Elektrikli Tramvay Albay Pirotsky İlişkisi

Pirotsky'nin Elektrikli Tramvay Deneyi

IEEE'nin, 1928'de ANSI standart röle/cihaz kodlarının yayımına başladığına ilgili yazımızda  değinmiştik. 26 numaralı yayın daha çok elektrikli raylı ulaşımda kullanılan tanımlarla yola çıkar çünkü 1928’de elektrikli tramvaylar neredeyse 50 yıldır kullanılmaktadır. Subay/mühendis Fyodor Apollonovich Pirotsky, hikâyenin en başında vardır ama onu duymamış olanlar çoğunluktadır.  19. yüzyılın son 20 yılına denk gelen elektrik icatları patlamasında elektrikli tramvay da büyük yer tutar, ray üzerinde giden, atla çekilen vagonlardan atlar, hızla kaybolmuştur.

 
25 yıl Rus Ordusunda çalışmış Ukrayna asıllı Pirotsky (1845-1898) öldüğünde, naaşı ancak evindeki mobilyalar satılarak kaldırılabilmiştir. Bu dramatik son yazık ki onun yaptıkları ile hiç örtüşmez. Kendisinin Saint Petersburg’da dünyanın ilk elektrikli tramvayını başarıyla test eden kişi olduğu kabul edilir. Topçu subayı ama elektriğe meraklı Pirotsky, Saint Petersburg’un kuzeybatısındaki Sestroretsk’de 1876’da deneylerini yoğunlaştırır. Sestroretsk tüfek fabrikasını Rus başkentine bağlamak amacıyla, çalışmakta olan Fin-Rus demiryolu hattına, 1872’de  Beloostrov'dan ayrılan bir kol eklenmiştir. Bu hattın hemen kapanması Pirotsky'e yarar. Özel girişimciler, aynı hattı çok yakındaki Fin Körfezine de bağlamak, denizyolu bağlantılı kargo ve yolcu taşıma işi yapmak isterler (Miller Limanı, Miller Hattı). Ama hattın iskeleye bağlantısı coğrafi güçlükler nedeniyle tamamlanamaz. Pirotsky, hattın hiç kullanılamayan yükleme iskelesinde sonlanan, natamam 3,7 km’lik kısmında rayları topraktan, asfalt kullanarak izole eder. Doğru akımla uzak mesafe güç taşıma deneyleri yapar. Toprağa kaçağın önemsiz seviyede olduğunu ve yüksek verimle iletimin başarıldığını görür. Kullandığı demir rayın enine kesiti bir telgraf telinin 600 katıdır. Deney sonuçlarını makale olarak yayımlar. Dış politikadaki değişikler nedeniyle deneyler bitirilir (sayfiye yeri Sestroretsk’i Beloostrov’a bağlayan hat da 1886’da işletmeye kapatılır). Alttaki görsellerde başarısız Miller limanı ve ona bağlanan Miller hattı görülmektedir. 

Bolotnaya'dan İlk Hareket 

Pirotsky pes etmez, başkentin Bolotnaya Caddesinde (1880 Eylül), dönüştürülmüş bir atlı tramvay aracı ile doğru akım motorlu, iki raydan beslemeli ilk elektrikli tramvay testini başarı ile yapar. Hat sadece 85 metredir ve aracın hızı 10-12 km/h' i ancak bulur. Bir ay kadar çalışan bu araç, idareden teşvik ve onay çıkmadığı için ticari amaçla kullanıma giremez. Bunda o dönem Saint Petersburg’un imtiyazlı atlı tramvay şirketinin muhalefeti etkili olur. Bu direniş öyle etkilidir ki 5 yıl sonra Fin yatırımcıların getirdiği elektrikli tramvaylar, Saint Petersburg yollarında çalışma iznini alamaz ve sadece kış sezonunda donmuş olan Neva nehri güzergahını kullanarak işleyebilirler. Atlı taşıtların imtiyazı 1902’ye kadar yürürlükte kalır, Westinghouse tarafından kurulan modern hatlarsa 1907’de açılır. 

Sırasıyla Melbourne, Saint Petersburg ve Berlin günümüzde dünyanın en uzun hafif raylı tramvay hattına sahip şehirleridir. 

