunun sonucunda kõsa devre açma güçleri 1000
MVA’dan 50000 MVA’lar mertebesine gelmesi ve kõsa devre akõmlarõnõn büyümüş
olmasõ nedeniyle kesicilerin işleri daha da zorlaşmõştõr. Yine bu süre zarfõnda sistem
stabilitesi bakõmõndan toplam kesme süresi oldukça kõsalmõştõr. Kazanlõ tipteki yağlõ
kesicilerde kesme süresi 10 - 20 periyod gibi uzun sürelere varõrken, ark soğutma
sisteminin geliştirilmesi ile bu süre önce 6 - 8 periyoda ve daha sonra 2 periyoda
indirilebilmiştir. Bugün yüksek güç istasyonlarõ için 0,5 periyotta kesen generatör güç
kesicileri geliştirilmiştir. Elektrik enerjisine olan talebin gittikçe artâcağõ bir gerçektir.
Önümüzdeki 25 yõl içinde gelişmiş ülkelerde 750 - 15000 kV’luk enterkonnekte
şebekelerde, 20000 - 30000 MW’lõk kurulu güçlere erişileceği tahmin edilmektedir. Bu
gelişme sonucunda güç üretiminde 30000 MW’lar mertebesinde daha büyük güç
santralleri ortaya çõkmasõ beklenmektedir. Halen geliştirilmekte olan kõsa devre
sõnõflandõrma tekniklerine rağmen sistem stabilitesi bakõmõndan, 1 periyotta kesen ve
empedans değişimi, akõm sõnõrõ ile senkronize edilmiş çok güçlü kesicilere ihtiyaç
olabileceği tahmin edilmektedir. Türkiye enterkonnekte şebekesi bugün yaklaşõk olarak
20000 MW’lõk bir kurulu gücü sahiptir. Bu nedenle Türkiye enterkonnekte şebekesinin bu
tür problemlere uzak olduğu söylenebilir. Fakat, ülkemizin gelişme sürecinde olduğu ve
elektrik enerjisine olan ihtiyacõn hõzla artacağõ göz önüne alõndõğõnda ülkemizin de bu tür
konulara şimdiden eğilmesi yararlõ olacaktõr.
Günümüzde daha çok kullanõlmakta olan SF6’lõ ve vakumlu kesicileri inceleyelim:
SF6’lõ Kesiciler
Günümüzde yaygõn olarak kullanõlmakta olan gaz yalõtõmlõ kesiciler, 1950-1960 yõllarõ
arasõnda yağ ve basõnç kombinasyonu olarak gerçekleştirildi. 1960’lõ yõllarda Fransa’da
yapõlan araştõrmalarda bazen SF6 gazõ bazen de basõnçlõ hava kullanõldõ. Araştõrmalarõn
sonuncunun imalatçõlarõ tatmin etmesi üzerine bugün çok geniş kullanõm alanõna sahip
olan SF6 gazlõ kesicileri doğmuş oldu.
SF6 açõk adõ sülfür heksaflorid olan bir gazdõr. SF6, 18.yy. başlarõnda Paris’te
Moissanve Lebeu tarafõndan ilk defa flor gazõ içinde kükürdün yakõlmasõ ile elde
edilmiştir. 1937’de Cooper SF6 gazõnõn yalõtkan olarak kullanõlmasõ konusunda
araştõrmalar yapmõş ve SF6’nõn yalõtõm gazõ olarak kullanõlabileceğini saptamõştõr.
1938’de Alman Panent Grosse elektrik arkõnõ söndürmek amacõyla SF6 gazõnõ kullandõ.
Sanayileşmesi 1948’de Amerika’da başladõ ve SF6 gazlõ ilk güç şalteri 1960’da burada
üretildi. 1966’da ise ilk gaz yalõtõmlõ şalt tesisi yapõldõ. 1970’den itibaren SF6 gerek orta
gerilimde gerek ise yüksek gerilim güç kesicilerinde yağ ve basõnçlõ havanõn yerini aldõ.
