TC.
KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
BİTİRME TEZİ KONU: RÖLELER
Çalışmayı yapan: EFE İSMAİL SAYAR
TEZİ YÖNETEN: Öğr. Gör. Belike URAL
İ Z M İ T- 1 9 9 8
İÇİNDEKİLER İçindekiler...........................................................................1 Önsöz.................................................................................2 Teţekkür....................................................................... ...... 3 1. Röleler............................................................................5 1.1 Kontrol Röleleri...........................................................6 1.2 Mekaniksel Tutmalı AA Röleleri.......................................7 1.3 Termostat Röleler.........................................................9 2.Koruma Röleleri...............................................................10 2.1 Bağımsız Sekonder Koruma Rölesi..................................11 2.2 Bağımlı (Ters Zamanlı) Sekonder Koruma Rölesi...............13 2.3 Toprak Hatası Rölesi...................................................17 2.4 Monofaz Topraksız Sekonder Aşırı Akım Rölesi................18 2.5 Trifaz Topraksız Sekonder Aşırı Akım Rölesi....................18 2.6 Trifaz Topraklı Sekonder Aşırı Akım Rölesi......................19 3. 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 Sekonder Koruma Yardımcı Röleleri................................... 20 Tekrar Kapama Rölesi..................................................20 UDR Serisi Röle İhbar Kombinasyonu............................21 Gerilim Kontrol Rölesi.................................................25 ER-3Y Yardımcı Röle..................................................26 AR-01 Korna Rölesi....................................................27 EF-10 Blink Röle........................................................28 EK-01 Elektronik Korna.............................................29 Bucholz Rölesi............................................................29 Diferansiyel Röle........................................................31
4. Gerilim Koruma Röleleri...................................................32 4.1 FKR-Gerilim Kontrol Rölesi.........................................32 4.2 GKR-1 Aşırı Gerilim Kontrol Rölesi..............................34 4.3 DGR-1 Düţük Gerilim Kontrol Rölesi.............................34 4.4 MK-01 Motor Faz Koruma Rölesi..................................35 4.5 FR-01 Faz Sırası Rölesi..............................................36 5.Motor Aşırı Akım Koruma Röleleri.......................................37 5.1 Termik Aşırı Akım Rölesi..............................................38
5.1.1 Eriyici Alaşımlı Termik Birimler..............................39 5.1.2 Bimetalli Aşırı Yük Röleleri....................................39 5.2 Manyetik Aşırı Akım Röleleri........................................41 5.3 Zaman Sınırlamalı Aşırı Yük Röleleri ............................42 5.4 Ani Açmalı Akım Röleleri (Manyetik Açak).....................42 6.Zaman Röleleri.................................................................44 6.1 Pistonlu Zaman Röleleri...............................................44 6.2 Havalı Zaman Röleleri..................................................46 6.3 Motorlu Zaman Röleleri...............................................48 6.4 DA. Seri Zaman Röleleri..............................................49 6.5 Manyetik Zaman Röleleri.............................................50 6.6 Kondansatörlü Zaman Röleleri......................................51 6.7 Elektronik Zaman Röleleri............................................52 6.8 Termistörlü Zaman Röleleri..........................................53 6.9 Termik Zaman Röleleri................................................54 6.10 Programlı Zaman Röleleri...........................................55 6.11 Zaman Rölelerinin Seçimi............................................56 7.Endüstriyel Kontrol Röleleri................................................58 7.1 Start Röleler..............................................................58 7.2 Otomatik Senkron Motor Yol Vericileri............................59 7.2.1. Devre Dışı Röleler................................................59 7.2.2. Kutuplu İkaz Frekans Rölesi...................................59 7.3. Dengeleyici ve Sabit Zaman Kontrollü Yol Verme.............61 7.3.1. Zıt EMK Denetleyicileri ve Gerilim Duyarlı Röleler.....61 7.3.2. İkaz Hızlandırma Rölesi.........................................61 7.3.3. İkaz Kesilme Rölesi..............................................61 7.4 Dört Hızlı İki Sargılı (Değişken Kutuplu) Motor Denetleyicisi 7.4.1. Zorlama Röleleri..................................................63 7.4.2. Hızlandırma Röleleri.............................................63 7.4.3. Yavaţlatma Röleleri...............................................63 7.5. Rotoru Sargılı Motorları Otomatik Hızlandırma....................65 7.6. Motor Kilitleme Rölesi...................................................66 7.7. Ani Durdurma...............................................................66 8. 8.1 8.2 8.3 Reaktif Güç Kontrol Rölesi................................................67 Ölçme ve Karşılaştırma Ünitesi......................................67 Anahtarlama Ünitesi.....................................................69 Aşırı ve Düşük Gerilim Koruması....................................69
8.4 Faz Açısı Ölçme ve Yön Belirleme Ünitesi........................71 8.5 Mikroişţlemci.............................................................7 1 Kaynaklar..........................................................................72 Özgeçmiţ......................................................................... ..73 Ürün Katalogları..................................................................74
Önsöz Günümüzde elektrik, sanayiden tıbba kadar, en büyük binalardan an küçük konuta kadar her alana girmiştir. Elektrik günlük yaşama o kadar girmiştir ki, tehlikeli olabileceği tamamen unutulmuştur. Oysa endüstriyel tesislerde ve konut- larda sıkça arızalara rastlanmakta ve her yıl binlerce kişi elektrik arızalarından kaynaklanan kazalara uğramakta, birçok işgücü ve maddi kayıplara neden olmak- tadır. Sonuç olarak üretim akış planları bozulmakta ve ülke ekonomisine zarar vermektedir. İşte bu tür arızaların ve aksamaların önüne geçilebilmesi için, her türlü elektrik devresinin açılıp kapatılmasını sağlamak, ana devreyi aşırı akım, aşırı gerilim, düşük gerilim gibi birçok tehlikelere karşı korumak veya çalışma süresini belirli zaman dilimlerine göre kumanda etmek, sistemdeki reaktif güç kontrolünü sağlamak amaçları altında bir çok röle çeşidi vardır. Bugün bir çok firma röle üretimi gerçekleştirmektedir ve bir çok röle çeşidi vardır. Bunların başlıcaları Siemens, AEG, Telemechanic, Federal Elektrik, Entes gibi isimler sayılabilir. Bütün bu kadar çeşitliliğin sonucu olarak istenilen değerde ve istenilen amaçta röle kolaylıkla bulunabilmektedir ve aynı zamanda bu röleler fiyat bakımından da çeşitlilik arzetmektedir. Bu projemde, rölelerin tanımı,amaçları, piyasada bulunan ve kullanılan röle- lerin teorik olarak çalışma prensipleri, kullanım
değerleri, şekilleri ve çeşitli markaların kataloklarının yanısıra bir takım motor devrelerinde kullanılan yardım- cı rölelere yer verilmiştir. Günümüzde rölelerin kumanda alanındaki önemi, PLC’nin gelişmesi ile azalmasına rağmen, koruma ve kontrol alanındaki önemi tartışılmaz bir boyuttadır.
Teşekkür Bu projemin hazırlanmasında bana yardımcı ve destek olan değerli hocam Öğr. Gör. Sn. Belike Ural’a teşekkürlerimi sunuyorum.
1.Röleler Küçük güçteki elektromanyetik anahtarlara röle adı verilir. Röleler elektro- mıknatıs, palet ve kontaklar olmak üzere üç kısımdan oluşurlar. Elektromıknatıs bir demir nüve ve üzerine sarılmış bir bobinden meydana gelir. Röle bobini DA’la çalışacaksa demir nüve bir parçadan yapılır. Artık mıknatısıyetten ötürü paletin demir nüveye yapışık kalması, nüvenin ön yüzeyine konmuş küçük bir plastik parçayla önlenir. AA’la çalışacak rölelerin demir nüvesi sac paketinden yapılır. Rölenin titreşim yapması demir nüvenin ön yüzüne konmuş bakır halkayla önlenir. Demir nüve üzerinde bulunan bobin bir veya birkaç sargıdan oluşur. Röle bobinin- de birkaç sargının bulunması, rölenin değişik gerilimlerde kullanılmasını sağlar. Rölenin paleti kontakların açılıp kapanmasını sağlar. Palet bir yay vasıtasıy- la veya yer çekimi kuvveti nedeniyle demir nüveden uzakta bulunur. Röle kontaklarının yapımında gümüş, tungsten, paladyum, civa metalleri ve tungsten-gümüş, palladyum-gümüş, platin-rutenyum alaşımları kullanılır.
Şekildeki röle devresindeki anahtar kapatıldığında, bobinden geçen akım rölenin enerjilenmesine sebep olur. Enerjilenen demir nüve, paleti kendisine çeker. Palet üzerinde bulunan kapalı kontaklar açılır, açık kontaklar kapanır. Röle bobini AA’da çalışıyorsa, bobin normal gerilimin %85’i ile %110’u arasındaki bir gerilimde normal olarak çalışabilir. Rölenin paleti ise bobin geriliminin %80’i ile %85’i arasında çekilebilir. Bobin geriliminin %50’si ile %60’ı arasında röle paletini bırakabilir. Eğer röle bobini DA’la çalışıyorsa, normal geriliminin %80’i ile %110’u arasındaki gerilimlerde bobin normal olarak çalışabilir. Röle geriliminin %75’i ile %80’i arsındaki gerilimlerde ise,röle paletini çekebilir. Bobin geriliminin %20’si ile %50’si arasındaki değerlerde röle paletini bırakabilir. DA’da çalışan röleler ile AA’da çalışan röleler arasında önemli bir farklılık vardır; bu da DA’da çalışan bir rölenin bırakma geriliminin, AA’da çalışan bir röleninkinden daha küçük olmasıdır. Bu nedenle DA’da çalıştırılacak olan rölelere başlama anında büyük, daha sonra küçük gerilim uygulanır. Bunu sağlamak için röleler şekillerdeki gibi bağlanır.
Şekil a’daki devrede R direnci M kontağı ile kısa devre edilmiştir. Bu nedenle devreye gerilim uygulandığında,M röle bobini normal gerilimi ile çalışır ve paletini çeker. Palet çekildikten sonra M kapalı kontağı açılır, R direnci bobine seri olarak bağlanır. Bobin daha küçük bir gerilimde çalışmasına devam eder. Çünkü bu küçük gerilim paleti çekik tutmaya yeterli gelir. Şekil b’deki devrede röle bobininde iki sargı bulunur veya röle bobini üç uçludur. Devreye gerilim uygulandığında küçük dirençli sargı devreye girer. Bu sargıdan geçecek büyük akımın oluşturacağı manyetik alan paleti çeker. Palet çekildikten sonra küçük dirençli sargı devreden çıkar, büyük direçli sargı devreye girer. Eğer röle bobini üç uçluysa, devreye gerilim uygulandığında bobinin bir parçası devreye bağlanır, diğer parçası M kontağıyla kısa devre edilir. Bobinden geçen akımın oluşturacağı büyük manyetik alanla palet çekilir. Palet çekildikten sonra rölenin M kontağı açılır ve sargının tamamı devreye bağlanır. Bobin direnci arttığı için bobinden geçen akım azalır. Fakat bobinden geçen bu küçük akımın oluşturacağı manyetik alan paleti çekik tutmaya yeterli olur. 1.1 Kontrol Röleleri Manyetik kontrol röleleri; büyük motor yol vericileri ve kontaktörlerin bobinleri ile, kontrol devrelerini açıp kapatmak için bir yardımcı eleman olarak ; küçük motorlar, selenoidler, elektrikli ısıtıcılar, pilot lambalar,sesli sinyal cihazları ve çeşitli röleler gibi küçük yükleri ise doğrudan kontrol etmek için kullanılırlar. Bir manyetik röle, elektromıknatısı enerjilendiğinde elektrik kontaklarını açan yada kapatan bir elektromıknatıs tarafından çalıştırılır. Elektromıknatısın enerjisi kesildiğinde, yay kuvveti ve ağırlık etkisi ile kontaklar tekrar konum değiştirir. Röleler, genellikle kontak kapasitesini yükseltmek yada daha fazla kontak ekleyerek çok sayıda pilot elemanı çalıştırıp durdurmak için kullanılır. Rölelerin çoğu kontrol devrelerinde kullanılır ve elektriksel
değerleri en fazla 600 V çalıştırabilecekleri düşük akım (0-15A) seviyelerini gösterir. Manye- tik rölelerde, motoru aşırı yükten koruma düzeneği yoktur. Bu tip röleler genel olarak iki iletkenli kontrol sistemlerinde kullanılır. Röleler, güç devrelerini doğrudan çalışıtırmak yerine kontrol devrelerini açmak ve kapatmak için kullanılır. Rölelerin yaygın uygulama alanları olarak ; motor yol vericilerinin ve kontaktörlerin bobinleri ile diğer rölelerin kontrolü ve selenoidlerin çalıştırılması sayılabilir. Röleler ;küçük ama birçok karmaşık kontrol sisteminin de en önemli anahtarlama elemanıdır. Ev ve sanayi aydınlatma devrelerinde ve bağımsız aydınlatmalarda düşük gerilim röle sistemleri yaygın olarak kullanılır. 1.2 Mekaniksel Tutmalı AA Röleler Mekaniksel tutmalı röleler elektromıknatıs tarafından çalıştırılır. Ancak , röle paleti çekildikten sonra mekaniksel bir düzenekle palet çekili tutulur ve rölenin bir kontağı tarafından elektromıknatıs devreden çıkarılır. Böylece bu röleler mekaniksel olarak konumlarını korurlar ve kontaklarını kapattıktan sonra bobinlerinden hiçbir akım geçmez . Bu nedenle, çok sayıda büyük rölenin sürekli olarak çalıştırılması gereken yerlerde ,önemli miktarda elektrik enerjisi tasarrufu sağlanacaktır. Manyetik tutmalı rölelerle karşılaştırıldığında , manyetik rölelerin kontakları elektromıknatıs bobinin uçlarındaki gerilime göre kontaklarının konu- munu korurken, mekaniksel tutmalı röleler; sadece kontrol elemanının bir etkisine göre kontaklarının konumunu korurlar. Şekildeki devrede, start butonuna basıldığında akım, L1’den start butonu- nun kontaklarından ve kapalı bobin koruma kontağından L2’ye geçerek M bobini enerjilenir .Bu durumda röle çalışmış ve mekaniksel olarak kilitlenmiş olur. Aynı anda M kontakları kapanacağından devre şalteri de kapalı ise lambalar yanacak- tır. Stop butonuna basıldığında ;bobin koruma kontakları da konum değiştirmiş durumda olduğundan röle bobini enerjilenir. Böylece rölenin kilidi kurtarılacağından M kontakları açılır ve lambalar söner .Bu tip rölelerin çalıştır- ma bobinleri sürekli devrede kalacak şekilde tasarlanmaz. Bu nedenle, bobinin yanmasını önlemek için koruma kontakları yardımıyla bobinler otomatik olarak devreden çıkarılır .Bobin koruma kontakları ,enerjilenen röle bobinine göre konum değiştirirler.