Siemens Kardeşlerin Berlin Denemesi- Lichterfelde  

Telgraf "mucizesi" tarihte, sanayi devriminin öncüsü buharlı makinalardan sonraya; elektrikle aydınlatma ve elektrik motorlarının öncesine denk gelir. 1858’de kurulan İngiliz şirketi Siemens & Halske, Avrupa’da telgraf işinde çok hızla büyür. theiet.org’un öncüsü olan Telgraf Mühendisleri Birliği 1871’de kurulur. Aynı yıl, Birleşik Krallıkta, elektrikle çalışmak üzere inşa edilen ilk deniz feneri olan Souter Lighthouse açılır. O yıllarda Hannover’li Siemens kardeşlerden üçü (tamamı 14 kardeş!) Avrupa’nın üç şehrinden telgraf işini yönetmektedir (Berlin, Londra, Saint Petersburg). Rus başkentindeki küçük kardeş Carl Heinrich von Siemens'in kahramanımız Pirotsky’den haberdar oluşu, Mayıs 1881’de Berlin'de hizmete giren dünyanın ilk ticari elektrikli tramvayının açılışını hızlandırmış olabilir. 

Berlin'li yetkililer Siemens'in "deneysel" girişiminin başarılı olacağından endişelidir. Halk itiraz etmektedir. 1880’de, şehrin başka bir yerinde havai hatlı bir proje önerisi  halkın muhalefetini aşamamıştır. Böyle olunca şehrin çeperinde bir yer olan, Lichterfelde istasyonu ile Askeri Akademi arasını belirlerler. 2,5 km atlı tramvay hattı elektrikliye dönüştürülür. Hava hattına izin alınamadığından iki raydan enerjili, 180 V / 10 beygir gücünde elektrik motoru ile hat başarılı olarak işletilir. Demir çerçeveli, dört ahşap tekerli, 16 koltuklu araç, 20 km/h hıza erişiyor ve 50 kişi taşıyabiliyordur. Enerji, yakındaki bir buharlı jeneratörden gelmektedir. Aynı yıl Paris Elektrik Fuarında bir Siemens aracı sergilenir. 1883'te bu güzergaha hava hattı yapılır. Aşağıda aracın görseli ve tarife planının orijinali görülebilir.

İlk Tramvaylarda Elektriksel Güvenlik Sorunları

Pozitif ve negatif kutupların birer raydan iletildiği ilk sisteme “raydan beslemeli”; sadece negatif kutbun rayda olduğu modern sisteme “raydan dönüşlü” denilebilir. Raydan beslemeli sistemin o yıllar için daha tehlikeli olduğu aşikârdır. 

Ray dönüşlü sistemde elektrik şoku tehlikesinin görülür olduğu şöyle durumların yaşandığı kaynaklardan öğrenilebiliyor. Araçta ray-tekerlek teması bir şekilde koptuğunda (korozyon, raydan çıkma, kötü temas, çamur vb.), dönüş yolu sürekliliği bozulduğunda, araç içi aydınlatmada vs. olabilecek bir kaçak sebebiyle araç, toprağa göre yüksek potansiyelde kalıyordu (çoğu durumda 600 V DC). Bu durumda sürücünün, araçla temasını keserek yere atlaması, aracın enerjisini ayırması ve yolcuları tahliye etmesi gerekiyordu. Raydan çıkılmayan durumlar için raya su dökerek kötü teması gidermek bazen çözüm olabiliyordu. 

Ray Açıklığı, Roma Atlarının Mirası

Siemens’in Lichterfelde tramvayının ray açıklığı (içten içe ölçü), kaynaklarda 1 metre olarak verilir. Ancak dünyada ray açıklığı çoğunlukla(%60) 1435 mm olarak kullanılır. Elektrikli tramvaydan önceki atlı tramvaylarda, hatta "tüm yolların çıktığı" Roma İmparatorluğu dönemindeki atlı arabalarda da iki tekerlek arasının yaklaşık 1435 mm olarak kullanıldığı biliniyor. Bunun, iki atla çekilen bir Roma atlı savaş arabasının tekerlek açıklığından, yani yan yana bağlı iki atın arkasının (kıçının) genişliğinden gelen, yaygın ve oturmuş bir kullanım olduğu söylenebilir. 

