Mühendislik ve hukuk, iki önemli ilgi alanında ahkam kesen, "geçkin" bir mühendisin kaleminden.

TEDAŞ MYD MLZ Şartnameleri

TEDAŞ-MYD Şartnameleri: Nerede Geçerli, Kimi Bağlar?

Türkiye Elektrik Dağıtım AŞ Strateji Geliştirme Daire Başkanlığına bağlı Şartname Geliştirme Müdürlüğünün görev tanımı, kurum düzenlemelerinde şöyle verilmiştir.

Dağıtım tesislerinde kullanılan ve kullanılması planlanan malzemelere ait teknik şartnameleri hazırlamak ve güncellemek, malzemelerin teknik şartnamelerine, uygulama talimatlarına/standartlarına uygunluklarını kontrol etmek ve yayımlanmasını sağlamak.

Elektrik dağıtım sektöründe “MYD şartnamesi” diye bilinen evrak, bu müdürlükten çıkmaktadır. Önceleri Malzeme Yönetimi ve Satınalma Dairesinin kısaltması olarak “MYD” diye anılan kodlar artık TEDAŞ-MLZ … şeklinde kullanımdadır. Peki bu bizi neden ilgilendiriyor? TEDAŞ eski çalışanı bir meslektaşımın da teyit ettiği üzere, MYD ya da MLZ şartnameleri sektöre gerekli gereksiz dayatılmaktadır. İlgili[1] adresten erişilebilen şartnameleri incelerseniz görev tanımında da geçtiği üzere kapsam, dağıtım tesisleri ile sınırlıdır. TEDAŞ bu şartnameleri, kendi sorumluluğunda olan tesisleri modern, güncel, güvenilir tutmak üzere yayımlar. 

Özel tesisiniz için çekmeceli açık tip devre kesici alacaksınız: MLZ şartnamesinde böyle bir doküman bulamazsınız. Keza ATS, jeneratör veya busbar şartnamesi de yoktur. Sizin yaptığınız fabrika veya otelin içi TEDAŞ’ı ilgilendirmez. TEDAŞ, dağıtım tesisi ile ilgilidir yani TEİAŞ ile aboneler arasında kalan dev yapıyla! Öyleyse MLZ kimi bağlar? Dağıtım şirketlerini, onun yüklenicilerini, dağıtım şirketi ile anlaşarak devir yapmak üzere EDAŞ’a tesis yapan üçüncü tarafları (meşhur 21. madde). Siz, “nasılsa güncel kalan bir şartname var, ben bunu kullanayım, yorulmayayım” derseniz makuldür. Ama orada yazıyor diye tek transformatörlü özel tesisinize 50 A çıkışlı 26 Ah SCADA’lı redresör alırsanız pek "mühendisçe" olmayabilir.

Yaptığınız tesis TEDAŞ şebekesinin bir parçası olmayacaksa kimse sizi MLZ / MYD diye zorlayamaz. Ben fabrikama metal clad LSC2B hücre koyacağım, şartnamesi yok diye kabulden kalacak mıyız? Hayır!

Bu konuya değindikten sonra güncel bir MLZ şartnamesini inceleyerek devam edebiliriz.

İncelediğimiz Bir Örnek Şartname: TEDAŞ-MLZ/96-027.C

Sekonder Röleler Teknik Şartnamesinden alıntı: 

TEDAŞ-MLZ/96-027.C şartnamesi, sistem gerilimi maks. 36 kV’a kadar olan dağıtım şebekelerinin sekonder ölçme, koruma ve kumandasında kullanılmak üzere satın alınacak çeşitli tip ve karakteristikte sekonder rölelerin teknik özelliklerini kapsar. Bu şartnamede bundan sonra sekonder röleler “röleler” olarak anılacaktır[2].  