SF6 gazõ, delinme dayanõmõnõn havanõn 2 ila 3 katõ olmasõ, kimyasal kararlõlõğõ, õsõl
iletkenliğinin iyi olmasõ, alev almamasõ ve ark söndürme karakteristiğinin iyi olmasõ
nedeniyle birçok kullanõm alanõna girdi ve günümüzde orta ve yüksek gerilim enerji
sistemlerinde, gaz yalõtõmlõ kablo, gazlõ ayõrõcõ, yük ayõrõcõsõ, kesici, şalt dolabõ ve genel
olarak transformatör istasyonlarõnda oldukça geniş bir uygulama alanõ buldu.
SF6’lõ kesiciler hõzlõ kesme süresi sayesinde arõzalarõ hemen önleyebilmeleri ve hõzlõ
kesme zamanõna bağlõ olarak bakõm sayõsõnõn az olmasõ, generatörleri iletim ve güç
sistemlerine direkt olarak bağlamada kritik açma ve kapama olaylarõnda diğer kesicilere
göre daha dayanõklõ olmalarõ, gerilim düşümünün azlõğõ ve senkronizasyon sağlama
açõsõndan en uygun kesici olmalarõ başlõca tercih nedenleridir.
Vakumlu Kesiciler
Vakumlu kesicilerde ilk önemli araştõrma 1926 ile 1931 yõllarõ arasõnda California
Teknoloji Enstitüsü tarafõndan yapõlmõştõr. Bu araştõrma sonunda birkaç laboratuar
yapõlmõş, ancak o günün teknolojisi pratik ve ekonomik bir kesici geliştirmeyi
saglayamadõgõ için çalõşmalara son verilmiştir. 1950’li yõllara gelindiğinde vakuma ilgi
tekrar başlamõş ve araştõrmalar tekrar yapõlmaya başlanmõştõr. Bunun sonucunda 1960’lõ
yõllarda, o zamana kadar kullanõlan yağlõ kesicilerden daha uzun ömürlü ve güvenilir olan
vakumlu kesiciler imal edilmiştir. Vakumlu kesiciler, yapõmlarõnda kullanõlan malzemeler
açõsõndan doğa dostudur. Canlõlar için zararsõz olan ve yangõn tehlikesi içermeyez. Bu
nedenle SF6 gazlõ kesicinin kullanõmõnõn minimuma indirgenmeye çalõşõldõğõ yerlerde en
çok tercih edilen kesici tipidir. Doğaya zarar vermemelerinin yanõnda, devre kesme
karakteristiğinin iyi olmasõ, güvenli olmasõ, bakõm maliyetinin düşük olmasõ, kompakt
boyutlarõ nedeniyle, küçük hacim ve düşük kesici ağõrlõklarõ olmasõ nedeniyle
günümüzde oldukça fazla tercih edilmektedirler.
Günümüzde 6-36kV gerilim kademelerinde vakumlu kesiciler geniş bir kullanõm alanõna
sahip duruma gelmişlerdir. Üretilen tüm kesicilerin içinde bu gerilim kademesi için
üretilen bu tür anahtarlama elemanlarõnõn payõ Avrupa ve Amerika da %70, Japonya da
%100 ve Rusya da %50’dir.
Bugün 100kA e kadar kõsa devre akõmõ kesebilen anahtarlama elemanlarõ mevcuttur. Bu
nedenle vakum teknolojisinin yeterince geliştiği söylenebilir ve kesici kapasitelerini
arttõrmaktan çok maliyeti daha düşük, daha ucuz, daha güvenilir ve bakõmõ oldukça az
kesicilerin geliştirilmesi amaçlanmaktadõr.