Mekaniksel tutmalı röleler elektromekanik elemanlardır.Bu elemanlar, sessiz çalışma, enerji tasarrufu ve devre bağlantısının kesintisiz olması istenen sistemlerdeki anahtarlama devrelerinin emniyetli ve uygun parçalarıdır. Örneğin, otomatik üretim sistemlerinde enerji kesilmesi sırasında, devrenin konumunu koruması oldukça önemlidir. Bu sistemlerde enerji geri geldikten sonra başlangıçtan itibaren değil de, sistem kaldığı yerden itibaren çalışmasına devam etmelidir. Bu tür rölelere; hastane, okul ve resmi binalarda kullanılan kontrol sistemlerinde ihtiyaç duyulur. Mekaniksel tutmalı röleler genellikle manyetik elemanların AA karakteristiklerinden ötürü olan titreşimin az olması istenen yerlerde kullanılır. Mekaniksel tutmalı röleler,takım tezgahlarının kontrol devrelerinde de çok kullanılır. Bu röleler; sınır anahtarları, zaman röleleri, yol verici kilitlemeleri, fotoelektrik piller ,diğer kontrol röleleri ya da itmeli butonların çalışması ile bir devreyi açıp kapatabilirler. Genellikle mekaniksel kilitlemeli röleler 10-15A’e göre üretilirler.
1.3 Termostat Röleler Termostat röleler, rölenin açık yada kapalı uçlarını birleştiren ve yavaş yavaş hareket eden bir elemana sahip 3 iletkenli ölçü tipi termostat kontrollarında yada diğer pilot kontrollarda kullanılır. Termostat kontrol elemanının kontakları genellikle bir yol verici bobininin akımını taşıyamaz. Bu nedenle, yol verici ile termostat kontrol elemanı arasında bir termostat rölesi kullanılmalıdır . Termostat kontrol biriminin hareketli elemanı kapalı kontağa temas ettiğinde röle enerjilenir ve mühürleme kontağı üzerinden enerjili konumunu korur. Hareketli eleman açık kontağa temas ettiğinde termostat rölesinin bobini kısa devre edilmiş olacağından röle açılır.Bu durumda R direnci devrededir. R direnci genellikle rölenin içerisine yerleştirilmiştir ve güç kaynağının kısa devre olmasını önler. Termostat kontakları birbirine yapışmamalı yada birbirine çok yakın ayarlanmamalıdır. Aksi halde direncin yanmasına neden olunabilir. Ayrıca termostat elemanının akım değeri, rölenin çalıştırılması anında oluşan ani akıma uygun olmalıdır.
2.KORUMA RÖLELERİ Enerji dağıtım sistemlerinde transformatör, jeneratör, enerji nakil hattı gibi ekipmanları kısa devre ve toprak kaçağına karşı korumak için kullanılırlar. Bu koruma işlemi gerçekleştirilirken göz önüne alınacak en önemli kural “Selektif Koruma” şartını sağlamaktır. Selektif korumanın amacı şebekenin herhangi bir bölümünde meydana gelen arızayı minimumda sınırlamak için ,yalnız arızalı bölümü en kısa zamanda devre dışı bırakmaktır .Selektif koruma planlaması yapılırken şebekenin tümü göz önünde bulundurulmalıdır,buna ek olarak ,şebekeye gelecekte yapılabilecek ilaveler de dikkate alınmalıdır .Selektif korumanın gerçekleşebilmesi için,dağıtım hattı üzerinde yer alan koruma rölelerinin koordinasyonunun sağlanması gerekir ki,bunu sağlamak için, Bağımlı ve Bağımsız sekonder koruma röleleri kullanılır. Elektrik santralleri, şalt merkezleri, trafo postaları, enerji iletim ve dağıtım şebekeleri,yük dağıtım merkezleri, fabrikalar ve benzeri yerlerde ortaya çıkabilecek arızalara karşı bu tür röleler
kullanılmaktadır. Elektrik devrelerinde görülen belli başlı arızalar şunlardır : •Kısa devreler •Aşırı yüklemeler •Gövdeye veya toprağa kaçak •Düţük veya yüksek gerilim •Ters akım •Dengesiz yüklemeler 2.1 Bağımsız Sekonder Koruma Rölesi 1-Aynı dağıtım hattı üzerinde bulunan rölelerin ,aynı işlem karakteristiğine sahip olması gerekir. 2-Aynı dağıtım hattı üzerinde bulunan rölelerin açma gecikmelerinin “Zaman Basamağı” şeklinde ayarlanması gerekir. Yani, bir enerji dağıtım sisteminde, kaynaktan itibaren sıralanmış röle dizisinde, açma zamanları kaynağa en yakın olanın açma zamanı en uzun olmak üzere basamak şeklinde azalacak durumda ayarlanır. Yani kaynak dibindeki rölenin açma gecikmesi en uzun ,hat sonundaki röleninki en kısa olacaktır .Bu işlem gerçekleştirilirken röleler arasında en az “0.5 Sn’lik” bir koordinasyon zamanı bırakmak gerekir. Şekilde aynı hat üzerinde sıralanmış bir röle dizisinin basamak zamanları görülmektedir.
Burada röle açma zamanlarını seçerken dikkat edilmesi gereken önemli bir nokta da kaynağa en yakın rölenin açma zamanının seçilmesidir .Bu süre selekti- viteyi sağlayacak kadar uzun ,fakat kaynağı koruyacak kadar kısa olmalıdır , çünkü kaynağa yakın noktalarda daha büyük hata akımları oluştuğundan, şebeke- de daha büyük hasar söz konusudur. Bu sakınca nedeniyle ters zaman karakteris- tiğine sahip (Bağımlı Koruma Röleleri ) röleler
geliştirilmiştir. BKR Serisi a)BKR-13T koruma rölesi b)BKR-13 c)BKR-11 d)BKR-11T Bağımsız Sekonder Koruma Röleleri : Trifaz toprak korumalı sekonder aşırı akım : Trifaz sekonder aşırı akım koruma rölesi : Monofaz sekonder aşırı akım koruma rölesi : Toprak hatası rölesi
Çalışma Prensibi : BKR Serisi rölelerin faz ve toprak koruma birimleri ,akım ayar değerleri farklı olmakla birlikte, aynı çalışma ilkesine sahiptirler. Bu nedenle, yalnızca monofaz topraksız sekonder koruma rölesi anlatılmıştır.
Şekilde görüldüğü gibi,tek bir faz birimi 7 ayrı bölümden oluşmaktadır. Röle girişindeki akım trafosundan gelen akım bilgisi , “giriş devresi”(2) tarafından filtre edilerek ve düzenlenerek “akım ayar ve start devresine”(3) ve ani açma devresine (5) iletilir. (3) nolu devre ,giriş devresinden akım bilgisini ,ayarlanan akım değeri ile karşılaştırır. Eğer gelen akım değeri ,ayarlanan akım değerinden büyük ise ,röle üzerindeki “Yeşil Işık” söner. Akım ayar devresinin ayarı “I>A” düğmesi ile yapılır. Yeşil ışık söndüğü anda (4 nolu) “gecikme zaman devresi” çalışarak zaman sayma işlemini başlatır. Ayarlanan süre sonunda ,arıza durumu devam ederse çıkış rölesini (7) çektirir ve koruma fonksiyonu gerçekleşir. Gecikme zaman devresi ayarı 0.1ile10 sn. arasında olmak üzere “t (sn)” düğmesi ile yapılır.
Ani açma devresi (5), I>A ile ayarlanan I akımının 3 ila 10 katı olarak ayar imkanı sağlar. Gecikmesiz olarak çıkış rölesini çektirir. Hafıza devresi (6) ,çıkış rölesini komutun hangi devreden geldiğini belirler ve rölenin ön panelinde yer alan “ani” veya “gecikmeli” ikaz ışığını yakar. Arıza durumu ortadan kalkmış olsa bile “Reset” butonuna basılmadan ikaz ışığı sönmez Ayarlama : Ayar işlemi ön panelde yer alan ayar düğmeleri ile gerçekleştirilir. Faz I>A :Açma akım ayarı 2.5-10 A arası ayarlanabilir. t (sn) :Gecikme zamanı 0.1-10 sn arası ayarlanabilir. I»=k.I»A :Ani açma ayarı I>A’nın 3-10 katı arası Örnek : I (A) :3 A t (sn) :3 sn I»=k.I»A :4 değerine ayarlanmış olsun Bu koruma rölesinin akım devresinde ,arıza halinde 3 A’in üzerinde bir arıza akımı akacağı kabul edilerek yapılmıştır. Hat akımı 3A’i aştığı taktirde “I>A” ikaz ışığı söner ,zaman sayımı başlar ve 3 sn. sonunda röleyi çektirerek devreyi açar. Arıza akımının “3A x4 :12A” aşması halinde ani devresi çalışır ve gecikmesiz olarak devreyi açar. Toprak : I>A :Açma akım ayarı 0.6-3 A arası ayarlanabilir. t (sn) :Gecikme zaman 0.1-10 sn arası ayarlanabilir. I»=k.I»A:Ani açma ayarı I>A’nın 3-10 katı arası . Test İşlemi : Rölenin ön panelinde yer alan test butonuyla gerçekleştirilir. Ani açma düğmesi “10” konumuna alınarak rölenin ani açma yapması önlenir. Test butonuna basıldığı anda “I>A” yeşil ikaz ışığı söner ve zaman sayımı başlar. Ayarlanan zaman gecimesi sonunda röle çeker ve gecikmeli açmanın gerçekleştiğini belirleyen ikaz ışığını yakar ve ışık reset butonuna basılana kadar yanık kalır. Eğer röle üzerinde hem faz ,hem toprak koruması yer alıyorsa , gecikme zaman ayarı daha kısa olan koruma rölesi açma komutunu verir . Teknik özellikler : 1- Akım ve Zaman Ayarları :Potansiyometre ile sürekli ayarlanabilir
2- Zaman Devresi Faz ve Toprak :0.1 - 10 sn. arası ayarlanabilir Ayar Hatası :% 5 3- Akım Devresi Anma Akımı : In In Faz :5 A In Toprak :1 A Aşırı Yük Akımı : 2 x In Sürekli 4- Akım Ayarları Gecikmeli Açma Akımı :2.5 - 10 A Faz (0.5 -2 In) : 0.6 - 3 A Toprak (0.6 - 3 In) Ayar Hatası : % 5 Ani Açma Akımı : I>A x (3 - 10) Ayar Hatası : % 5 Ani Açma Zamanı :60 msn 5- Yardımcı Beslenme :24 V ,110 V DC , ±10 İstek üzerine değişik yardımcı besleme geriliminde çalışan cihaz yapılabilir 6- Kontaklar Faz : 1 Adet NO kontak Toprak: 1 Adet NO kontak Kontak Akımı :5A Max. Kapama Gücü : 1250 VA , 250 W DC Max. Kesme Gücü : 1250 VA AC , 250 W DC 7-Ortam Sıcaklığı : -5 C ; +50 C 8-İzolasyon : IEC -255 ‘e göre a)Bütün terminaller-Toprak arası:2 kV/50 veya60 Hz.1 dk b)Akım girişleri hariç bütün terminaller-Akım uçları arası 2 kV/ 50 veya 60 Hz. 1 dk. 9-Yüksek Frekans Gürültüsü Etkilenmediği Gürültü Seviyesi :2.5 ve 1 kV - 1 MHz Bağlantı Şekli : Klemensli 10-Boyutlar :144 x 144 x 165 mm. Tip PR 14 Ağırlık : 1.8 kg Pano Pencere Genişliği : 140 x 140 mm.
2.2 Bağımlı (Ters Zamanlı) Sekonder Koruma Rölesi 1-Aynı dağıtım hattı üzerinde yer alan koruma rölelerin eş zaman karakte- ristiğine sahip olması gerekir. 2-Aynı dağıtım hattı üzerinde yer alan koruma rölelerin açma gecikmesi “Akım / Zaman Basamağı” şeklinde ayarlanması gerekmektedir. Başka bir deyişle kaynaktan uzaklaştıkça ayarlanan “Akım / Zaman Basamağı” küçülmelidir, böylece hat sonundaki röle en küçük açma gecikmesine sahip olacaktır. Bu durum şekilden daha iyi anlaşılabilir.
Görüldüğü gibi en kısa açma zamanı R4’te gerçekleşmektedir ve kaynağa doğru açma zamanları uzamaktadır. Ayrıca eş zaman karakteristiğine sahip röle kullanımının önemi görülmektedir. Çünkü aksi halde eğriler birbirini keseceğinden selektivite sağlamak mümkün olmaz. IKRSerisiBağımlı(Ters Zamanlı)Sekonder Koruma Rölesi a)IKR-23T :Trifaz toprak korumalı sekonder aşırı akım koruma rölesi b)IKR-23 :Trifaz sekonder aşırı akım koruma rölesi c)IKR-21 :Monofaz sekonder aşırı akım koruma rölesi d)IKR-21T :Toprak hatası rölesi Çalışma Prensibi : IKR Serisi rölelerin faz ve toprak koruma birimleri ,akım ayar değerleri farklı olmakla birlikte,aynı çalışma ilkesine sahiptirler. Bu nedenle, yalnızca monofaz topraksız sekonder koruma rölesi anlatılmıştır.