Şuradaki yazıda değindiğimiz gibi “sekonder koruma” tabiri hatalıdır, röle varsa zaten sekonderden referans alır. Gereksiz kelimeye ne hacet! Bu şartnamenin dördüncü sayfasında koruma rölesi tipleri (fider- fider TR- fider yönetim- fider yönetim (Goose[3])) ve haiz olmaları beklenen koruma fonksiyonları ANSI kodları ile verilmiştir. FKR ve FKR-T tipi rölelerde olması beklenen standart fonksiyonlar şunlardır:  

46, 50/50N, 51/51N, 79, 86, CLP, TCM, BF

Opsiyonel fonksiyonlar ise 37, 49, 68, SEF, REF, HBL2, THD, BC dir. Fazlaca derine girip yazıyı uzatmadan, standart fonksiyonların açıklamasını yapabiliriz:

46: negatif akım bileşeni ve akım dengesizliği işlevidir. 50/51 ani ve gecikmeli aşırı akım korumasını, N harfi topraklı arızaları ifade eder. 79, rölenin kendisinin inisiyatif alıp, açmış bulunan devreyi kapamayı denemesidir (tekrar kapama). 86 kilitleme rölesi kritik durumlarda operatörün elle resetlemesini şart koşan senaryoyu sağlar. CLP, uzun süre enerjisiz kalmış bir fiderin veya yük grubunun, enerji geri geldiğinde aşırı yük çekmesini tolere etmek içindir (Cold Load Pick-up). TCM, rölenin açtırma devresinin bir açma emri gelmezden önce kontrol edilerek çalıştığına emin olunması içindir. Buna karşılık BF veya 50BF, röleden çıkmış bir açma emrinin kesici tarafından uygulanabildiğini denetler.    

Ayar Grubu Kavramı  

Modern rölelerde kullanılan ayar grubu (senaryo) tabirinin meslektaşlarca anlaşılması güç olabilir. Menüde en az iki ayar grubu bulunur ve biz genelde “ikinci neye yarar ki” diye düşünebiliriz. Bu ikinci senaryo, ring şebeke gibi yapılarda oldukça işlevsel olabilir. Diyelim bir A rölesi ring devrenin en başında bulunuyor ve asıl senaryoda birinci ayar grubunuz aktif. Bir acil durumda tersten besleme olanağınız bulunabilir, bu durumda A rölesi bu kez hat sonunda kalacaktır ve farklı açma sürelerine ayarlamak gerekebilir. O anda uzaktan veya local den aktif ayar grubunu 2. olarak seçebilirsiniz. Ayar grubu, hat sonundaki bir TR koruma rölesinde anlamlı değilken fider koruma rölelerinde işe yarayabilir, bundandır ki fider rölelerinde 4 ayar grubu istenmektedir.   

LPCT (Low Power Current Transformer)  

Bu şartnamenin 7. sayfasında “akım bilgisini özel bir trafo vasıtasıyla mV’a dönüştüren düşük güçlü akım trafoları (LPCT) ile çalışan röleler kabul edilmeyecektir” ifadesi vardır. Yani piyasada Schneider ürünlerde rastlanan 22,5 mV transducer li LPCT akım referanslı korumayı TEDAŞ kabul etmez. Farkında oldunuz mu yukarıdaki "MYD şart mıdır?" konusuna bir örnek de budur. Eğer MYD şartı özel tesislere de dayatılsaydı, Schneider’in LPCT’li ürünlerini kullanmanız imkânsız olurdu.

Avrupa Normları 

Rölelerin sağlaması beklenen en önemli standartlar: IEC 60255 (ölçme röleleri ve koruma ekipmanı) ile IEC 61850 ‘dir (dağıtım merkezlerinde kullanılan ekipmanların haberleşme ve yönetilme kolaylığı için protokoller). Rölelerden, muhtelif haberleşme yeteneklerine sahip olmaları, olay ve arıza kaydı tutmaları, ethernet, USB vb. bağlantılar ile yazılım arayüzünden kontrol edilebilmeleri, üzerinde programlanabilir LED sinyali fonksiyonları olması beklenmektedir. 

TEDAŞ, koruma rölesinden yüksek kalite isterken, açtırma zincirinin kritik halkasına aynı titizliği göstermemektedir.