1000 kV SF6 GAZLI YÜKSEK GERİLİM KESİCİLER
Günümüzde 1000 kV luk enerji iletim hatlarõ, gerekli yüksek gerilim korunumuyla, tercih
edilebilir koşullarda kurulabilir. Herkes tarafõndan bilinen Mitsubishi Elektrik, bu yõl 1000
kV luk gazlõ yüksek gerilim güç kesicisini (GCBs) bu koşullar için üretmiştir. Yeni Gcb ile
birlikte gelen yeni direnç metodu, devre kapamalarõnda 550 kV luk sistemlere
benzerken, devre açmalarõnda yepyeni kesim metodlarõnõ da getirmiştir. Bu yeni
sistemde kullanõlan, direnç serisi 550 kV Gcb lere göre 15 kat daha uzun olmakla
beraber, ana kesicilerden sonra belli bir zaman aralõğõnda direnç kesicilerin açõlmasõnõ
sağlayan bir gecikme fonksiyonu içermektedir.
Üretim aşamasõnda iki farklõ problemle karşõlaşõlmõştõr. Bunlardan birincisi, her güçlü ve
ağõr ekipman eşliğinde ki bu ekipman içinde dünyanõn en yüksek kapasitorlu ve ana
kesicileri kontrol için hidrolik bir mekanizma vardõr, güvenilirliği sağlamak, ikincisi ise
direnç tasarõmõ ve direnç kesicileri için yeni teknoloji geliştirmek olmuştur. Diğer taraftan
başka bir problem ise bu kesici, direnç serilerini ve diğer elemanlarõ birbirinden bağõmsõz
olacak şekilde yaratmak, ve bağlandõğõnda ise maksimum güvenliği yine elde
barõndõrmaktõ.
Ana kontağõ 550 kV’luk kesicilere göre %30 daha hõzlõ açõlmaktadõr . Fakat bu
kesicilerde kullanõlan, direnç kesiciler mükemmel dielektik özelliği gerektirirler.
Maksimum akõmõn 2 kA olduğu faz dõşõ bir kesimde, direnç kontaklarõ elbette ana
kontaklardan daha kararsõz davranacaktõr. Böyle bir durumda 1 mikrosaniye kadar bir
sürede 3 kV gerilim artõşõ gözlenecektir. Böylece tepe gerilim değeri, 2515 kV
olmaktadõr.
Ana kesiciler için hidrolik işlem sistemi ile istenen çõkõş 1000 kV elde edilir. Direnç
kesiciler ise bu şart altõnda tõpkõ 300 kV GCB gibi davranmayõ sürdürür. Diğer taraftan
hidrolik basõnç, kontak açõlõmõ ve kapamalarõnda oluşan anlõk gerilim değişimleri hariç,
1000 kV’ luk GCB ilk olarak
Tokyo Elektrik Şirketine bağlõ
Shin-Haruna Ekipman test
merkezinde 1994 yõlõnda
kullanõlmõştõr. Uzun süreli
gerilim ve akõm testleri 1995
yõlõnda başlamõş ve hala aktif
durumda devam etmektedir.
diğer değişimleri engeller. Bu işlem mekanizmasõ, kontak açõm ve kapama
durumlarõnda, bir gecikme yaratõr. Bu fonksiyon daha önce de hidrolik devrelerde
güvenlik için kullanulmõş bir özelliktir.Direnç kesiciler termal ve dielektrik özellikleri
defalarca, kullanõmdan önce teste tabi tutulur.
TOSHIBA SF6 GAZLI KESİCİLER
• Giriş:
Toshiba gazlõ kesiciler (GIS), ilk defa 1969 yõlõnda bin farklõ istasyonda, beş bin tane
72,5 kV’tan 1100 kV ‘a kadar gerilim altõnda çalõşabilen yardõmcõ ürünlerle birlikte
kullanõlmaya başlanmõştõr. Toshiba en son 1100 kV mertebesinde GIS üretmiştir.
• Özellikler:
1. Ergonomi ve açõk alan uyarlõlõğõ :
Toshiba GIS hem dağlõk alanda, hem de yerleşim alanlarõnda fazla bir yere
gereksinim duymadan kullanõlabilir.