Şekilde görüldüğü gibi ,tek bir faz birimi 7 ayrı bölümden oluşmaktadır. Röle girişindeki akım trafosundan gelen akım bilgisi , “giriş devresi”(2) tarafın- dan filtre edilerek ve düzenlenerek “akım ayar ve start devresine”(3) ve ani açma devresine (5) iletilir. (3) nolu devre ,giriş devresinden gelen akım bilgisini, ayar- lanan akım değeri ile karşılaştırır. Eğer gelen akım değeri ayarlanan akım değerinden büyük ise,röle üzerindeki “Yeşil veya Sarı Işık” söner. Akım ayar devresi- nin ayarı “I>A”düğmesi ile yapılır. Yeşil ışık söndüğü anda (4 nolu) “gecikme zaman devresi” çalışarak zaman sayma işlemini başlatır. Ayarlanan süre sonunda, arıza durumu devam ederse çıkış rölesini (7) çektirir ve koruma fonksiyonu gerçekleşir. Gecikme zaman devresi ayarı “t” düğmesi ile yapılır. Gecikme zamanı röle ile birlikte verilen zaman karakteristik eğrileri üzerinden hesaplanır. Röle üzerinde yer alan her ”t” değeri için grafikte akım katlarının fonksiyonu olarak bir ters zaman eğrisi verilmiştir. Grafik üzerinden görüldüğü gibi arıza akımı büyüdükçe gecikme zamanı kısalmaktadır. Ani açma devresi (5) ,(I>A)ile ayarlanan I akımının 3 ila 10 katı olarak ayar imkanı sağlar ve gecikmesiz olarak çıkış rölesini çektirir. Hafıza devresi (6), çıkış rölesini açtıran komutun hangi devreden geldiğini belirler ve rölenin ön panelinde yer alan “ani veya gecikmeli” ikaz ışığını yakar.
Ayarlama : IKR Tipi röleler 3 değişik tip olarak imal edilmektedir. a)Normal ters zamanlı (Normal Invers Time ) b)Çok ters zamanlı (Very Invers Time ) c)Aşırı ters zamanlı (Extremely Invers Time )
Değişik koruma ihtiyaçları için kullanılan bu 3 tip röle değişik Akım / Za- man karakteristiğine sahiptir.Örnek olarak çok ters zamanlı bir röleyi incele- yelim Röle üzerinde aşağıdaki ayar düğmeleri yer almaktadır , I>A :Açma akım ayarı 2.5-10 arası ayarlanabilir t (sn) :Gecikme zaman eğrisi seçici ,her “t” değeri için grafikte bir zaman akımı eğrisi yer alır. I»=k.I»A :Ani açma ayarı I>A ‘nın 3 -10 katı arası Örnek : I>A :6 A “t” :2 sn I»=k.I»A :6 değerine ayarlanmış olsun Grafik üzerinde görüldüğü gibi, koruma rölesi ayarlanan akımın 1.15 katında start etmekte ve zaman sayımını başlatmaktadır. Gecikme zamanı “t” düğmesi ile seçilmiş olan 2 eğrisi üzerinde hesaplanır. “I A ” ile tanımlanmış arıza akımını , “I” start akımının 1,2,3,4,5,6 katları için açma zamanları aşagıdaki tabloda verilmiştir : I (A) (sn) 6 6.6 1.1 5.8 6 12 2 1.6 6 18 3 1.2 6 24 4 0.84 6 30 5 0.64 6 36 6 Ani Açma Test İşlemi : Rölenin ön panelinde yer alan test butonuyla gerçekleştirilir. Ani açma düğmesi “10” konumuna alınarak rölenin ani açma yapması önlenir. Test butonuna basıldığı anda “I>A” yeşil ikaz ışığı söner ve zaman sayımı başlar. Ayarlanan zaman gecimesi sonunda röle çeker ve gecikmeli açmanın gerçekleştiğini belirleyen ikaz ışığını yakar ve ışık reset butonuna basılana kadar yanık kalır. IA (A) IA /I t
Teknik özellikler : 1Akım ve Zaman Ayarları :Potansiyometre ile sürekli ayarlanabilir 2Zaman Devresi Çalışma Değeri :I x 1.15 Çalışma Eğrileri : Normal Ters Zamanlı IKR 20 Serisi Çok Ters Zamanlı IKR 30 Serisi Aşırı Ters Zamanlı IKR 40Serisi Hata Sınıfı Akımda : % 5 Zamanda :%5 1.5xIn değerinin üzerinde. %5’ten daha az 3- Akım Devresi Anma Akımı : In In Faz :5 A In Toprak :1 A Aşırı Yük Akımı : 2 x In Sürekli 4-Akım Ayarları Gecikmeli Açma Akımı :2.5 - 10 A Faz (0.6 -3 In) : 0.6 - 3 A Toprak (0.6 - 3 In) Ayar Hatası : % 5 Ani Açma Akımı : I>A x (2 - 10) Ayar Hatası : % 5 Ani Açma Zamanı :60 msn 5-Yardımcı Beslenme :24 V ,110 V DC , ±10 İstek üzerine değişik yardımcı besleme geriliminde çalışan röle yapılır. 6- Kontaklar Faz : 1 Adet NO kontak Toprak: 1 Adet NO kontak Kontak Akımı :5A Max. Kapama Gücü : 1250 VA , 250 W DC Max. Kesme Gücü : 1250 VA AC , 250 W DC 7-Ortam Sıcaklığı : -5 C ; +50 C 8-İzolasyon : IEC -255 ‘e göre a)Bütün terminaller-Toprak arası:2 kV/50 veya60 Hz.1 dk
b)Akım girişleri hariç bütün terminaller-Akım uçları arası 2 kV/ 50 veya 60 Hz. 1 dk. 9-Yüksek Frekans Gürültüsü Etkilenmediği Gürültü Seviyesi :2.5 ve 1 kV - 1 MHz Bağlantı Şekli : Klemensli 10-Boyutlar :144 x 144 x 165 mm. Tip PR 14 Ağırlık : 1.8 kg Pano Pencere Genişliği : 140 x 140 mm.
2.3 Toprak Hatası Rölesi Toprak Rölesi 3 fazın yıldız noktasından toprağa akan akımı ölçer. Şebeke yükünün dengeli olması halinde yıldız noktasından toprağa akan akım sıfırdır. Küçük dengesizlikler halinde ise küçük değerlerde akım akar. Eğer fazlardan birinden toprağa kaçak olursa bu denge bozulur ve toprağa büyük bir akım akar ve röleyi çalıştırır. Bu akımı ölçmek için şekildeki gibi bağlantı yapmak gerekir.
2.4 Monofaz Topraksız Sekonder Aşırı Akım Rölesi Her faz için ayrı röle kullanılarak trifaz koruma yapılmak istendiğinde 3 adet monofaz sekonder röle şemadaki gibi bağlanarak yapılır. Bu tür koruma,arızanın hangi fazda olduğunun bilinmesi istendiğinde kullanılır.
2.5 Trifaz Topraksız Sekonder Aşırı Akım Rölesi Trifaz korumayı tek röle ile gerçekleştirmek için şemadaki bağlantı yapıla- rak kullanılır.
2.6 Trifaz Topraklı Sekonder Aşırı Akım Rölesi Trifaz koruma ve toprak korumasını gerçekleştirebilmek için şemadaki bağlantı yapılır.
tek
röle
ile
3.Sekonder Koruma Yardımcı Röleleri Koruma sisteminin ana elemanı olan “Aşırı Akım Sekonder Koruma Rölesi- nin” uygulamasında koruma hücresinde yer alması gereken yardımcı elemanlara ihtiyaç vardır. Uygulama amacına bağlı olarak bu yardımcı rölelerden biri, birkaçı veya hepsi bir arada koruma sistemi bünyesinde kullanılır. Bu amaçla aşağıdaki yardımcı röle sistemleri imal edilmişlerdir : • • • • • • TKR-12 UDR Serisi ER-3Y AR-01 EK-01 EF-10 :Tekrar Kapama Rölesi :Röle İhbar Kombinasyonu :Yardımcı Röle :Alarm Korna Rölesi :Korna :Blink Röle (Flaţör)
3.1 Tekrar Kapama Rölesi TKR Serisi Tekrar kapama rölesi ,aşırı akım sekonder koruma röleleri ile birlikte kullanılmak üzere geliştirilmiştir. Enerji dağıtım sistemlerinde koruma ekipmanlarının önemli bir parçasıdır. Dağıtım şebekesinin orta ve yüksek gerilim hatlarında meydana gelen arızaların %80’i şebekeyi geçici olarak devreden çıkar- makla ortadan kaldırmaktadır,çünkü bu süre, elektrik arkının deiyonize olması için yeterli olmaktadır. Bu işlem hatlarda meydana gelen geçici arızaların uzun elektrik kesintilerine neden olarak, kullanıcının zarar görmesini önler. Bu amaçla geliştirilen “TKR-12” rölesi koruma düzeninden gelen arıza ihbarını değerlendirir ve kesiciyi ,seçilen kapama adedine ve zaman gecikmelerine uygun olarak tekrar devreye sokar. Eğer arıza durumu ortadan kalkmışsa kesici kapanır ve sistemde elektrik kesintisi olmaz,arıza durumunun devam etmesi halinde tekrar kapama işlemlerinin bitiminde devreyi açar ve dağıtım şebekesinin enerjisini keser. Kullanım ve Çalışma Prensibi : Röle üzerinde 3 tane zaman ayarı yer almaktadır. A- 1.Kapama Zamanı :1. Kapama için istenilen bekleme süresini ayarlar. B2.Kapama Zamanı :2. Kapama için istenilen bekleme süresini ayarlar. C3.Kapama Zamanı : Kesicinin kilitlenmesi için istenilen bekleme süresini ayarlar Ayrıca röle üzerinde “2 tane anahtar” , “3 tane sinyal ışığı”, “1 Mekanik numaratör” yer almaktadır. •Tekrar Kapama Adedi Anahtarı : Tekrar kapama adedini 1-2 adet olarak seçmek için kullanılır. •Serviste - Servis Dışı Anahtarı :Röleyi servis dışı etmek ve son açma işleminden sonra röleyi resetlemek için kullanılır. •24 V DC Işığı :Röle DC yardımcı gerilimin var olduğunu gösterir. •İşlem Işığı :Tekrar kapama rölesinin işlem durumunda olup olmadığını gösterir. •Son Açma Işığı :Arıza durumunun devamı sonucunda,açma
işleminin ger- çekleştiğini ve kesicinin devreyi kesin olarak açtığını belirler. Röle servis dışı anahtarıyla resetlenene kadar bloke kalır ve ışık yanmaya devam eder. •Mekanik Numaratör :Gerçekleţen tekrar kapama adedini sayar.
Tekrar kapama adedini “1” olarak seçelim.Bağlantı şemasından görüldüğü gibi, bağlantı klemensinin 2 no’lu ucuna uygulanan aşırı akım rölesi kontağı kesiciyi açtırdığı anda “Tekrar kapama rölesinin” 1. kapama zaman devresinde zaman sayımını başlatır ,ayarlanan zaman sonunda kesiciye klemensin 10 no’lu ucundan tekrar kapama komutunu gönderir. Tekrar kapatma komutuyla birlikte, kilitleme zaman devresi çalışmaya başlar. Bu durumda 2 ihtimal söz konusudur. I-Ayarlanan kilitleme zamanı içerisinde ikinci bir arıza akımı gelmez ,röle kendi kendini resetleyerek ,yeni bir tekrar kapama işlemi için hazır duruma gelir. II-Ayarlanan kilitleme zamanı içerisinde ikinci bir arıza akımı gelir ve röle son açma durumunu geçerek kesiciyi açtırır ve röle servis anahtarıyla resetlenene kadar bu durumda kalır, yeni bir işlem yaptırmaz . Tekrar kapama adedi “2” olarak seçildiğinde, kilitleme zaman devresi kesi- ciye iletilen “2inci” kapatma komutuyla birlikte çalışmaya başlar ve I.,II. şıklarda anlatılan işlemler aynen geçerli olur. Bütün bu fonksiyonlara ek olarak, rölenin bağlı bulunduğu kesici herhangi bir nedenle elle açıldığında röle tekrar kapama işlemi yapmaz.
Teknik Özellikler : Zaman Ayarları : 1. Kapama Zamanı :4-80 sn. 2. Kapama Zamanı :4-80 sn. Kilitlenme Zamanı :4-80 sn. Ayar Hatası : + %5 Tekrar Kapama : 1-2 ,ön panelde yer alan anahtar ile seçilir. Tekrar Kapama Sayısı : Ön panelde yer alan “Elektro-Mekanik Numaratör” ile sayılır. Servise Alma :Ön panelde yer alan anhtar ile alınır. Yardımcı Gerilim : 24 V AC , ±25 Ortam Sıcaklığı : -10 C ,+55 C Çıkış Kontakları :2 Adet normalde açık kontak. Kontak akımı :10 A Kapatma gücü : 2500 VA Bağlantı Şekli : Klemensli Boyutları : 144 x 144 x 165 mm. Tip PR 14 Pano Pencere Genişliği : 140 x 140 mm Ağırlık : 1 kg.
3.2 UDR Serisi Röle İhbar Kombinasyonu Trafo merkezlerindeki koruma sistemlerinde, işlem kontrol sistemlerinde, enerji dağıtım santrallerinde alçak ve yüksek gerilim tesislerinde kullanılır. Sis- temde olabilecek arızaları ihbar düzenine ileterek akustik ve optik ihbar alınma- sını sağlayan UDR serisi röleler 2 tip olarak üretilmektedirler. a) UDR-10 On İhbarlı Röle UDR-10 ihbar sayısı fazla olan tesislerde kullanılır ve 10 ihbar ünitesinden oluşur. İç bağlantı şemasında görüldüğü gibi ,koruma düzeninin “k” kontağı üze- rinden alınan arıza ihbarı “R” rölesini çektirir. “R” rölesi ,”r” kontağı üzerinden kendisini kilitler. Aynı anda “r 3 ” kontağı da ışıklı ihbar göstergesindeki ilgili sinyal lambasını yakar. Cihaz içindeki “j”rölesi de kontağını kapatıp açar ve ilgili klemens uçlarına kısa süreli bir impuls gönderir. Bu uçlara bağlı “AR-01” Korna rölesi bu impuls ile kilitlenerek “EK-01” kornanın çalışmasını sağlar. “R” rölesi- nin “r 2 ”kontağı ise değişik amaçlar için veya toplam ihbar çıkışı için kullanılır.