Tam bu noktada bir tartışma gündeme getirilebilir. Yayımlanan Tedaş şartnameleri arasında, "ihbar kombinasyonu", "anonsiyatör", "ihbar rölesi", "sinyal lamba kutusu" gibi adlar verilen ürünlere (Gepa, Proens, Datakom, Telepro vb.) ilişkin bir düzenleme yoktur. Otuz senedir piyasada olan Schneider hücrelerde, SEPAM röle kesiciye açma verirken aracı bir ekipman kullanmaz. Açtırdı ise kendi üzerindeki LED’i yakarak operatörü bilgilendirir. Yerli üretim ürünlerde bu iş için “ihbar kombinasyonu” istisnasız kullanılır (istisna varsa yorumlara yazınız). 

Şöyle çalışır: röleden, termostattan vb. den gelen açma ve ihbar emirleri kombinasyonda toplanır, eğer sinyal açmayı gerektiriyorsa kesiciye açma emri buradan geçerek gider, ilgili LED'i de yakar. Peki bu cihazlar hata yapmaz mı? Rölelerden IEC 60255’e uygunluk, TCM (açma devresi izleme) gibi fonksiyonlar istenirken; açma komutunun da geçtiği en kritik noktada bir kalite çıtası YOK. Sizce de bu ciddi bir çelişki değil mi? Dostlar alışverişte görsün(!).

Bu konuda ne düşünüyorsunuz? Lütfen yorumlara yazın. 

Tedaş MYD kime zorunlu?

Endüktif Fabrika Nasıl Kapasitif Ceza Yer?

GES’li Tesislerde Reaktif Ceza Paradoksu

Çok takip edilen bir meslek forumunda ilgi çekici ve hararetli bir tartışma yaşanmış. Genç bir işletmeci, GES ve reaktif oranlar konulu bir konu (topic) açmış. Yanıt veren deneyimli forumcular ile konu sahibi gerilmişler. Foruma yazanlar, konuya yabancı olduklarından olacak (belki daha çok tüketim tarafında yaşadıklarından) birbirlerine destek çıkmış, genç işletmeci yalnız başına kalmış. Bizler, işin yıllardır tüketim tarafında olanlar için bu topicte konuşulanların anlaşılması güç. Adeta fenomen.   

Tesadüfen iki hafta önce bir mühendis arkadaşla da aynı sorunu konuşmuş, üstüne kafa yormuştuk. O da anlam veremiyordu yaşadığına. "Sayaçların, analizörlerin bağlantılarına varıncaya kadar kontrol ettim, fabrikam endüktif olduğu halde kapasitif bedeli ödeyeceğiz (ceza) diyordu. Denemeler yapmıştı, şunları şunları yapınca düzeliyor ama hala kafam basmadı" dedi. 

Endüktif çalışan bir fabrikanın GES’le gün içinde aktif verişe geçtiği anlarda deyim yerinde ise bu fenomen ortaya çıkar (aslında izahı basittir ama bizim "tüketici" algımız buna sebep olur). Bu anlarda sayaç endeksi başka alana yazıldığı için telafisi de kolay değildir. 

Aşağıdaki görsel bu durumu açıklamak için yeterlidir. Aktif - reaktif güç düzleminde,  I'den IV'e dek quadrantlar (çeyrekler) tanımlıdır. OBIS* kodlarından aktif 1.8.0'ı zaten biliyoruz. Verişte, aktif kayıt kod 2.8.0'a yazılır.  

Aktif-reaktif düzlemde 4 kuadrant
                            Görsel I: Dört quadrant ve OBIS* kodları 

Biz "tüketici tarafta yaşayanlar" için hayat en sağdaki iki çeyrekten ibaret (I ve IV). Üstte %20; altta %15'e bakar, ayın sonunu getiririz. Soldaki hayatı -ben dahil- şöyle sandık. Yanılgı tam da buradadır. I.'den II. çeyreğe geçince "endüktif basarmışız" gibi geliyor ama öyle değil, görsele yeniden bakınız, II. çeyrek, 6.8.0 / QC+ ve III. çeyrek 7.8.0 / QL- bölgesi. Biz tam tersi olur gibi hissediyoruz, öyle değil mi? II. çeyrek endüktif değil kapasitif bölgedir. 