2. Çevre kirliliğine karşõ korumasõ :
Tüm “canlõ” parçalarõ, metal bir koruma içerisinde olan GIS’ler kum fõrtõnalarõna,
atmosfer nem artmasõ yada tuzlanma gibi reaksiyonlara neden olmaz.
3. Kolay kurulum ve güvenli işlem :
“Canlõ” parçalar (bara ve diğer bağlantõlar) kapalõ ve kontrol edilmesi mümkün
kõlõnmayan kapalõ bir metal içerisinde olduğu için hem kullanõcõlara güvenlik, hem
de kuruculara kolaylõk sağlar.
4. Yüksek kaliteli yan ürünlerle çalõşabilmesi :
Sadece pratik ve güvenli, ayrõca ticari anlamda en iyi yan ürünleri kullanan
GIS’ler, Japon standartlarõndan vazgeçmemektedir.
5. Güvenli basõnç tanklarõ :
Bu tanklar da Japon basõnç tankõ prosedürlerine uygun tasarlanmõştõr.
6. Bilgisayar tabanlõ üretim (CIM) :
Müşterilerin güven şüphelerine ve piyasanõn ürün ihtiyacõna tam anlamda cevap
verebilen GIS’ler, CIM sayesinde üretim kaynaklarõna bağlõ olarak bir kontrol
mekanizmasõ geliştirmiştir.
SIEMENS GÜÇ KESİCİLERİ
Giriş
• Güvenilir açma ve kapama
• Birçok kez yapõlan anahtarlamalarda dahi rated ve kõsa devre akõmlarõnõ
tutarlõ söndürme performansõna sahiptirler
• Yüksek performans, güvenilir bakõm ve ücretsiz çalõşma mekanizmalarõ
Başlõca Yapõ Elemanlarõ
Bütün Siemens devre kesici çeşitleri, havalõ ve gazlõlar da dahil, aynõ elemanlarõ
içerirler, örnek olarak:
• Engelleme üniteleri
• Çalõşma mekanizmasõ
• Sealing sistemleri
• Çalõşma değneği
• Kontrol elemanlarõ
72 kVtan 800 kVa Kadar Olan Devre Kesicileri
Engelleme Ünitesi
Başlõca Özellikleri:
• Aşõnmayõ önleyici grafit memeler
• Sürekli yüksek dielektrik kuvveti
• Bütün performans dizilerine karşõ tutarlõ söndürme kabiliyeti
• Yüksek sayõlarda kõsa devre kesme operasyonu
• Uzun bakõm aralõklarõ
Çalõşma mekanizmasõ
Temel Özellikleri:
• Çalõşma enerjisi bolluğu
• Uzun anahtarlama dizileri
• Herhangi bir esnada enerji rezervlerinin güvenli kontrolü
• Yedek kaynak kullanõlamaz duruma gelse bile, anahtarlama pozisyonlarõ
güvenli olarak devam ettirilir
• Aşõrõ güçlü temeller
• Düşük sesli anahtarlama
• Yağ sõzõntõsõz ve dolayõsõyla çevreci
• Ücretsiz koruma
Yayda Depolanmõş Enerjinin Çalõşma Mekanizmasõ
Başlõca Özellikleri:
• Karmaşõk olmayan, birkaç hareket edebilen parçalardan oluşan sağlam
yapõ
• Bakõm gerektirmez
• Titreşime karşõ izole edilmiş mandallar
• Şarj etme mekanizmasõnõn yükten bağõmsõz dekuplajõ
• Erişilebilme kolaylõğõ
• 10000 kez açma kapama
PELKA VAKUMLU KESİCİ
Avantajlarõ:
Ağõr işletme şartlarõ altõnda yüksek performans
PVB tipi Vakumlu Kesiciler , -25° C ve +55° C sõcaklõk, %90-%100 bağõl nem ve
denizden 1000 m yükseklik gibi ağõr iklim şartlarõ altõnda bile, yüksek
performansla çalõşõrlar.