Teknik özellikler : İşletme gerilimi : 24 V DC , ±%20 110V DC , ±%15 Röle bobini gücü : 1.5 W Çıkış Kontakları :Kontak Akımı :6 A :Max. Kontak Gücü :1250 VA ,250 W DC Montaj : Pano içine dikey Boyutlar :Tip UR 28 Ağırlık : 2 kg. B 1 :Korna susturma butonu (Uyarı sonrası çalışan kornayı susturmak için) B 2 :İhbar silme butonu (Işıklı ihbar silmek için kullanılır) B 3 :Lamba test butonu (Tüm lambalar yanar)
b) UDR-06 Altı İhbarlı Röle UDR-06 İhbar sayısı kısıtlı olan tesislerde kullanılır ve 6 ihbar ünitesinden oluşur. İç bağlantı şemasında görüldüğü gibi UDR-06 ,UDR-10’dan farklı olarak röleler 3’lü grup halinde monte edilmişlerdir. Bu montaj şekli kullanıcıya kumanda ve ihbar gerilimlerini ayırma olanağı sağlar. Dolayısıyla 3 giriş açma kumandası, 3 giriş ihbar için kullanılır. Bu özelliklerin dışında çalışma prensibi UDR-10 ile aynıdır ve “K” kontağı üzerinden alınan ihbarla “R” rölesi kilitlenerek çalışır ,farklı olarak “J” rölesi korna rölesi görevini yapar ,harici korna rölesi “AR-01” bağlamak gerekmez.“R” rölesinin “r 2 ” kontağı ise değişik amaçlar için kullanılabilir.
B 1 :Korna susturma butonu (uyarı sonrası çalışan kornayı susturmak için ) B 2 :İhbar silme butonu (ışıklı ihbarı silmek için kullanılır )
B 3 :Lamba test butonu (B 3 ’e basıldığında bütün lambalar yanar ) Teknik Özellikler : İşletme Gerilimi : 24 V ,±%20 ;110 V DC , ±%15 Röle Bobin Gücü : 1.5 W Çıkış Kontakları : Kontak Akımı 6 A Max. Kontak Gücü : 1250 VA ,250W DC Ortak Sıcaklığı : -5 C ,+50 C Montaj :Pano İçine Dikey Boyutlar :Tip UR 28 Ağırlık : 2 kg.
3.3 DK-05 Gerilim Kontrol Rölesi DC kesildi rölesi diye de adlandırılan gerilim kontrol rölesi,yüksek ve alçak gerilim tesislerinde kumanda geriliminin kontrolü için geliştirilmiştir. Kumanda geriliminin kesilmesi veya kısa devre olması halinde radar düzenini uyarır, akustik ve optik ihbar alınması sağlar.
S 1 : Ana kumanda anahtarı S 2 : İhbar kesme anahtarı F 1 : 5A sigorta F 2 : 5A sigorta R : Sinyal lambası Klemens : 9 adet Kontrol edilecek kumanda gerilimi ve diğer çıkışlar için cihaz üzerinde 9 adet bağlantı klemensi yer almaktadır.Kumanda gerilimi P 1 -P 2 uçlarına uygulanır, S 1 anahtarı “1” konumuna alındığında “R” rölesi çeker. 1-2 no’lu klemens uçlarından kontrol edilmiş DC gerilim alınır. Normal çalışma halinde cihaz üzerindeki ikaz lambası sönüktür, herhangi bir arıza nede- niyle kumanda gerilimi kesilir veya bir kısa devre sonucu F 1 -F 2 sigortalarından biri atarsa “R”rölesi bırakır. Şemadaki “Çok hücreli Y.G tesisinde DK-05” uygu- lamasını göz önüne alalım.
“R” rölesinin bırakması sonucunda, 5-5 nolu klemenslere ihbar gerilimi uygulanmış oldugu için, cihaz içindeki “L” lambası yanar. Rölenin “r 2 ” kontağı “S” anahtarı üzerinden, 4 nolu klemens uçlarından ihbar röle kombinasyonuna arıza ihbarını iletir, böylece tüm hücrelerin kumanda gerilimi kontrolları toplam ihbar olarak röle
kombinasyonunda değerlendirilir. Arıza devam ettiği sürece,toplam ihbarın ışıklı ihbar tablosunda kalmasını önlemek için “S 2 ” anahtarı “0” konumuna alınır ve ihbar silinir, DK-05 üzerindeki ihbar ise yanmaya devam eder,böylece röle kombinasyonu yeni ihbarları değerlendirmeye hazır hale gelir. Sistemdeki arıza giderildikten sonra “DK-05” yeniden devreye alındığında “S 2 ” anahtarı tekrar “1” konumuna alınmalıdır,aksi halde toplam ihbar çıkışından akustik ve optik ihbar alınır. Boşta kalan “r 3 ”kontağı ise çeşitli maksatlar için kullanılabilir, şemadaki uygulamada 7 nolu klemensten hücreye DC kesildi ihbarı vermek için kullanılmıştır. Teknik Özellikler : İşletme Gerilimi : 24 V DC ,± %20 110 V DC ,± %15 Röle Bobin Gücü : 1.5 W Çıkış Kontakları : Kontak Akımı : 6A Max. Kontak Gücü : 1250 VA ,250 W DC Ortam Sıcaklığı : -5 C ,+50 C Montaj : Pano içine dikey Boyutlar :Tip PK 04 Ağırlık : 0.5 kg. 3.4 ER-3Y Yardımcı Röle ER-3Y Serisi röleler ,koruma ve kumanda sistemlerinde yardımcı eleman olarak kullanılmak amacıyla geliştirilmişlerdir. Kumanda sistemlerinde,düşük bobin harcaması ve yüksek kontak gücü nedeniyle kontak çoğaltmak amacıyla kullanılırlar. ER-3Y kullanmanın diğer faydası ,ana kumanda cihazının kontak yükünü hafifleterek ömrünü uzatmaktır. Çünkü herhangi bir arıza durumunda 3Y kolayca değiştirebilinir, fakat koruma cihazının değişmesi masraflı olur.
Teknik Özellikler :
İşletme Gerilimi : 24 V DC ,± %20 110 V DC,± %15 Röle Bobin Gücü : 1.5 W Çıkış Kontakları : 2W + 1S ; 2W +1Ö Kontak Akımı : 10 A Max. Kontak Gücü : 1250 VA ,250 W DC Ortam Sıcaklığı : -5 C ,+50 C Montaj : Pano İçine Dikey veya klemens rayına Boyutlar :Tip PK 10 Ağırlık : 0.3 kg
3.5 AR-01 Korna Rölesi AR-01 Korna Rölesi ,ihbar sisteminde yer alan korna ,siren gibi akustik sinyallerin kumandası için geliştirilmiştir. AR-01 Korna rölesi,İhbar Röle Kombinasyonundan alınan ihbar impulsuyla (min 15ms) çeker ve 1 nolu klemensi üzerinden kendisini kilitler. 2-3 ve 4-5 nolu klemens uçlarına çıkarılmış 2 adet açık kontak korna, siren gibi akustik sinyal cihazlarını çalıştırır. Korna susturma butonuna basılana kadar akustik ihbar devam eder.Rölenin ihbar giriş uçları a 1 a 2 uçlarıdır. Bu röle ile yapılmış uygulama örneği ve iç bağlantı şeması aşağıda gösterilmiştir.
Teknik Özellikler : İşletme Gerilimi : 24 V DC ,± %20 110 V DC ,± %15 Röle Bobini Gücü : 1.5 W Min. Uyarma İmpulsu : 15 msn Çıkış Kontakları : 2 Adet NO Kontak Akımı : 6A Max. Kontak Gücü : 1250 VA ,250W Montaj : Pano İçine Dikey veya Klemens Rayına Boyutlar : Tip PK 10 Ağırlık : 0.3 kg 3.6 EF-10 Blink Röle İhbar sistemlerinde,akustik ve optik ikazların kesintili çalışması için kullanılan bir flaşör röledir. İhbar sistemlerinde kolay dikkat çekmek için ikazın kesintili olması istenmektedir, bu nedenle EF-10 bu sistemlerin önemli bir parçasıdır. EF-10, a 1 -a 2 uçlarına uygun işletme gerilimi uygulandığı anda çalışmaya başlar. Çıkış rölesi, 1-10 sn arası ayarlanabilir zaman aralıklarıyla 0.5 sn’lik impulslar üretir, çıkış kontaklarına bağlanan herhangi bir optik veya akustik ikaz cihazını kumanda eder. Bu işlem a 1 -a 2 bobin uçlarına gerilim uygulandığı sürece devam eder. Bu çalışma şekli aşağıdaki diyagramdan daha iyi anlaşılabilir.
Teknik Özellikler : İşletme Gerilimi : 24 V DC ,± %20 110 V DC ,± %15 220 V AC ,± %15 Harcanan Güç : 1.5 W DC 1.8 VA AC İmpuls Süresi : 0.5 sn İmpuls aralığı : 1-10 sn ayarlı Çıkış Kontakları : 1 Enversör Kontak Akımı : 6A Max. Kontak Akımı: 1250 VA ,250 W DC Montaj : Pano içine dikey Boyutlar :Tip PK 10 Ağırlık : 0.5 kg 3.7 EK-01 Elektronik Korna İhbar sistemlerinde akustik uyarı cihazı olarak kullanılmak üzere geliştiril- miştir. Tamamen elektronik yapıda olan korna yüksek ses verimine karşılık, yardımcı kaynaktan çok az güç çekmektedir. Ses verimi piezo-hoparlör kullanı- larak arttırılmıştır, çok gürültülü bir ortamda dahi diğer seslerden kolayca ayırd edilebilecek, 3 kHZ kesintili bir ses üretilmektedir. Bağlantı klemens uçlarına gerilim uygulandığında çalışmaya başlar. DC kornalarda ters bağlantıya karşı koruma tedbiri alınmıştır, polarite yanlış uygulandığında korna çalışmaz, polarite değiştirilerek çalışması sağlanır. 3.8 Bucholz Rölesi Güç Transformatörlerinde meydana gelen bir iç arızada, gaz oluşumunun etkilerini araştıran BUCHOLZ ,kendi adıyla anılan bir röleyi gerçekleşmiştir. Rölenin mekanik yapısını oluştururken,gaz birikimi ve yağ akış hızı gibi özellik- leri değerlendirmiştir. Basit yapısı nedeniyle ucuz olmasına rağmen, iç arızada oldukça süratli bir koruma elemanıdır. Arıza anından itibaren 50-100 msn. içinde çalışmasının müm- kün olduğunu göstermiştir. Röle, trafo kazanı ile yağ genleşme kabı arasını birleştiren boru arasına bağlanır. Rölenin dış kabı dökme demirden yapılmış olup, içerisinde trafo kaza- nından çıkan hava kabarcıkları veya gazın
etkisi ile hareket edebilen iki şaman- dıra vardır. Isınma veya yanma sonucunda trafo kazanında oluşan gaz veya hava kabarcıkları, şamandıraları etkileyerek önce alarm devresini kapatarak ikaz verdirir ,daha sonra trafonun primer ve sekonderine konulmuş olan kesici bobin- lerini etkileyerek arıza daha da büyümeden trafoyu devre dışı eder. Bucholz Rölesinin çalışmasından sonra, rölenin üst kısmında toplanan gazın incelenmesi halinde, arıza oluşumu hakkında bilgi edinmek mümkündür. Bu amaca yönelik olarak Bucholz rölesinin üst kısmı cam kap içine alınır yada bu kısma gözetleme penceresi yerleştirilir. Cam kap veya gözetleme penceresinden, oluşan gazın miktarı ve renginin belirlenmesi sonucu, arıza hakkında belirli bir bilgiye sahip olunabilir ; 1) Toplanan gazın miktarı, arızanın büyüklüğü hakkında bilgi verir 2) Toplanan gazın renginden arızanın nedeni %80 oranında anlaşılır a-Beyaz renkli gaz ,kağıt izolasyonunun yandığını b-Siyah veya Gri renkli gaz ,izolasyon yağının yandığını c-Sarı renkli gaz ,ağaç kısımların hasara uğradığını d-Renksiz olan gaz ise hava olduğunu belirler. Şişenin içindeki gaz ,rölenin üzerindeki boşaltma musluğundan boşaltılır- ken kibrit yanaştırılarak çıkan gazın yanıcı olup olmadığı kontrol edilir. Yanıcı ise transformatörde iç arızanın olduğu anlaşılır. Bucholz Rölesini Çalıştıran Arızalar : Bir kısmı amacına uygun olmamasına rağmen Bucholz Rölesini çalıştıran arızalar ve arızanın şekline göre çalışan devreleri aşağıdaki gibidir, Arızanın Şekli •Nüve arızası •Elektrikli devrede kötü temas durumu •Güç trafosunun primer yada sekonder sargısında oluşan; sarımlar,sargılar veya sargı tank arızası •Yağ seviyesinin dütmesi durumu •Yağ sirkülasyon pompasının hava emmesi durumu Çalışan Devre Alarm Alarm Alarm ve Açma Önce Alarm sonra Açma Alarm ve Açma
•Deprem durumu
Alarm ve Açma
3.9 Diferansiyel Röle Generatör ve trafoların sargılarının korunmasında kullanılır. Generatörün her iki tarafına akım trafosu konmuştur. Normal çalışmada röle uçlarındaki gerilim sıfırdır. Çünkü her iki trafonun eşit ve zıt yönlü akımları röleyi çalıştırmaz. Fazlardan birinde arıza varsa, rölede bir gerilim oluşur. Bunun sonucu röle kesiciye kumanda ederek devrenin açılmasını gerçekleştirir. Diferansiyel rölenin gereksiz yere devre açmalarına engel olmak için, bir zaman rölesi ile birlikte kullanılması uygun olur.