II. çeyrekte cos φ açısı işaret değiştirmektedir. P den S yönüne doğru -küçük olan açıyı,- cos φ açısını çizin, I.'de saat yönünün tersi iken II.'de saat yönündedir. IV. çeyrekte de denerseniz saat yönünde olduğu görülür. 

Aktif, reaktif güç düzleminde cosinüs açısı
        Görsel II: Cos φ açısı ve açı yönü
 

GES yokken fabrika, quadrant I' de mutlu, mesut yaşıyordu. GES üretiminin ihtiyaçtan fazla olduğu saat dilimlerinde II. çeyreğe geçilir oldu. Bu çeyrekte                      6.8.0/2.8.0 <%20                 oranı aranır. Bu çeyrekte verişiniz (2.8.0), reaktife nazaran düşük olacağı için oranı yakalamak, birden çok trafolu tesisler için oldukça zorlaşır. Böyle tesislerde verişte, III. çeyrekte yaşamak konforludur. Zira OSB'ler ve diğer dağıtım şirketleri quadrant III'te önünüze bir limit koymazlar.  

Gün içinde ne zaman verişe geçeceğiniz hava durumu, siparişler vb. etkenlere bağlı olacağından (elbet başka otomatik düzenekler de olasıdır) çekişte IV.'de kalmak sizin için emniyetli olandır. Böylece verişte çeyrek III'e kayar, ceza korkusu çekmezsiniz. 

Reaktif panolarda gücü eksilmiş, bozuk kapasitör kademeleri varsa bunları tamir etmek iyi olur. Çekişte, maksimum puantta iken bile sizi kapasitif bölgeye atabilecek kadar kapasitör, emrinize amade kalmalıdır. Ya da inverterleriniz ona göre çalışacak. "Ama öyle yapınca GES üretimimden kaybım oluyor, patrona ne derim?" diyenler olacaktır (işte onlar gerçek işletmeci arkadaşlarımız). Karar sizin. Artık I. çeyrekte %20 gibi "kolay" bir limit yok önümüzde, GES’li tesisler için strateji değiştirmek zorunlu. 

Bu sayfanın ziyaretçileri için büyük tüketicilerde güncel reaktif sınır oranlarını da ayrı ayrı aşağıda vermiş olalım. Tesislerde, inverterlerin bağlandığı bara noktası, akım trafolarının yeri, transformatör sayısı vb. incelikler problemin çözümünü değiştirebilecek ileri aşama detaylar olarak tartışılabilir. Bu konuda yaşadıklarınızı veya çözüm bulamadığınız zorlukları, aşağıda yorum kısmına anonim olarak da yazabilirsiniz (yorumlar incelenmeden yayınlanmaz).  

  • verişte 6.8.0/2.8.0 <%20    
  • çekişte 5.8.0/1.8.0 <%20          
  • çekişte 8.8.0/1.8.0 <%15

 

Not: İlk görselde "total" ifadesi örneğin 1.8.0 = 1.8.1 + 1.8.2 + ..... toplamıdır anlamındadır.   

* OBIS: IEC 62056'da sayaçlar için tanımlanmış kısa kodlar (Object Identification System)  

** Thanks to  https://onemeter.com/blog/obis-code/ for diagram above. 

Röleler, Sigortadan ANSI Kodlarına Koruma Sistemleri

Önceki yazımızla koruma ve terimleri konusuna iddialı bir giriş yapmıştık şimdi devam etmek zamanı. Üstat Walter Schossig'i keşfetmek bizim yazıların yönünü de değiştirecek gibi görünüyor. Bay Schossig Çek, Alman kökenli bir mühendis ve emeklilik yıllarını elektriğin tarihine adamış görünüyor. Kendisinden öğrendiğimize göre röle kelimesinin anlamı nereye dayanıyor? Bununla başlayalım.