Çok eskiden arabaların tekerlekleri yollarda derin, kalıcı izler oluşturduğundan, alışılmıştan farklı tekerlek açıklığında araçlar üretmek, konforsuz ve güvensiz bulunmuştur. Böyle olunca da bir endüstri standardı gibi bu ölçü kurala dönüşür. Yuvarlanmamış, ara bir ölçü olan bu sayı İmperial ölçü biriminde de kolayca akılda tutulacak bir sayıya tekabül etmez (4 ft 8½ in). Ray açıklığının günümüzde kullanılan üç farklı standart tipi 1067, 1435 ve 1600 mm'dir.   

İstanbul'un Tramvay Tarihi 

Elektrikli hikayeye geç katılan bir diğer imparatorluk başkentinin, İstanbul'un "inişli-çıkışlı" tramvay tarihi 1869'da başlar. Konstantin Karapano'ya verilen atlı tramvay inşa ve işletme imtiyazı ile İstanbul Tramvay Şirketi kurulur. Yollar tramvay trafiğine uygun hâle getirilip Temmuz 1871’de Azapkapı-Beşiktaş, ilk atlı tramvay hattı açılır. Şirketin adı 1881'de Dersaadet Tramvay Şirketi olur. 

Elektrikli tramvay kullanımı ancak 1914'te başlar. Dersaadet (1931'den sonra ismi İstanbul olur) Tramvay Şirketi, 1927 yılında 31 km; 1935 yılında 35,5 km’lik hatta sahiptir (Rumeli yakasında). 1928'de ilk kez Anadolu yakasında Üsküdar-Bağlarbaşı-Kısıklı hattı açılır. 1935 yılında bu yakada yaklaşık 24 km’lik hat işletmededir. 

Yabancı şirketlerce işletilen elektrik, tramvay ve tünel işletmeleri 1939’da millileştirilir, İETT kurulur (İstanbul Elektrik Tramvay ve Tünel İşletmeleri). Anadolu yakası hatlarının İETT'ye devri 1955'tir. 

1950’li yılların ikinci yarısından itibaren ülkede tramvay ilginç şekilde gözden düşer. 1956’da, 56 hatta 270 vagonla zirveyi gören ulaşım ağı, 1961’de Rumeliden; 1966’da karşı yakadan tamamen sökülür. 1961-1984 İstanbul'da trolleybüs dönemidir. 1992'de elektrikli tramvay İstanbul'a geri döner.  

Pirotsky-Perotsky 

Ukrayna'lıların övgü ile yad ettiği albayın, Finlandiya'da görevi sırasında hidroelektrik gücün kullanımını incelediği, havadan iletkenle elektrik iletme deneyleri yaptığına değinilmektedir. Yeraltına gömülü iletkenlerle elektrik taşımak ve ergitme amaçlı -yüksek- fırınlar üzerine de çalışmaları olan Albay Pirotsky hiç evlenmemiştir. Erken emekli edildiği için maaşı çok düşük olur. Amcasından kalan mirası, soyadındaki bir harf farkıyla alamaması (i-e) bir başka talihsizliği olmuştur.  

 

 

Kaynaklar:

https://terijoki.spb.ru/railway/rw_dir_sestr.php

https://poltava-future.com.ua/uk/eternal-yak-poltavecz-fedir-piroczkyj-vynajshov-pershyj-u-sviti-elektrychnyj-tramvaj 

https://www.wikiwand.com/en/articles/Fyodor_Pirotsky 

https://www.youtube.com/watch?v=nMVKKJWPmIw 

https://www.siemens.com/global/en/company/about/history/stories/first-electric-streetcar.html 

https://istanbultarihi.ist/226-cumhuriyet-doneminde-istanbulda-ulasim 

Trafo İşletme Sorumluluğu Sözleşmeleri Dijitalleşiyor

Elektrik enerjisini yüksek voltaj kademesinden (>1000 V) alan tüketiciler, bir yüksek gerilim işletme sorumlusu mühendis ile çalışmayı tercih ederlerse, kuvvetli akım tesisleri yönetmeliğine (madde 60) uymuş olacaklarından olası hukuki sorumluluklar bakımından rahatlarlar. Yüksek gerilim tesislerinin tasarımında emniyet katsayısı yüksektir, katı ve oturmuş kurallara uyulur. Böyle de olsa periyodik kontrolleri çok önemlidir ve ihmale gelmez. Kazayı, olmadan engellemek, engellenemiyorsa "biz üstümüze düşeni yaptık" demek titiz işletme yöneticilerinin önceliğidir.  