4.Gerilim Koruma Röleleri Gerilim Koruma Röleleri şebekede oluşan gerilim düzensizliklerine karşı işletmede kullanılan Elektrik, Elektronik kumanda sistemi, motor gibi ekipman- ları korumak için kullanılırlar. Bu amaçla aşağıdaki tiplerde imal edilirler : 1-FKR Serisi Gerilim Kontrol Rölesi 2-GKR-1 Aşırı Gerilim Kontrol Rölesi 3-DGR-1 Düţük Gerilim Kontrol Rölesi 4-MK-01 Motor Faz Koruma Rölesi 5-FR-01 Faz Sırası Rölesi 4.1 FKR Serisi Gerilim Kontrol Rölesi
a)FKR-3A (Trifaz Gerilim Kontrol Rölesi) : Trifaz, alt-üst gerilim sınırı her faz için ayrı olarak ayarlanabilen 1-60 sn. ayarlı açma gecikmeli bir koruma rölesidir. Tamamiyle elektronik yapıda olup 10A’lik çıkış kontağı vardır. Bu gerilim rölesi şebeke gerilimini doğrudan alçak gerilim tarafından kontrol etme imkanı sağlar. Röle üzerinde her faz için yer alan alt ve üst sınır ayar düğmeleriyle kontrol edilmek istenen gerilim bölgesi ayarlanır. Ani gerilim tepelerinden etkilenerek hatalı açmalar 1-60 sn’lik açma gecikmesiyle önlen- miştir. Ayrıca cihaz üzerinde her faz için, gerilim değerinin, ayarlanmış olan gerilim değerine göre düşük,normal veya yüksek olduğunu gösteren ikaz ışığı vardır. Çıkış rölesi gerilimin normal değerlerinde çekili durumdadır ve kontakları kapalıdır. Anormal gerilim değerlerinde ayarlanan gecikme süresi sonunda röle bırakır ve kontağı açar, gerilimin normal hale dönmesiyle kendini resetler ve röle çekerek kontağını kapatır.
b)FKR-3B (Trifaz Gerilim Kontrol Rölesi) : Trifaz, alt-üst gerilim sınırı her faz için ayrı olarak ayarlanabilen 1-60 sn. ayarlı açma gecikmeli bir koruma rölesidir. Tamamiyle elektronik yapıda olup , 1 adet 10A’lik çıkış kontağı vardır. Bu gerilim koruma rölesi,bir yüksek gerilim tesisinde,gerilim ölçü trafosu- nun sekonder uçlarından elde edilen 100V gerilimin kontrolü için kullanılır. Sekonder gerilimi belirli bir çevirme katsayısıyla primer gerilime eşdeğer oldu- ğundan ,100V gerilim değerinin kontrolü, bize şebeke gerilim değerini kontrol etme imkanı sağlar.Röle üzerinde her faz için yer alan alt ve üst sınır ayar düğmeleriyle kontrol edilmek istenen gerilim ayarlanır. Ani gerilim tepelerinden etkilenerek hatalı açma olmaması için 1-60 sn’lik açma gecikmesi cihaz üzerinde yer almaktadır. Ayrıca cihaz üzerinde her faz için, gerilim değerinin, ayarlanmış olan gerilim değerine göre düşük,normal veya yüksek olduğunu gösteren ikaz ışıkları ile ,çıkış rölesinin konumunu gösteren ikaz ışığı vardır. Çıkış rölesi gerilimin normal değerlerinde çekili durumdadır ve kontakları kapalıdır. Anormal gerilim değerlerinde ayarlanan gecikme süresi sonunda röle bırakır ve kontağı açar, gerilimin normal hale dönmesiyle kendini resetler ve röle çekerek kontağını kapatır.
c)FKR-1B (Mononfaz Gerilim Kontrol Rölesi) : Monofaz ,alt-üst gerilim sınırı ayarlı, 1-60 sn açma gecikmeli bir koruma rölesidir,tamamiyle elektronik yapıda olup 1 adet 10A’lik çıkış kontağı vardır.Bu gerilim koruma rölesi monofaz sistemlerde gerilim kontrolü için kullanılır. Doğrudan şebeke geriliminin kontrolü 220 V AC veya ölçme trafosunun 100V çıkışından kontrol için 100 V AC,girişli olarak imal edilmektedir. Çalışma ve ayar prosedürü trifaz tiplerin aynısıdır.
4.2 GKR-1 Trifaz Aşırı Gerilim Kontrol Rölesi Trifaz ani açmalı bir aşırı gerilim koruma rölesidir. Tamamiyle elektronik yapıda olup 6A gücünde bir çıkış kontağı vardır. Üç fazlı kumanda sistemlerinde, kompanzasyon panolarında aşırı gerilimden ekilenen “Kondansatör”, elektronik kumanda sistemleri, motorlar gibi ekipmanların korunması için kullanılır. Doğru- dan şebekeye bağlanarak cihaz üzerinde yer alan ayar düğmesinden gerilimin üst
sınırı ayarlanır. Şebeke gerilimi bu değeri aştığında röle ani olarak çeker ve kontağını kapatır. Gerilim normale döndüğünde röle kendini resetler ve kontağını açar.
4.3 DGR-1 Düţük Gerilim Kontrol Rölesi Üç fazlı sistemlerde,düşük gerilimden zarar gören elektronik kumanda ve kontrol sistemleri ,motor gibi ekipmanların korunmasında kullanılır. Uzun süreli bir enerji kesintisinden sonra ani olarak enerji geri gelirse, makinanın zarar görme ve çalışanların kazaya uğrama ihtimali vardır. Bu nedenle böyle durumlarda motorun hemen çalışmaya başlamasını önleyen elemanlar kullanmak gerekir. Motorun yeniden çalışmasını önleyen yöntemlerden bir tanesi, düşük gerilim kontrol rölesidir. Bu eleman,bir manyetik yol verici ve ani kontaklı itmeli buton merkezi ile kullanıldığında kısa süreli enerji kesilmesinden sonra motor besleme kaynağına otomatik olara geri bağlanacaktır.Enerjinin kesilme süresi,düşük gerilim kontrol rölesinin ayarlanan zamanını aşarsa yada durdurma butonuna basılırsa motor otomatik olarak tekrar çalışmayacaktır. Bu durumda başlatma butonuna basılarak motor yeniden çalıştırılmalıdır Düşük gerilim kontrol rölesi doğrudan şebekeye bağlanarak cihaz üzerinde yer alan ayar düğmesinden gerilimin alt sınırı ayarlanır. Şebeke gerilimi ayarlanan değerin altına düştüğünde normalde çekili olan röle ani olarak bırakır ve çıkış kontağı konum değiştirir. Gerilim normale döndüğünde röle kendini resetler ve tekrar çekili konuma döner.
4.4 MK-01 Motor Faz Koruma Rölesi Sanayi tesislerinde yaygın olarak kullanılan elektrik motorlarının 2 faza kalarak aşırı ısınması ve yanması sıkça rastlanan arıza kaynaklarından biridir. Motor korumasında vazgeçilmez bir eleman olan “Termik Manyetik Röle”, gerek elektromekanik yapısı ,gerekse akımının demaraj akımının karşılanabilmesi için akım ayarının yüksek tutulması nedeniyle koruma işleminde yetersiz kalmaktadır.
Bu olumsuz etkileri ortadan kaldıracak şekilde tasarlanmış bulunan MK-01 Motor Koruma Rölesi başlıca üç ayrı koruma fonksiyonunu yerine getirir : a)Motorun herhangi bir nedenle 2 faza kalması b)Her 3 faz mevcut olduğu halde, fazlardan birisinin geriliminin, nominal değerinin %20 altına düşmesi veya yükselmesi c)Motor srgı ısısının 110 C’nin üstüne çıkması (Bu koruma tipi için PTC termistör kullanıllır). Yukarıda belirtilen 3 olumsuz durumdan herhangi birinin ortaya çıkması halinde, MK-01 rölesi, 0.2 sn’de motor kontaktörünü açarak motoru devre dışı bırakır. 4.5 FR-01 Faz Sırası Rölesi Girişe gelen R,S,T fazları doğru sıralandığı taktirde çıkış veren FR-01 Faz sırası rölesi ,ters faz olayının hayati önem taşıdığı trifaz sistemlerin korunmasın- da kullanılmak üzere geliştirilmiştir. Eğer girişteki R,S,T fazları doğru sırada ise röle üzerindeki ışık yanar ve çıkış rölesi bırakık konumdadır. Eğer fazlar ters ise, ışık söner ve çıkış rölesi çeker. Bu konumda iki fazın yerini değiştirmek yeterli olacaktır. Genellikle FR-01 faz sırası rölesinin kullanıldığı alanlar, Gemi pompa sistemleri ve hava kompresörleridir.
Faz kesilme ve değişme rölelerinin, motorları, makinaları ve insanları faz kesilmesine ve değişmesine karşı korumak için başka şekillerde tasarımları da bulunmaktadır. Örneğin, faz hattına seri bağlanan akım duyarlı bir devre ile yol vericinin bobin devresine bağlanan bir röleden meydana gelen bir röle çeşidi olabilir. Algılama devresi sürekli olarak motorun hat akımını algılar. Eğer bir faz kesilirse ,algılama devresi bunu hemen algılar ve bir rölenin yol verici bobinini açmasına ,dolayısıyla motorun devreden çıkarılmasına neden olur.
5.Motor Aşırı Akım Koruma Röleleri Bir elektrik motoruna aşırı yük binse de kendiliğinden durmaz ve yanıncaya kadar çalışmaya devam eder. Eğer motor belli bir süre,motor sargılarının yalıtkanlığını bozacak seviyede iç yada dış ısı etkisine maruz kalırsa bozulacak ve yanar. Bu problemin çözümü ,ihtiyaç duyulan güçten daha büyük güç kapasitesi olan bir motor kullanmak olabilir.Ancak aşırı yüklenmenin dışında,motorun ısın- masına neden olabilecek başka etkenler de olduğundan bu pratik bir çözüm değil- dir. Bir motor soğuk iklime sahip bölgelerde ,sıcak iklime sahip bölgelere göre daha az ısı ile çalışacaktır. Yüksek çevre sıcaklığı da motora normalden daha fazla akım çekiyormuş gibi etkiler ve motor sargılarının yalıtkanlığını bozar Motorun yetersiz soğutması da yüksek ısıya neden olur. Motorlar, üzerle- rindeki yüksek ısıyı dışarıya verecek düzeneğe sahip olmalıdır.Ağır yükle yol verme anında oluşan yüksek darbe akımıda motorun ısınmasına neden olur. Nor- mal yüklerdeki darbe akımıda ısıya neden olabilir.Gerilim dalgalanması, düşük gerilim ve faz kesilmesi gibi bir motorun ısınmasına neden olan bir çok etken vardır.Ayrıca,motorun dönmesini zorlaştıran (kilitli rotor durumu gibi) etkilerde ısınmaya neden olur. Bütün bu ısı değişiklerine, kendi kendisini ayarlayacak bir motor tasarlamanın güçlüğü açıktır.Bu nedenle, motoru aşırı ısınmadan koruya- cak çeşitli elemanlara ihtiyaç duyulmaktadır. Bir motor için en uygun aşırı yük koruması ,özellileri motorun ısınma eğrisine çok benzeyen akım duyarlı bir eleman kullanmaktır. Bu eleman, motor tam yükünü aştığında motor devresini açacaktır.
Koruyucu elemanın en uygun çalışma şekli; küçük,kısa ve aşırı yüklerde motorun çalışmasını sürdürmesi,ancak sürekli aşırı yüklerde motoru kısa zamanda devreden çıkarmasıdır. Bu amaçla, çift elementli, zaman gecikmeli sigortalar kullanılabilir ,ancak yenilenememesi ve değiştirilmek zorunda olması, bu elemanların en önemli sakıncasıdır. Aşırı yük röle düzeneği motor korumasının kalbidir. Bir motor ,ancak aşırı yük rölesi izin verdiği sürece çalışabilir. Çift elementli sigortalar gibi aşırı yük rölelerinin karakteristikleri, motorun yol alma sürecindeki darbe akımını koru- yacak şekildedir. Bununla birlikte aşırı yük röleleri ,motorun normal çalışması sırasında tam yük akımının üstündeki küçük aşırı yüklerde de koruma sağlar. Sigortaların aksine aşırı yük röleleri normal konumlarına geri alınabilir. Böylece hiç bir parça değiştirilmeden yeniden kullanılabilir. Aşırı yük rölelerinin kısa devre koruması yapmadığı unutulmamalıdır. Kısa devre koruması genellikle ayırıcı şalterlerin kutusuna yerleştirilen sigortalar ve devre şalterlari gibi aşırı akım koruyucu elemanların görevidir. Bir motor tarafından çekilen akım, motor yükünün ve motor ısısının doğru bir ölçüsüdür. Bu nedenle ,motoru aşırı yükten korumak için kullanılan aşırı yük röleleri genellikle motor akımına bağlanır. Motor akımı röleden geçerken onun çalışmasını etkiler. Eğer tehlikeli bir aşırı akım geçerse bu akım ,bu akım röleyi çalıştırarak manyetik yol vericinin kontrol devresini açar ve motoru hattan ayırır Böylece motorda maksimum çalışma ömrü sağlanır. Motoru aşırı ısıdan korumak üzere, aşırı yük yada normal çalışma koruması sağlamak amacıyla ,çekilen akımı belirli bir değerde sınırlayabilmesi için yol vericilerde aşırı yük röleleri kullanılır. Motora uygun koruyucu aşırı yük rölele- rinin ve ısıtma elemanlarının büyüklüğünü ,ulusal elektrik yönetmelikleri belirler. Denetleyici, normal olarak motorla aynı odaya yada aynı alana yerleştirilir. Bu nedenle aynı çevre sıcaklığına maruz kalır. Termik aşırı yük rölesinin açma karakteristiği, motorun etkilendiği gibi odanın sıcaklığından etkilenir. Bu durum, motor sargılarını tehlikeli sıcaklıklarda açan termik bir röle elemanının seçilme- siyle sağlanır. Aşırı bir akım çekildiğinde röle, yol vericinin enerjisini keserek motoru durdurur. Aşırı yük röleleri, Termik ,elektronik ve manyetik röleler olarak sınıflandı- rılabilir. Manyetik aşırı yük röleleri sadece aşırı akımlara tepki gösterir ve sıcak- lıktan etkilenmez. Adından da anlaşılacağı
gibi termik aşırı yük rölelerinin çalışması ,çevre sıcaklığının yükselmesine ve aşırı yük akımının neden olduğu sıcaklığa bağlıdır. Termik aşırı yük röleleri ;eriyici alaşımlı ve bimetalli olmak üzere 2 alt gruba da ayrılabilir. 5.1 Termik Aşırı Akım Rölesi Bu rölenin bimetalli ve eriyici alaşımlı olmak üzere iki çeşidi vardır. Üç fazlı sistemlerde termik aşırı akım röleleri genellikle her fazın üzerine, nadiren de iki fazın üzerine konur. Bu röleler ya bir kapalı kontağı müşterek olarak kumanda ederler veya herbiri kendisine ait kontağı açarak motoru korumuş olur. Termik aşırı akım röleleri çeşitli akım değerleri için yapılırlar. Her termik aşırı akım rölesi belirli iki akım değeri arasında çalışır. Röle üzerinde bulunan bir ayar vidasıyla, rölenin istenen motor akımına ayarlanması sağlanır.