Atletizmde 4x100 gibi bayrak yarışları İngilizce'de "flag" değil "relay" olarak geçer. Her yarışçı yarışın bir bölümünü koşar ve "emaneti" diğerine teslim eder. Atlı arabaların kullanıldığı zamanlarda, yolcuların mola verip sürücünün, yorgun atları yenileriyle değiştiği istasyonlara da "relay" denmekte imiş. Haberleşmede ve orduda relay tabiri, tekrar etmek, alıp-vermek, yaymak manasında kullanılıyor. Yüksek kotlarda kurulmuş röle istasyonları, aldıkları yayını aynen ileterek, tekrar ederek, mesajın uzak mesafeleri kısım kısım aşmasını, alıcıya ulaşmasını sağlarlar. 

Koruma ihtiyacı ve Röleler nasıl doğdu? 

İlk transformatörü 1885 yılına; Dolivo-Dobrovolsky'nin üç fazlı AC transformatörü yapmasını 1891'e tarihlemek mümkün. Sıcaklık koruması da olmadığından başlarda transformatörler yanmaya karşı, kurşun, gümüş, kalay iletkenli sigortalar ile korunmaktaydı. Transformatörün yaygınlaşması, şebekenin hızla büyümesi, iletim ihtiyacı doğması, mesafelerin uzaması, hatların, jeneratörlerin, motorların korunma ihtiyacı, koruma (özellikle de seçici koruma) işlevinin önemini doğurdu. 

Nostaljik bir elektrik ölçü aleti reklamı
                                        Görsel: 125 yıl öncesinden bir dergi reklamı 

Bugün sigorta dediğimiz, hat üzerinde zayıflatılmış bölge yaratma fikri 1847 yılına dayanır ve Fransız Breguet'ye atfedilir. Yıldırım düşen bir telgraf istasyonunda inceleme yapan Breguet, akıma maruz kalmış, görece ince kesitteki iletkenlerin yok olduğunu, kalınlarınsa daha az zarar gördüğünü rapor eder. Cihazların ve insanların korunması için farklı kesitte iletkenlerin -cihazdan uzakta bir yerde- ucu ucuna eklenmesini öneren bir makale yazar. Bu fikrin "fuse link" denen sigortanın öncüsü olduğu kabul edilir.  

Sigortadan çok sonra keşfedilen, yağlı devre kesicinin ilk örnekleri 1892'de yapılmıştır. O dönemde akım transformatörü var olmadığından, devrenin otomatik kesilmesi işi için tüm akımın üstünden geçtiği, bir gözetleme-değerlendirme düzeneği şarttı (doğrudan açma). Devre kesiciler kabul görüp yayıldıkça akımı sürekli gözetleyen, ihtiyaç doğduğunda devre kesiciyi tetikleyerek açtıracak düzenekler aranmaya başlandı. Gustav Benischke'nin 1898'de akım transformatörünü icat etmesi ile röleleri tetikletme işinde eksik parça tamamlanmış oluyordu. 1902 yılında Almanya'da tüm büyük firmalar bu tarz koruyucu cihazlar üretmeye başlamıştı. 

Sıcaklık Rölesi ve Bay Max Bucholz

Transformatörlerin daha kullanışlı olmaları için kısa süreli aşırı yüklenmelere dayanmaları bekleniyordu. Sargıların ve yalıtımın yüksek sıcaklıkta nasıl yaşlandığı, hangi sıcaklıkta kalıcı (geri dönülemez) bozulma olacağı, yağın ısıyı emme ve soğuma yeteneği, sargı sıcaklığının kazan dışından nasıl tahmin edilebileceği üzerine araştırmalar, 1930'larda yapıldı. Böylece bimetal ilk termal korumalar kullanıma girdi. Sargı sıcaklığının 115°C’yi geçmemesi için 80°C' de alarm; 90°C’ de açma eşikleri belirginleşti. 