 

Tesisinizi periyodik olarak ziyaret eden mühendis, "işletme körlüğüne de bir çözüm olabilir" desek, iddialı mı olurdu? Deneyimli bir mühendisin sizin mütevazı (küçük ölçekli) tesisinizde, sizin görüp-duyup kanıksadıklarınızı fark edip bir erken uyarı sistemi gibi çalışması olasıdır. Mühendisiniz ziyaretlerinde, sizin sorunlarınızın çözümüne katkı koyabilir. Personelinizin sorularını yanıtlayabilir, bilmiyorsa araştırıp geri dönebilir. Enerji verimliliği önerileri olabilir. Birikimi olan, paylaşmayı seven mühendisiniz zamanla firmanızın bir çözüm ortağı gibi konumlanır. Yani danışmanlık bu işletme sorumluluğun önemli bir parçasıdır. 

 

Zorunlu muyum? Sorumlu ne iş yapar? Enerjim kesilir mi gibi sorulara arama yaptı iseniz yanıtlar bulmuş olmalısınız. Bizim bu konuyu açma nedenimiz farklı. Mühendisler ve elektrik dağıtım şirketleri, şebekenin sağlığı, kesinti sürelerinin azalması için işbirliğini günden güne arttırmaktalar. Dumanı üstünde bir yeniliğe değinmenin zamanıdır. 

 

YG İşletme Sorumlusu Bildiriminde Yenilikler

Elektrik dağıtım şirketleri, yüksek gerilim işletme sorumlusu mühendisleri, enerji sürekliliği işinde birer partner olarak görmektedir. Gerçekten de işin doğası gereği iletişimin hayati önem taşıdığı durumlar vardır. 2025 yılında UEDAŞ, Çamlıbel EDAŞ, BEDAŞ ve Akdeniz EDAŞ bu konuda önemli bir adım atmıştır. Bu şirketler, kurdukları dijital altyapı ile trafo işletme sorumluluğu tescil ve sözleşmelerinin artık kendi sistemlerine yüklenmesini istemektedirler. Böylece transformatörlü tesislerin mühendisleri sistemde tanınacak, enerji kesme-verme, bakım ve arıza müdahalesi süreçlerinin dijital ortamdan yürütülmesi sağlanacaktır. Diğer dağıtım şirketlerinin de bu dört şirketi takip edeceğini tahmin etmek güç olmaz. Uludağ EDAŞ dışındaki üç şirketin sermaye ortaklık yapısı benzerdir. Bedaş linkine tıklayarak şirketin duyurusuna erişilebilir. Merak edenler için Türkiye'de ELDER üyesi 21 dağıtım şirketi ve sorumluluk bölgeleri aşağıdaki görseldeki gibidir. 

 

     

Dağıtım şirketleri birer ticari sermaye yapısıdır ve ortakları ile yatırımcılarının kârını doğal olarak öncelerler. Bir müşterinin enerjisini kesmek en son tercihleri olsa da Bağlantı ve Sistem Kullanım Yönetmeliği onlara bu hakkı tanır. Dağıtım şirketi, "tehlikeli durum" diyerek işletme sorumlusu olmayan tüketicinin enerjisini kesebilir. 

 

Kullanıcı bağlantısının veya enerjisinin kesilmesi

MADDE 27 – TEİAŞ ve dağıtım şirketi, aşağıda belirtilen şartların herhangi birinin gerçekleşmesi durumunda, kullanıcının tesis ve teçhizatının bağlantısını veya kullanıcının enerjisini kesebilir:

ç) Can ve mal emniyetinin sağlanmasının gerektirdiği durumlar.

 

Dağıtım şirketlerinin önüne EPDK'ca konulmuş, kesinti sürelerini azaltmak, kayıp-kaçağı azaltmak gibi hedefler vardır. Bu hedeflere ulaşmak için "güneş çarığı, çarık ayağı sıkar" misali kurallar sürekli sıkılaşacaktır. Şebeke, enerji kalitesini yükseltmek için işletme sorumluları ile EDAŞ'lar işbirliğine devam edeceklerdir. 

Japonya'da 50 Hz mi 60 Hz mi kullanılır? 