5.1.2 Eriyici Alaşımlı Termik Birimler Şekilde,ısıtıcı eleman ve lehim kabından oluşan eriyici alaşım birimi gösterilmiştir. Lehim kabı ,mandallı çarkı belirli bir konumda
tutar. Isıtıcı elemandan aşırı motor akımı geçtiğinde lehim yığınını eritir. Bu durumda mandallı çark, eriyen lehim içerisinde serbestçe dönebilecektir. Yay kuvvetinin de etkisiyle mandallı çark dönerek yol vericinin kontrol devresindeki normalde kapalı kontakları açar ve motoru durdurur. Motor tekrar çalıştırılmadan ve aşırı yük rölesi normal konumuna alınmadan önce lehim yığının katılaşması için bir soğuma sürecine ihtiyaç duyulur.
Eriyici alaşımlı termik birimler değiştirilebilir. Bunlar, ısıtıcı eleman ve lehim kabı arasında sabit bir ilişkiyi sağlayan parçalı bir yapıya sahiptir. Sonuç olarak bu birim, alanında çok kullanılabilir yapmak için üretim sırasında ayarlanmıştır. Bu önemli özellik,diğer aşırı yük rölelerinde yoktur. Farklı büyüklükteki motorlara uygun açma akımları elde etmek için geniş bir değiştirilebilir ısıtıcı birim seçeneği sunulmuştur. Bunlar, farklı tam yük akım değerleri olan motorlarda tam bir aşırı yük koruması sağlar.Termik birimler,akım değerine göre ve motrun tamyük akımına uygun olarak seçilir. Motor devresi ile seri bağlandığından ,yol vericiye yerleştirilmiş bu ısıtıcı elemanlar olmadan motor çalışmaz. 5.1.3 Bimetalli Aşırı Yük Röleleri Bu elemanlar özellikle iki tip uygulamada kullanılmak üzere tasarlanır : Otomatik yeniden kurma ve bimetalli röle uygulamaları. Otomatik yeniden kurma özelliği ,bu elemanın elle kurma işleminin kolayca gerçekleştirilemediği yerlere monte edildiği ve otomatik konumda iken ayarlanabileceğini ifade eder. Otomatik yeniden kurma konumunda, bir açma işleminin ardından röle soğuduktan sonra röle kontakları otomatik olarak
yeniden kapanacaktır. Yeniden kurma butonuna erişmek güç olduğunda bu özellik önemli bir üstünlüktür. Otomatik (iki iletkenli) pilot kontrol elemanlarıyla kullanıldığında, otomatik yeniden kurmalı aşırı yük röleleri tercih edilmez. Çünkü bir aşırı yük nedeniyle kontaklar açıldıktan sonra röle kontakları otomatik olarak bir süre sonra geri kapanacağından ,aşırı yüke neden olan arıza bulunup giderilmeden motor otomatik olarak yeniden çalışacaktır. Aşırı yüke neden olan arıza giderilmediği sürece motorun çalışması tekrarlanacak ve kısa süreli de olsa tekrarlı darbe akımı ve aşırı yük akımının toplam etkisi nedeniyle motor yanacaktır. Çoğu bimetalli röleler, ısıtıcı birimlerinin normal değerinin %85’inden %115’ine kadarlık değerlerde devreyi açacak şekilde ayarlanabilir. Bu özellik, bir büyük röle yeterli koruma yapmadığında ve kullanılan ısıtıcı birim, gereksiz açıp kapama yaptığı zamanlarda yararlıdır. Bimetalli rölelerde kontrol devresinin hareketi, birleştirilmiş iki metalin genleşme farkından dolayı ortaya çıkar. Hareket ,ısı altında kaldığında metaller- den birinin diğerinden daha fazla uzamasından dolayı meydana gelir.Bir U şeklin- deki metal şerit bu tip röleyi ayarlamak için kullanılır. U şerit ve U’nun merkezine yerleştirilmiş ısıtıcı bir eleman, ısıtıcı elemanın montaj bölgesindeki değişmelere- bağlı olarak meydana gelebilecek düzensiz ısınmaları dengeler. Bu motor yol vericisi yükle seri bağlandığından, motor çalıştırılmadan önce yol verici, aşırı yük rölesine yerleştirilmiş ısıtıcı elemanlara sahip olmalıdır.
5.2 Manyetik Aşırı Akım Röleleri Manyetik Aşırı Yük Röle bobini; motolarla doğrudan seri yada akım trans- formatörleriyle dolaylı olarak bağlanır. Sonuç olarak manyetik röle bobini,motor akımını taşıyabilecek kadar büyük sarılmalıdır.Bu tip aşırı yük röleleri,ısıya göre değil akım şiddetine bağlı olarak çalışırlar. Manyetik aşırı yük rölesi bobin, demir nüve ve kontak olmak üzere üç kısımdan oluşur. Normalde kapalı olan kontak kumanda devresine konur. Rölenin bobini motor akımını taşır.
Şekilde sembolü ve yapısı verilmiş olan aşırı akım rölesinin bobininden normal değerinin üzerinde bir akım geçerse, demir nüve yukarıya doğru çekilir. Demir nüvenin yukarıya doğru hareketi, kapalı kontağın açılmasına sebep olur. Manyetik aşırı yük röleleri şekildeki gibi üç fazlı bir sistemde genellikle her fazın üzerine birer tane, bazen de yalnız iki fazın üzerine birer tane olmak üzere konulur. Aşırı akım rölelerinin her birinden geçecek aşırı akım, kumanda devresindeki kapalı kontağın ve kontaktörün açılmasına neden olur. Kontaktör devre dışı olunca, güç devresindeki M kontakları açılır ve motor şebekeden ayrılır. Üzerinden geçen fazla akım nedeniyle atan bir aşırı akım rölesi, kurma butonuna elle basılarak yeniden kurulur. Tabiatıyla aşırı akım rölesini kurmadan evvel, rölenin atmasına neden olan arızayı gidermek gerekir. Bütün takım tezgah- larında ve brülörlerde kullanılan aşırı akım röleleri elle kurulurlar. Bazı ev tipi cihazlarda, örneğin buzdolaplarda kullanılan aşırı akım röleleri, belirli bir sürenin sononda otomatik olarak kurulurlar. Aşırı akım rölelerini yapan bazı firmalar, röle üzerine bir vida koyarlar. Röle bu vidayla ya elle veya otomatik kurulacak şekle ayarlanır. Manyetik aşırı yük röleleri ,devam eden aşırı akımlara karşı büyük motorların sargılarını korumak için de kullanılır. Tipik uygulamaları ,bir taşıyıcı bantın ön kısmı aşırı yüklendiğinde bantı durdurmak ve motor akımından dolayı oluşan torku sınırlamaktır. 5.3 Zaman Sınırlamalı Aşırı Yük Röleleri Zaman geciktirmeli aşırı yük röleleri ,yağ içerisinde bulunan karşıt ağırlık prensibine göre çalışır. Röle bobininden geçen motor akımı, palet üzerinde bir manyetik çekme kuvveti oluşturur. Bobinde oluşturulan manyetik akı,yağa daldı- rılmış bir pistona bağlı paleti kaldırmaya çalışır. Röle bobininden geçen akım arttığında,manyetik
akı da artar. Ağırlık kuvveti yenilir ve palet ve piston yukarı doğru hareket ettirilir. Bu yukarı hareket süresince yağ, piston içindeki geçiş boşlukları arasından geçmeye zorlanır. Sonuç olarak kontakların çalışması gecik- tirilir. Bir valf diski; pistonda değişik büyüklüklerde bulunan geçiş boşluklarını açmak yada kapatmak için döndürülür. Bu hareket ,yağ akış miktarını değiştirir, böylece zaman geciktirme faktörünü ayarlar. Yukarı doğru hareketin hızı (nüve ve pistonun) doğrudan aşırı yükün değerine bağlıdır. Yük akımı ne kadar büyük olursa ,yukarı doğru hareketi o kadar hızlı olur. Yukarı doğru hareket hızı arttıkça rölenin açma süresi azalır. Bu ters zaman karakteristiği,rölenin,zararsız geçici aşırı yüklerden yada normal yol alma akımlarından dolayı çalışmasını engeller.Bu durumda çalıştırma bobini,nüve ve pistonu yeteri kadar kaldırıp, aşırı yük kontaklarını çalıştırmadan önce hat akımı normal değerine düşer fakat, aşırı akım uzun süre devam ederse nüve,kontakların çalışmasını sağlayacak kadar çekilir.Hat akımı arttığında, rölenin açma zamanı azalır. Açma akımının ayarı, aşırı yük röle boninine göre palet nüvesi ayarlanarak yapılır. Yağ geçiş kanalları ayarlanarak ve küçük bir yağ deposu kullanılarak hızlı açma sağlanır. Pistonda bulunan bir valf, motoru yeniden çalıştırmak için devrenin ani olarak ilk konuma geri dönmesi sağlanır. Böylece ilk konuma dönmeden önce akım çok düşük bir değere getirilmelidir. Bu hareket, röle motoru hattan ayırdığında otomatik olarak yapılır. Manyetik aşırı yük rölelerinin, hem elle hem de otomatik olarak ilk konumuna geri alınan kontak çeşitleri vardır.
5.4 Ani Açmalı Akım Röleleri (Manyetik Açak) Ani Açmalı Akım Röleleri ;belirli bir yük sınırına ulaşıldığında motoru hemen hattan ayırmak için kullanılır. Örneğin ,bir marangoz makinasına giren bir parça ani akım yükselmesine neden olduğunda, bir ani açmalı akım rölesi motoru ani olarak durdurur. Tıkanma nedeni giderildikten sonra, aşırı yük giderildiğinde röle kendi
kendini ilk konumuna geri alacağından motor derhal çalışmaya başlar. Bu tip röleler, bir tıkanmadan dolayı mekanik kırılmaları önlemek için taşıyıcı bantla a kullanılır. Ani açmalı akım röleleri, d ters zaman karakteristiğine sahip değillerdir. Bu yüzden bir aşırı yük rölesi gerektiren normal uygulamalarda kullanılmamalıdır. Ani açmalı akım röleleri özel amaçlı röleler olarak düşünülebilir.