O yıllarda örneğin fırtınalı bir havada açmış bir transformatörü yeniden devreye almak büyük riskti. Kapağı açıp sargıyı incelemek sahada olacak iş değildi. Devreye almak patlama ile sonuçlanabilirdi. Max Bucholz, Siemens fabrikasında incelediği hasarlı transformatörlerde, kısa devre arkının büyük ısısı ile yalıtımın yandığını ve gaz açığa çıktığını fark etti. Gazın varlığından erken aşamada haberdar olmak, onu alıp incelemek ve kazanı açmadan arızanın ölçeğini bulmaya dönük araştırmalar yaptı. 1910'dan beri kullanılmakta olan genleşme tanklı transformatörlerin parçalı yapısı gazı toplama işini kolaylaştırdı. 1921'de meşhur Bucholz rölesinin ilk patenti alınmıştır. Görselde 1927 yılından bir Bucholz rölesi görülebilir. Baştan itibaren iki şamandıralı bir yapı ile alarm ve trip aşamaları ayrılmıştır. Alman standardına, DIN 42566 kodu ile 1961 yılında girmiştir   

Bucholz Rölesi (1927)
                                 Görsel: 1927 yılından bir Bucholz (Buchholtz) rölesi 
Bucholz rölesi, alarm/açtırma emri vermek için akım, gerilim, güç vb. bir elektriksel büyüklükle ilgilenmeyen, mekanik olarak çalışan ilk röle olarak bilinmektedir. Birçok elektroteknik firması diferansiyel koruma, frekans koruma, jeneratör koruması, mesafe koruması vb. röleler ürettikçe bir tek tipleşme ihtiyacı doğdu.

ANSI KODLARI    

Aynı işi yapan farklı ürünlerin oluşu, dahası terimlerde çok seslilik, sahada operatörlere zorluk çıkarmakta idi. Ortak dil ihtiyaçtı. 1884'te kurulmuş AIEE (Amerikan Elektrik Mühendisleri Enstitüsü) 1928'de bu konuya el atmıştır. AIEE'nin 26 numaralı yayını, cihazların kontrol fonksiyonlarını (device function numbers), sabit numaralar vererek tanımlamıştır. 87- diferansiyel koruma, 50/51- aşırı akım korumaları, 79- tekrar kapama, 52- devre kesici vb. numaralar bu ilk yayında vardır. Bu numaraların bir kısmının 1924 tarihli bir General Electric tramvay trafo istasyonu dokümanından geldiği de bilinmektedir. 26 numaralı yayının daha çok elektrikli ulaşım temelli olduğu söylenebilir.

O yıllarda bu kodların işaret ettiği elektromekanik rölelerin "az gelişmiş" olduklarını düşünmek hata olur. Şöyle bir örnek açıklayıcı olabilir: 600 V bir tramvay kataner hattının devre kesicisi açtığında, açma sebebinin, yere düşmüş bir iletken değil de "agresif" bir vatmanın gaza fazla yüklenmesi olduğunu ayırt ederek, -yolcular homurdanmadan önce- kesiciye tekrar kapama (79) verdirecek kalitede röle düzenekleri kullanılmaktadır.         

AEG ve Siemens elektromekanik röleleri 
                        Görsel: AEG ve Siemens elektromekanik rölelerden örnekler

AIEE, 1963 yılı başından itibaren IEEE adını almıştır. 26 numaralı yayının mirasçısı IEEE'de C37.2 olarak korunmuş ve ihtiyaçlara göre geliştirilmiştir. Amerika kaynaklı olsada Avrupa ve tüm dünya bu kodları benimsemiş ve kullanmaya devam etmiştir. 

Bugün sahada kuvvetle benimsenmiş olduğunu gördüğümüz 50, 51, 87 gibi kodların kökeni, bir asrı aşan bu mühendislik mirasına dayanmakta. Merak eden olacaktır. Örneğin 1000 kVA ONAN genleşme tanklı bir transformatör için termostat, ANSI 23-26-49; Bucholz, ANSI 63-80 numaralarıyla örtüşür. Odanın ANSI ile ilgili dokümanı da okumaya devam edecekler için faydalı (seriye devam edeceğiz).  

125 yıl önce Johnson Controls dergi reklamı
                              Görsel: 125 yıl önce Johnson Controls dergi reklamı 
  

 *Many thanks to Mr. Walter Schossig

Kaynaklar: ELP  | PACW | AIEE 26:1930