Buraya kadar zahmet edip okuyanlar için biraz ansiklopedik bilgiye yer vermek isteriz. Japonya'da, ülkeyi ikiye böldüğünüzde bir kısmın 50 Hz diğerinin 60 Hz şebeke frekans ile çalıştığını öğrenmek şaşırtıcı idi. Şebekenin kuruluşunda, 1800’lerin sonunda, ülkenin doğusu ve batısında elektrik şebekesinin farklı ithal jeneratörlerle başlaması bunu getirmiştir. Tokyo bölgesinde ilk santraller Alman AEG’den alınmış 50 Hz jeneratörlerle kurulurken, Osaka bölgesinde Amerikan General Electric’in 60 Hz jeneratörleri kullanılmıştır. İki bölge ayrı ayrı büyüyüp genişleyince standartlaşma olamamıştır. Böylece Japonya’nın doğusu bugün hâlâ 50 Hz, batısı ise 60 Hz kullanmaktadır. Bu durum 50-60 Hz bölgeler arasında enerji alışverişini de zorlar. Frekans dönüştürücü istasyonlarla iki sistem birbirine bağlanmıştır ama kapasitesi sınırlıdır. Aşağıdaki görselde Japonya'da görevli özel şirketlerin bölgeleri ve frekans ayrımı gösterilmiştir. 

 

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, trip devresinde aynı titizliği göstermekte midir?

Tam bu noktada bir tartışma gündeme getirilebilir. Yayımlanan Tedaş şartnameleri arasında, "ihbar kombinasyonu", "anonsiyatör", "ihbar rölesi", "sinyal lamba kutusu" gibi adlar verilen ürünlere (Revotek, Gepa, Proens, Datakom, Telepro, Orion EE vb.) ilişkin bir düzenleme yoktur. Otuz senedir piyasada olan Schneider hücrelerde SEPAM röle, kesiciye trip (arızadan açma) vermek için aracı bir ekipman kullanmaz. Arızadan açtı ise kendi üzerindeki LED’i yakarak operatörü bilgilendirir. Yerli üretim ürünlerde “ihbar kombinasyonu” denen bir ekipman istisnasız kullanılır (istisna varsa yorumlara yazınız). Bu ürünlerden birinin bağlantı terminalleri aşağıdaki fotoğrafta net görülmektedir. Alttaki kırmızı DIP switchler ile hangi inputun açma vereceğine karar verilmektedir. 

                                                    Arka görünüş 

Modüler hücreler yokken OG merkezlerinde 6-12 gözlü ihbar lambaları kullanılırdı, bu ekipman ona biraz benzer. Şöyle çalışır: röleden, termostattan vb. den gelen açma ve ihbar emirleri bu cihazda (kombinasyonda) toplanır, eğer sinyal açmayı gerektiriyorsa kesiciye "aç emri" buradan geçerek gider, ilgili LED'i de yakar. Bu satırların yazarı, aşırı akım koruma rölesinin trip kontağının da bu röleye girdiği kumanda kontrol şemalarına denk gelmiştir. Bu sakıncalıdır, trip emri başka bir aracı, geciktirici ekipmana girmeden en basit, sade yoldan kesiciye ulaşmalıdır. Bu cihazlar kolayca arızalanabilir (uyması zorunlu bir standarda rastlanamadı) ve trip açma emri kesiciye ulaşmayabilir. Yada DIP switch alarm pozisyonunda unutulabilir.

Aşağıdaki gibi bir kullanım, yani (?) işaretli alarmları da bu cihazın üzerinde göstermeye çalışmak başka sakıncalar doğurabilir.  

Aşırı akım koruma rölelerinden IEC 60255’e uygunluk, TCM (açma devresi izleme) gibi üst düzey fonksiyonlar istenirken; trip komutunun da geçtiği (doğrusu hiç uğramaması) kritik noktada bir kalite çıtası yoktur. Sizce de bu bir çelişki değil mi? 

Bu konuda ne düşünüyorsunuz? Lütfen yorumlara yazın. 

---

[1] https://tedas.gov.tr/session/1/sartnameler/RoutePage/63c658e3d27de36b22f9cef6

[2] https://www.tedas.gov.tr/FileUpload/MediaFolder/7de497ed-4505-4cd8-83c8-a5bdd97b1e0e.pdf

[3] GOOSE communication (Generic Object Oriented Substation Event).

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.  

                            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. 

        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. 

                                        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   

                                 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.         

 

                        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).  

                              Görsel: 125 yıl önce Johnson Controls dergi reklamı 
  

 *Many thanks to Mr. Walter Schossig

Kaynaklar: ELP.com archive  | PACW | AIEE 26:1930