6.Zaman Röleleri Zaman röleleri kontrol rölelerine benzer ancak,zaman rölelerinin kontakları, röle bobini enerjilendikten yada enerjisi kesildikten sonra gecikmeli konum değiştirecek şekilde düzenlenmiştir. Bir çok endüstriyel kontrol uygulamasında, zaman
ayarı yapılabilen ve isteğe uygun hizmet yapabilen zaman rölelerine ihtiyaç duyulur. Belirli bir uygulamaya uygun zaman rölesini seçebilmek için öncelikle yapılacak hizmetin istekleri belirlenmeli ve mevcut elemanların çalışma karakteristikleri bilinmelidir. Çok çeşitli uygulamalar için uygun özelliklere sahip birçok zaman rölesi üretilmektedir. Zaman rölelerinin, biri düz zaman rölesi, diğeri ters zaman rölesi olmak üzere iki çeşidi vardır. Düz zaman röleleri, röle bobini enerjilendikten sonra gecikme yaparlar. Yani röle bobini enerjilendikten belirli bir süre sonunda, rölede bulunan kapalı bir kontak açılır, açık olan kontak kapanır. Düz zaman rölelerinde bobinin enerjisi kesildiğinde, kapanmış olan kontaklar ani olarak açılır, açılmış olan kontaklar ise ani olarak kapanır. Ters zaman röleleri, röle bobininin enerjisi kesildikten sonra gecikme yaparlar. Yani röle bobininin enerjisinin kesilmesinden belirli bir süre sonunda, evvelce kapanmış olan kontaklar açılır, açılmış olan kontaklar da aynı gecik- meyle kapanır. Ters zaman rölelerinde bobinler enerjilendiğinde, kapanmış olan kontaklar ani olarak açılır, açılmış olan kontaklar ise ani olarak kapanır. Bazı firmaların yapmış olduğu zaman röleleri, hem düz zaman rölesi ve hem de ters zaman rölesi olarak kullanılabilir. Zaman rölesinin düz veya ters çalışır duruma getirilmesi, her firmanın imalatında değişik olur. Zaman rölelerinin kontakları genellikle küçük olarak yapılırlar. Bu nedenle kontaklar büyük akımları taşıyamazlar. Başka bir deyişle zaman röleleriyle güç devrelerinin kumandası yapılamaz Kumanda devrelerinde çeţitli prensiplere göre çalişan çeşitli zaman rölesi türü vardır; 6.1 Pistonlu Zaman Rölesi Manyetik esasa göre çalışan yağlı pistonlu zaman röleleri ,600 V’a kadar AC yada DC gerilimlerde kullanılabilir. Kontaklar demir nüvenin hareketi ile konum değiştirir. Selenoid bobinin manyetik alanı, demir nüveyi, yağ dolu bir deponun içerisinde hareket edebilen bir pistonun ağırlığına zıt yönde bir kuvvetle kaldırır. Bu tip röleler çok duyarlı değildir. Pistonlu zaman rölelerinde, röle bobini ikinci bir kez enerjilenmeden önce pistonun yağ deposunun dip kısmında normalde bulunduğu yere tam olarak geri dönmesi sağlanmalıdır. Piston normal yerine dönmeden röle tekrar çalıştırılırsa, rölenin zaman ayarı hatalı sonuç verecektir. Pistonlu zaman röleleri ,bobini
enerjilendikten sonra gecikme yaparlar ve kontakları normalde açık yada kapalı olabilir. Pistonlu zaman rölelerinin düz ve ters çalışan iki çeşidi vardır. Düz zaman rölesinde bobin enerjilendiğinde, demir palet yukarıya doğru çekilir. Palete bağlı olan yay da pistonu yukarıya doğru çeker. Yalnız pistonun yukarıya olan hareketi oldukça yavaş olur. Çünkü B hücresindeki yağın, C kanalı ve ayarlı D deliği yo- luyla A hücresine geçmesinde karşılaştığı direnç pistonun hareketini güçleştirir. Bu nedenle bobin enerjilendiğinde, palete bağlı 3-4 nolu normalde kapalı kontak hemen açılır. 1-2 nolu normalde açık kontak ise hemen kapanır. Pistona bağlı olan 5-6 ve 7-8 nolu kontaklar ise belirli bir zaman sonunda piston yeteri derecede hareket ettiğinde açılır veya kapanırlar. Bobinin akımı kesildiğinde, palet ve piston ani olarak aşağı düşerler. Çünkü pistonun üzerindeki klape, pisto- nun aşağıya doğru hareketinde hemen açılır. A boşluğundaki yağ klapenin deliğinden B boşluğuna kolayca geçer. Bu da pistonun paletle birlikte süratle aşağıya doğru hareket etmesine sebep olur. Bu yüzden bobin akımı kesildiğinde, kapanmış olan kontaklar hemen açılır, açılmış olanları ise hemen kapanırlar. Röle üzerinde bulunan D deliği daraltıldıkça, B boşluğundaki akışkanın A boşluğuna geçişi güçleşir ve pistonun hareketi yavaşlar. Yani bobin enerjilen- dikten sonra, kontakların konum değiştirmesine kadar geçecek zaman büyümüş olur.
Ters zaman rölesinin bobini enerjilendiğinde, palet ve piston çok kısa bir zaman içerisinde yukarıya çekilirler. Çünkü pistonun yukarı hareketinde, piston üzerindeki klape hemen açılır. B boşluğundaki yağ, klape deliğinden A boşluğuna kolayca geçer. Zaman rölesinin bütün kontakları hemen konum değiştirirler. Yani kapalı kontaklar açılır, açık kontaklar kapanır. Bobin akımı kesildiğinde, palet hemen aşağıya düşer. Palete bağlı olan kontaklardan kapanmış olanlar hemen açılır, açılmış olan kontaklar ise hemen kapanırlar. Piston aşağıya çabuk olarak inemeyeceğinden, ona bağlı olan kontaklardan 5-6 nolu kapanmış kontak geç açılır. Daha önceden açılmış 7-8 nolu kontak ise gecikmeyle kapanır. Pistonun aşağıya geç inmesinin nedeni,A boşluğundaki akışkanın D deliğinden ve C kanalından B boşluğuna geçerken karşılaştığı güçlüktür. Zaman rölesinde bulunan bu delik vida ile daraltılır veya açılırsa, gecikmeli kontakların konum değiştirmesi için geçecek zaman ayarlanır. Aşırı yük rölelerinin aksine pistonlu zaman röleleri, kontaklar yada anah- tarlar üzerinden doğrudan güç kaynağına bağlanan gerilim bobini tarafından çalıştırılır. Aşırı yük röleleri ise motor yük akımından etkilenen bir akım bobini ile çalışır. Pistonlu zaman röleleri çok çeşitli uygulamalarda kullanılabilir : •Motor yol vericilerinde kullanılan kontaktörleri kontrol etmek için •Soğutma sistemlerindeki valflerin açılma yada kapanma zamanını ayarlamak için, •Çalışma sırasında bir gecikmeye ihtiyaç duyan herhangi bir uygulama için. Bu tip zaman rölelerinde pistonun geri dönüş zamanının hassas olması zorunlu değildir. Bu rölelerde ,bir yağ cinsi olmayan silikon piston sıvısı kullanılır. Bu sıvı, çevre sıcaklığındaki değişiklikler nedeniyle yağın vizkozitesinin değişmeinin, zaman ayarı üzerine olan etkisini en aza indirir. DC motorları çalıştırmak için çok kontaklı pistonlu zaman
röleleri kullanılır. Bu tip zaman rölelerinin bobini enerjilendiğinde kontaklar, rölenin her bir kapanışında doğru bir zaman gecikmesi sağlayabilir.
6.2 Havalı Zaman Röleleri Havalı zamanlayıcıların yapısı ve performansı, endüstriyel uygulamaların çoğunda bu röleleri üstün kılmıştır. Havalı zamanlayıcıların karakteristikleri ; •Çevre sıcaklığı yada atmosfer basıncındaki normal değişikliklerden etki- lenmezler, •Çok geniş sınırlar içerisinde zaman ayarı yapılabilir, •Tekrar çalışma doğrulukları iyidir, •Çok çeţitli kontak ve zamanlama düzenekleri vardır. Bu tip röleler, bir mıknatıs düzeneği tarafından mekaniksel olarak çalıştırı- lan havalı zaman geciktirme birimine sahiptir. Havalı rölelerde zaman geciktirme işlevi,sıkıştırılmış sentetik kauçuk körük yada diyaframın etkisiyle dar bir kanal- dan havanın geçişi ile sağlanır. Zaman ayarı ,ayarlı bir iğne valf ile kanal yada delik aralığı değiştirilerek yapılır. Havalı zaman rölelerini enerjileme yada enerjisini kesme işlemi; itmeli butonlar ,sınır anahtarları yada termostat röleler gibipilot elemanlarla kontrol edilir. Zaman rölelerinin bobini tarafından çekilen enerji çok küçük olduğundan, zaman rölelerinin çalışmasını kontrol etmek için duyarlı kontrol elemanları kullanılabilir. Havalı zaman röleleri ,otomatik kontrol sistemlerinde ve motorlara yol vermede kullanılır. Takım tezgahlarının kontrolü, sıralı işlemlerin kontrolü, endüstriyel işlemler ve yük taşıma bantları gibi doğruluk gerektiren tekrarlı işlem uygulamalarında otomatik kontrol bir zarunluluktur. Havalı zamanlayıcılarda 2 tip zaman geciktirme düzeneği vardır. Birinci düzenekte ,röle bobini enerjilendikten sonra ,ikinci düzenekte ise röle bobininin enerjisi kesildikten sonra gecikme sağlanır.
Bobini enerjilendikten sonra gecikme yapan şekildeki zaman rölesinde, çalıştırma bobini (O) enerjilendiğinde, selenoid etkisi nedeniyle selenoid paleti (A) çekilir. Bunun sonucu olarak, B çubuğunun üzerindeki basınç kalkacağı için E körüğünün içerisine yerleştirilen W yayı B çubuğunu yukarıya doğru iter. B çubuğu yukarıya doğru hareket ederken ,merkezi bağlantılı C mekanizmasının, sustalı mekanizmanın ucunu yukarıya doğru hareket ettirmesine neden olur. Bu hareket ,D parçasının yukarıya doğru çekilerek kontakların konum değiştirmesini sağlar. Körüğün açılma hızı, tabandaki iğne valfin konumuna bağlıdır. Bu iğne valfin konumu, selenoidin paletini çekmesi ile kontakları çalıştırıncaya kadar körüğün açılması arasında geçen zaman aralığını belirler. İğne valf yaklaşık tam kapatılırsa, havanın valften geçmesi ve körüğün açılması için oldukça uzun bir zaman ayarı elde edilir. Selenoidin enerjisi kesildiğinde ağırlığın ve geri alma yayının etkisi ile A paleti açılır. A paletinin aşağıya düşmesi ile B kolu da aşağıya doğru itilir ve zamanlayıcının hemen hemen ani olarak ilk konumuna geri alması sağlanır. Bu tip zaman rölesinin enerjisi kesildikten sonra gecikme sağlayan düzene- ğinde, selenoid 180 derece döndürülmüştür. Buna göre çalıştırma bobini (O) enerjilendiğinde A paleti aşağıda tutulur ve B kolu da itilmiş olacağından körük tam sıkışmış konuma geçer.
6.3 Motorlu Zaman Röleleri Bir kontrol,kesin bir çalışma ve durma işlemine yada ardışıl işlemler sırasına sahipse genellikle motorlu zamanlayıcılar kullanılır. Motorlu zamanlayıcılarda bobin yerine senkron motor vardır. Bu tip bir rölede motorun devir sayısı bir sıra dişli ile uygun bir değere düşürülür. Düşük devirle dönen dişli ise, rölenin kontaklarını kumanda eder. Şekilde motorlu zaman rölesinin yapısı ve sembolleri gösterilmiştir.
Bu rölede motor enerjilendiğinde, motor dişlisi ok yönünde döner ve A dişlisini de çok yavaş olarak gösterilen yönde döndürür. A dişlisinin üzerindeki P pimi dönme esnasında kontak çubuğuna vurur. Normalde kapalı 1-2 nolu kontak açılır, normalde açık 3-4 nolu kontak kapanır. Böylece motorun çalışmaya başladığı an ile, kontakların konum değiştirdiği an arasında bir gecikme sağlanmış olur. P pimi çubuğa vurduğunda, motoru frenler ve durdurur. Rotor durduğu halde, motor sargılarından bir akımın geçmesi, motor için bir sakınca yaratmaz. Çünkü zaman rölesinin motoru, rotoru kilitlenmiş olarak çalışacak şekilde imal edilir. Motor akımı kesildiğinde, bir yay dişlileri tekrar başlangıç durumuna getirir. Dolayısıyla kapanmış olan kontaklar açılır, açılmış olan kontaklar kapanır. Motorlu zaman röleleri düz zaman rölesi olarak imal edilirler ve çok uzun zaman gecikmeleri sağlanabilir. Motorlu zaman rölelerinin önemli bir uygulama alanı, yük altındaki motorların belirli bir süre bir yönde, sonra durarak ters yönde döndüğü çamaşır makinalarının kontrol edilmesidir. Motorlu zamanlayıcılar, büyük motorların arasıra çalışmasını gerektiren yerlerde de kullanılır. Motorlu zamanlayıcılar genellikle, ortak bir
mil üzerine yerleştirilen ayarlı kamaları döndüren küçük bir senkron motordan meydana gelir. Tipik Özellikleri : Min. zaman gecikmesi : 0.05 saniye Max. zaman gecikmesi: 3 dakika Min. geri alma zamanı: 0.075 saniye Doğruluk : Ayarlanan değerin %10’u Kontak değerleri : 6.0 3.0 1.5 1.6 AC A, A, A, A, 115V 230V 460V 550V DA 1.0 A , 115 V 0.25 A ,230 V
Çalıştırma Bobinleri : Bobinler 600 V, 60 Hz’e kadar AC, ve 250 V DC gerilimlerde çalışabilir. Kontak Çeşitleri : NO ve NC , kadmiyum-gümüş alaşımlı. 6.4 DA Seri Zaman Röleleri Genellikle bir rölenin ismi,onun temel amacını ,yapısını ve çalışma prensibini tanımlar.DA zaman röleleri diğer tip zaman rölelerinden yapı bakımın- dan daha basit, fiyat bakımından daha ucuzdurlar. Bu tip zaman röleleri basit birer röleden başka bir şey değildirler. Yalnız kullanılan yardımcı elemanlarla, rölelerin çalışmalarında gecikme temin edilmektedir. DA Seri rölelerinin genel bir uygulama alanı, DA motorlarının yol alma zamanlarını ayarlamaktır. Örneğin şekilde verilen rölenin bobini, motorun yol verme direncine seri bağlanır. Böylece motorun yol alma akımı rölenin bobininden de geçer. Rölenin kontakları ise yardımcı bir devreye bağlanabilir Rölenin kontakları genellikle bir manyetik kontaktörün bobinini kontrol etmek için kullanılır. Rölenin paleti hafiftir ve çok hızlı çalışacak şekilde yerleş- tirilmiştir. Motorun yol alma akımı röle bobininden geçtiğinde, röle paletini çeker ve kontaklar açılır. Bobin akımı belirli bir değerin altına düştüğünde ,yayın kuvveti ile palet geri açılır ve kontaklar kapanır. Bobinin ,paleti çekme kuvvetini yaya karşı kaybettiği anda akım değeri, yay ayarlanarak değiştirilir.
