Teknik
AG Devre Kesiciler Seçicilik Teknikleri Zaman-Akım Bazlı Seçicilik

Ocak 2014 / Sayı: 66

Elektrik tesisatlarında hem ekonomik ve fonksiyonel operasyon açısından hem de anormal çalışma koşullarında problemlerin minimuma indirgenmesi açısından sisteminin doğru şekilde tasarlanması ve seçicilik tekniklerinin uygulanması çok önem taşımaktadır. 

Seçicilik teknikleri, tesisatın özel-liklerine, koruma cihazlarının kapasitesine ve istenen ihtiyaca göre belirlenebilir. Unutulmaması gereken önemli konu, devre kesiciler arası seçiciliğin zorunlu olmamasıdır; ancak servis sürekliliği ve maliyet optimizasyonu önemli ise seçicilik tesisatta olmazsa olmaz bir ihtiyaç haline gelebilir.

Aşırı yük bölgesinde seçicilik için genelde zaman-akım tipi seçicilik tekniği tercih edilirken, kısa devre bölgesinde seçicilik için birden fazla teknik kullanılabilir. Seçicilik teknikleri 5 tip olarak özetlenebilir:

1- Zaman-akım bazlı seçicilik
2- Akım bazlı seçicilik
3- Zaman bazlı seçicilik
4- Enerji bazlı seçicilik
5- Alan bazlı seçicilik

Bu yazıda aşırı yük bölgesindeki seçicilik tekniği olan zaman-akım bazlı seçicilik tekniği anlatılacaktır.
Genel olarak, aşırı yük bölgesindeki hata akımına karşı koruma fonksiyonunda önceden belirlenen bir zaman-akım karakteristiği mevcuttur. Devre kesicilerde, termomanyetik koruma ünitesinin termik ayar sahası veya elektronik koruma ünitesinin L fonksiyonu üzerinden ayarlamalar yapılır.

Seçicilik, önceden belirlenen bir zaman-akım karakteristiği ile tanımlanır. Devre kesicinin üzerinden geçen hata akımı arttıkça, açma süresinin azaldığı bir açma karakteristiğidir. Olası tüm aşırı akım değerleri için yük tarafındaki devre kesicisinin koruma fonksiyonları seçiciliğe uygundur. Bu sayede bir hata durumunda, yük tarafındaki devre kesicisi, şebeke tarafındaki devre kesicisinden daha önce açar. İki taraftaki devre kesicinin açma süreleri incelendiğinde aşağıdaki durumlar mutlaka gözönünde bulundurulmalıdır:
- Açma sürelerinin ve ayar sahalarının tolerans değerleri
- Devre kesiciden geçen gerçek akım değeri
ABB SACE kompakt tip ve açık tip devre kesicilerinin koruma ünitelerine ait açma eğrileri, teknik kataloglarda ve DOC (Ücretsiz DOC elektrik tasarım yazılım programı için lütfen satış ofislerimize başvurunuz) elektrik tasarım yazılımında yer almaktadır. DOC yazılımında, ilave olarak, termomanyetik tip ve elektronik tip koruma ünitelerine ait açma eğrilerinin tolerans değerleri de yer almaktadır. Bu sayede bir açma fonksiyonu için iki farklı açma eğrisi çizimi gösterilir. Üstteki eğri en üst açma değerini, alttaki eğri ise en çok açma yapan eğriyi göstermektedir.

Seçicilik analizinin doğru yapılması için tesisat koşullarının en kötü durumu varsayılmalıdır. Bu noktada:
- Şebeke tarafı devre kesicisinin alttaki eğri değerine göre açma yaptığı,
- Yük tarafındaki devre kesicisinin üstteki eğri değerine göre açma yaptığı düşünülmelidir.

Devre kesiciden geçen gerçek akım değeri gözönüne alınırsa;
- Eğer, iki devre kesiciden aynı akım değeri geçiyorsa, şebeke ve yük tarafındaki devre kesicilerin açma eğrilerinin üst üste çakışmıyor olması yeterlidir.
- Ancak, iki devre kesiciden farklı akım değerleri geçiyorsa, zaman-akım eğrileri üzerinde belirli noktalar seçilmeli ve seçilen bu noktalarda şebeke tarafındaki devre kesicisinin açma eğrisinin yük tarafındaki devre kesicisinin açma eğrisinden her zaman daha üstte olduğu garanti edilmelidir.


Özellikle, elektronik tip koruma üniteleriyle donatılan devre kesicilerde, I2t=sabit fonksiyonuna göre açma gerçekleştiğinden, ekli iki değerin kontrol edilmesi yeterlidir:

1. Koşul: Şebeke tarafı devre kesicisi için: I=1.05 x I1; bu değerin altında şebeke tarafı koruması hiçbir zaman yük tarafı koruması eğrisi ile çakışmaz. IEC 60947-2 standardı uyarınca uygulanması gereken minimum katsayı değeri 1.05’tir, bazı devre kesiciler için bu değer farklılaşabilir.


2. Koşul: Yük tarafı devre kesicisi için: I=1.20x I3; bu değerin üzerinde, yük tarafı koruması kesinlikle açma yapar, kısa devre koruması gerçekleşir. IEC 60947-2 standardı uyarınca  kısa devre koruması fonksiyonu için uygulanması gereken minimum katsayı değeri 1.20’dir, bazı devre kesiciler için bu değer  daha düşük olabilir.
Örnek: Aşağıdaki A ve B devre kesicileri için zaman-akım bazlı seçicilik tekniği aşırı yük bölgesi için incelenmiştir.
Her iki koşul için de tA>tB olduğu zaman aşırı akım bölgesinde tam seçicilik sağlanır.
Üstteki iki grafikten açıkça görüleceği üzere her iki koşul için de tA>tB koşulu sağlanmaktadır. Belirlenen iki farklı koşul noktası için devre kesici A’nın açma eğrisi, devre kesici B’nin açma eğrisinden her zaman daha üstte olduğu ve herhangi bir çakışma olmadığı için aşırı akım bölgesinde seçicilik garanti edilir.