Yüksek işletme güvenliği-Çevre dostu olma niteliği
PVB tipi Vakumlu Kesiciler özellikle işletme güvenliğini maksimuma çõkartmak
amacõyla tasarlanmõştõr. Ayrõca, PVB tipi Vakumlu Kesiciler çevreyle dosttur,
çünkü çalõşma sõrasõnda ne çevreyi kirletici gaz çõkõşõ vardõr, ne de çevreyi
rahatsõz edici gürültü oluşur. Hiçbir şekilde alev alma yada patlama riskleri yoktur.
20 yõl bakõm gerektirmeyen işletme
PVB tipi Vakumlu Kesiciler normal işletme şartlarõnda en az 20 yõl bakõm
gerektirmezler (Yağlama, ayarlama, vakum tüpü değiştirme gereksinimleri
yoktur).
Vakum Tüpleri:
Tüplerin kesme kapasiteleri aşağõdaki gibidir:
Anma işletme akõmõnda (In) : 20 000 defa
% 100 anma kõsa devre akõmõnda (Isc) : 100-125 defa
Anahtarlama fonksiyonlarõnõn fazlalõğõ
PVB tipi Vakumlu Kesiciler farklõ uygulama alanlarõnda bir çok açma kapama
işlemini mükemmel şekilde gerçekleştirebilirler. (Örneğin: yüksüz trafoda,
kablolarda, havai hatlarõnda,
endüksiyon motorlarõnda, kapasitör gruplarõnda.)
SF6 VE VAKUMLU KESİCİLERİN GELECEĞİ
SF6 gazõnõn azda olsa ozona zarar verdiği anlaşõlõnca Kyoto zirvesinde SF6 gazõnõn
kullanõmõna kõsõtlamalar getirildi.tabi bu kõsõtlamadan kesicilerde etkilendi. Şu an
yapõlamakta olan geliştirmeler parçalardaki kaçaklarõn azaltõlmasõ, gaz emisyonunun
minimuma indirilmesi ve kullanõlan parçalarõn boyutunun küçültülmesi yönündedir.
Bununla birlikte gelecekte daha iyi bir çözüm bulunana kadar SF6 gazõ kullanõlmalõdõr.
Çünkü bu gaz hem iyi bir yalõtkan hem de iyi bir ark söndürücüdür. Ama SF6 gazõnõn
kullanõmõnõn yüksek oranlarda olmasõnõ engellemek için belli sõnõrlamalar getirilmelidir.
Bu sõnõrlamanõn uygulanmasõ da kolay bir şekilde olur.örneğin SF6’yla beraber başka bir
gaz kullanõlabilir.
Bu gazlõ kesicilerde, kesici kontaklarõ basõnçlõ hava veya manyetik alan etkisinde
bõrakõlarak arkõn söndürülmesi sağlanarak daha az gaz kullanõlmasõ sağlanabilir.
Vakumlu kesiciler SF6’lõ kesiciler gibi zararlõ bir gaz içermez aynõ zamanda çok özel
karakteristikleri vardõr. Yani vakumlu kesicilerin çeşitli sahalarda özel uygulamalarõ ile
çok yaygõn bir şekilde kullanõlmasõ beklenmektedir.
Malzeme bilimindeki gelişmeler ile yüksek gerilim dalõnda da birçok yenilikler
kaydedilebilir. Örneğin güç elektroniği cihazlarõnda yarõ iletken elemanlar kullanõlarak
kayõplar 10 kata kadar azaltõlõyor ve bunun yanõnda gerilime dayanõklõlõk da artõrõlõyor. Bu
uygulamalar güç kesiciler içinde kullanõlabilir.
Bilgi teknolojilerinin (IT) kullanõmõ da çok yangõnlaşmaktadõr. IT teknolojisi bilgi akõşõ ve
kontrol için çok kullanõşlõdõr. Örneğin şu an güç sistemlerinin denetiminde bu teknolojiler
kullanõlmaktadõr. Kesicilerin anahtarlamalarõnda senkronlamayõ sağlamak için bilgi
teknolojilerinde de yararlanõlabilir.