6.5 Manyetik Zaman Röleleri Bir bobinden geçen akım artıyorsa öz indiksiyon etkisiyle oluşan EMK,o bobindeki akımın artışına zıt bir etki meydana getirir.Bobinden geçen akım azalı- yorsa öz endükleme EMK’ı bobindeki akımın azalmasına karşı koyar. Manyetik zaman rölelerinin bazıları bir demir nüveyi saran içi boş bir bakır silindir üzerine sarılan bobinden meydana gelir. Diğer manyetik zaman rölelerinde bakır kaplanmış bobinler kullanılır. Her iki tip zaman rölesinde de rölenin enerjisi kesildiğinde zaman gecikmesi sağlanır. Bobinin enerjisi kesildiğinde akım hızla sıfıra doğru düşer. Akımın düşme- siyle bobindeki akı azalırken kısa devre durumundaki bakır silindiri keser ve bakır silindire bir gerilim endükler. Bu gerilim bakır silindirden kısa devre akım- ları dolaştırır. Bu akımın nüvede oluşturacağı akı bobinin enerjisi kesildikten sonra röle paletinin bir süre daha kapalı kalmasına neden olur. Bu rölelerde zaman gecikmesi, bobinin sarım sayısı ve manyetik devredeki demir miktarı ile ayarlanır. Röle bobini enerjilendiğinde N nüvesi M paletini çeker. Aynı anda yayın gerilmesi ile paletin çekilme yönüne zıt bir kuvvet oluşur. Bakır bilezikteki endükleme akımı tarafından oluşturulan akı
sıfıra doğru düşerken ,belirli bir değerde zıt yay kuvveti ile palet açılır. Paletin açılma anı ,nüve ve palet arasına ince bir bronz parça sıkıştırılarak da değiştirilebilir. Bu parça kalınlaştıkça akı zayıflar ve palet daha kısa sürede açılır. Manyetik zaman röleleri, DA motorlara yol verirken kullanılan kademeli dirençleri devre dışı etmek için kullanılabilir. Bu tip rölelerin paletlerinin hareketi oldukça hızlıdır. Zaman gecikmesi, ayarlı bir yay ve manyetik olmayan palet simi kullanarak değiştirilebilir.
6.6 Kondansatörlü Zaman Röleleri Bir kondansatörün DA güç kaynağına bağlanarak yüklendiğini ve sonra da röle bobini üzerine boşaldığını düşünelim. Oluşan kapalı devredeki direncin, endüktansın ve kondansatörün kapasitesinin değerlerine bağlı olarak bobinde endüklenen akım yavaş yavaş azalacaktır. Bu tür zaman rölesinde bobin uçlarına bir kondansatör bağlıdır. Devredeki A anahtarı kapatıldığında röle enerjilenir. Kapalı kontak açılır, açık kontak kapa- nır. Bu arada kondansatör üreteç geriliminde şarj olur. Anahtar açıldığında bobinden geçen üreteç gerilimi sıfır olur. Fakat şarj olmuş kondansatör, bobin üzerinden boşalmaya başlar. Kondansatörün aynı yönde dolaştıracağı akımın oluşturacağı manyetik alan, paleti bir müddet daha çekik tutar. Kondansatör boşaldığında palet açılır. Açılmış olan kontak kapanır, kapanmış olan açılır. Kondansatörlü zaman rölesi ters zaman rölesi olarak çalışır. Bu tip zaman rölelerinde kondansatör ve bobinin değerlerine göre, diğer zaman rölelerinden daha fazla gecikme sağlanabilir.
Röle,paletini I 1 akımında bırakacak şekilde ayarlanırsa t 1 zaman gecikmesi, akım I 2 ’ye düşünceye kadar bırakmayacak şekilde ayarlanırsa t 2 zaman gecikmesi elde edilir. Zaman gecikmesini değiştirmek için bir ayarlı direnç kullanılabilir. Burada açıklanan direnç-kondansatör teorisi,endüstriyel elektronik ve yarı iletken kontrol devrelerinde de kullanılır. Kondansatörlü zamanlayıcılar oldukça hassastır ve motor yol verme kontrollerinde ve bir çok endüstriyel işlemlerde kullanılır. 6.7 Elektronik Zaman Röleleri Diyot, transistör gibi yarı iletken elemanların kullanılmaları yaygınlaştıkça, elektronik zaman röleleri de mekanik tipteki zaman rölelerinin yerlerini almaya başladılar. Örneğin mekanik yapıdaki merdiven otomatikleri yavaş yavaş uygulamadan kalkmakta, onların yerine elektronik veya transistörlü merdiven otomatikleri almaktadır.Şekilde ters çalışan bir elektronik zaman rölesi verilmiştir. Bu devrede NPN tipi bir transistör kullanılmıştır. Bu transistörün şekildeki bağlanışı durumuna göre emiter-beyz uçları giriş, emiter-kollektör uçları çıkış uçlarıdır. Bir transistörde emiterbeyz giriş uçları arasındaki gerilim küçükse, emiter-kollektör çıkış uçları arasındaki direnç çok büyüktür. Giriş uçları arasın- daki
gerilim büyüdükçe, çıkış uçları arasındaki direnç küçülür.
Ţekildeki devrede A anahtari açıkken, transistörün giriş gerilimi sıfırdır. Bu durumda çıkış uçları arasındaki direnç en büyük değerdedir. Röle üzerinden çok küçük bir akım geçmekte fakat bu akım paleti çekmeye yeterli gelmemektedir. A anahtarı kapatıldığında, üretecin pozitif kutbundan gelen akım C1 kondansatörünü çok kısa bir zaman içerisinde şarj eder. R1 direnci şarj akımını sınırlar. Bu direnç aynı zamanda R2 potansiyometresi devreden çıkartıldığında, üretecin kısa devre edilmesi önlenir. Transistörün emiter-beyz uçlarına bağlı olan C1 kondansatörün- deki gerilim nedeniyle, transistörün emitör- kollektör uçları arasındaki direnç en küçük değerine iner. Röleye seri bağlı olan transistörün çıkış direncinin değeri küçülünce, röleden geçen akım artar. Röle paletini çeker ve kontaklar durumlarını değiştirirler. A anahtarı açılsa da, röle bir müddet daha çalışmaya devam eder. Çünkü kondasatör uçlarındaki gerilim transistörü iletimde tutar. C1 kondansatörü hem beyz-emiter devresinden, hem de R2 potansiyometresi üzerinden boşalır. R2 potansiyometresinin değeri küçültüldükçe, C1 kondansatörünün boşalması hızlanır. C1 kondansatörü boşaldıkça, uçları arasındaki gerilim küçülür. Aynı zamanda beyz-emiter uçları arasındaki gerilim küçüleceğinden, emiter-kollektör arasındaki direnç büyür. Röleden geçen akım azalır. Röle akımı belirli bir değerin altına düştüğünde, röle paletini bırakır ve kontaklar normal konumuna dönerler. Röle paleti bıraktığı anda, C1 kondansatörü tamamen boşalmış değildir. Palet bırakıldıktan sonra da, C1 kondasatörü boşalmaya devam eder. Bunun sonucu
olarak da röle akımı gittikçe azalır. A anahtarının açılmasından belli bir süre sonra kontaklar konum değiştirdiğinden şekildeki devre bir ters zaman rölesi olmuş olur. Kontakların konum değiştirmelerine kadar geçecek zamanı etkileyen eleman C1 kondansatörüdür. Bu kondansatörün boşalma zamanını uzatmakla, kontakların konum değiştirmeleri geciktirilmiş olur. C1 kondansatörünün boşalma zamanı da R2 direnciyle ayarlanır. Yani elektronik zaman rölesinin zaman ayarı R2 potansi- yometresi ile yapılır. Elektronik zamanlayıcılarda ,zamanlamanın durumunu gösteren ışıklı ledler bulunur. LED ,zaman rölesi enerjisizken söner ,zamanlama sırasında yanıp söner ve röle enerjili iken ışık verir.Bu zamanlayıcı standart endüstriyel kontrol rölesi bağlantıları için uygundur. 6.8 Termistörlü Zaman Rölesi Bu tip zaman rölesinde, bir termistör bir röle ile seri bağlanır. Böylece normal bir röle,zaman rölesine çevrilmiş olur.Şekildeki devrede kullanılan termistör, direnci sıcaklıkla değişen bir elemandır. Direncin sıcaklıkla değişim katsayısı termistörde negatiftir. Karakteristik eğriden görüleceği gibi, sıcaklık derecesi arttıkça, termistörün direnci azalır. Bakır, alüminyum ve demir gibi madenlerin sıcaklık katsayıları pozitiftir. Bu madenlerin sıcaklık dereceleri yükseldikçe dirençleri artar.
Şekildeki devrede A anahtarı kapatıldığında, röleden ve termistörden bir akım geçer. Bu akım küçük değerde olduğundan röle enerjilenemez.Röle bobinin- den akım geçtiği halde, rölenin paleti çekilmez ve kontaklar normal durumlarını korurlar. Devreden geçen küçük değerdeki akım, termistörün ısınmasına sebep olur. Isınan termistörün direnci azalır. Devrenin toplam direnci düşünce devreden
geçen akım artar.Üzerinden geçen akım artınca termistör daha çok ısınır ve direnci daha da azalır. Devre akımının değeri rölenin çekme akımına ulaştığında röle paletini çeker. Açık olan kontak kapanır, kapalı olan kontak açılır. Röle devresine akım verildikten belirli bir süre sonra kontaklar durum değittirdikleri için, şekildeki röle bir zaman rölesi gibi çalışmış olur. Röle paletini çektikten sonra rölenin empedansı büyür, devrenin akımı azalır. Bu nedenle termistördeki sıcaklık yükselmesi sona erer ve devre kararlı çalışmaya başlar. Devredeki A anahtarı açıldığında kontaklar ani olarak normal konumlarına dönerler.
6.9 Termik Zaman Röleleri Zaman gecikmesi ile kapalı bir kontağın açılması veya açık bir kontağın kapanması, bu rölelerde ısı ile sağlanır. Termik zaman röleleri kontak, bimetal ve ısıtıcı olmak üzere üç kısımdan meydana gelir. Termik zaman rölesinde, ısıtıcı eleman seramikten yapılmış bir tüp üzerine sarılır. Isıtıcının çekeceği akımı sınırlamak için, ısıtıcıya seri olarak bir R direnci bağlanır.
Bimetal seramikten yapılmış tüp içinde bulunur. Bimetal, uzama katsayıları farklı iki madeni şeridin birleştirilmesinden meydana gelir. Isıtıcı eleman devreye bağlandığında, sıcaklık derecesi yükselmeye başlar.Seramik tüpte doğan ısı bimetale geçer. Bimetalin sıcaklık derecesi yükseldikçe sağa doğru eğilmek ister. Mikro anahtarlardaki gibi mekaniki bir tertibat, bimetalin yavaş hareketine mani olur. Bimetalde doğan eğilme kuvveti uygun bir değere yükseldiğinde, bimetal ani olarak sağa doğru hareket eder. Normalde kapalı kontak açılır, açık kontak kapanır. Böylece başlama anına göre, kontaklar zaman gecikmesiyle konum değiştirmiş olur.
Şekildeki termik zaman rölesinde, bimetal ve ısıtıcı aynı elemandır.Bu zaman rölesinde bimetal, bir transformatörün düşük gerilimli sekonder sargısına direkt olarak bağlıdır. Transformatörün primeri devreye bağlandığında, sekonder sargıda doğan gerilim U şeklindeki bimetalden akım dolaştırır. Bimetalin direncinden ve geçen akımdan dolayı meydana gelen ısı, bimetalin sıcaklık derecesini yavaş yavaş yükseltmeye başlar. Sıcaklık derecesi arttıkça bimetalin yukarıya kıvrılmasına sebep olacak kuvvet de büyür. Bu kuvvet uygun değere yükseldiğinde, bimetal yukarıya doğru ani olarak kıvrılır. Bimetalde sıcaklığın aniden yükselmemesinden dolayı, transformatörün devreye bağlandığı an ile, kontakların konum değiştirdiği an arasında bir zaman farkı doğmuş olur. Kumanda devrelerinde görevlerini tamamlayan termik zaman rölelerinin, hemen devreden çıkarılmaları gerekir. Aksi halde bir sistemin durdurulup, hemen çalıştırılmasında aksaklıklar meydana
gelir. Örneğin termik zaman rölesi otomatik yıldız-üçgen şalterde kullanılmışsa ve yıldızdan üçgene geçtikten sonra zaman rölesi devreden çıkarılmamışsa, sistemin durdurulup ara verilmeden yeniden başlatılmasında, ısıtıcı elman ve bimetal soğuma fırsatı bulamaz. Kontaklar normal konumlarını almadıklarından, motor ilk önce yıldız çalışacağına direkt olarak üçgen çalışmaya başlar. Yani arzulanmayan bir çalışma meydana gelmiş olur. Bu rölelerin yapılışlarının basit, maliyetlerinin düşük olmaları başlıca üstünlükleridir. Yalnız bu rölelerde zaman ayarları geniş sınırlar içinde yapılamaz. 6.10 Program Röleleri Program röleleri bir çeşit motorlu zaman rölesidir. Motorlu zaman rölele- rinde genellikle zamanla çalışan bir normalde açık, bir de normalde kapalı kontak bulunur. Buna karşılık program rölelerinde zamanla çalışan normalde açık ve normalde kapalı bir çok kontak bulunur. Bu kontaklar istenilen sırada ve zamanda çalıştırılabilirler. Program rölelerinde kontakları açıp kapatacak olan üzerlerinde kamları taşıyan mil bir senkron motorla döndürülür. Böylece kontakların hep aynı zamanda çalıştırılması sağlanmış olur. Bu tip rölelerde kendi kendine yol alan bir senkron motor kullanılır. Motor çalışmaya başladığında mil ve üzerindeki kamlar dönmeye başlar, kamlar da kontakları açıp kapatırlar. Senkron motorun akımı kesildiğinde kamların dönüşü durur,motor tekrar enerjilendiğinde kamlar kaldıkları yerden itibaren tekrar dönmeye devam ederler. Program röleleri 10 sn. ile 3 saat arasında gecikme sağlarlar.
6.11 Zaman Rölelerinin Seçimi Belirli bir uygulama için zaman rölesi seçerken aşağıdaki etkenler dikkate alınmalıdır : • İhtiyaç duyulan zaman gecikmesi • İhtiyaç duyulan zaman değeri • İzin verilebilir hata • Çalışma çevrimi ve geri gelme zamanı • Maliyet • Diğer istekler İhtiyaç Duyulan Zaman Gecikmesi : İhtiyaç Duyulan Zaman Gecikmesi , makinanın tipi yada zamanlayıcının kontrol edeceği işlem tarafından belirlenir. Bu zaman gecikmesi 1 sn’den birkaç dakikaya kadar değişebilir. İhtiyaç Duyulan Zaman Değeri : Zaman değeri deyimi, zamanlayıcının ayarlanabileceği çeşitli zaman aralıklarını ifade eder. 1sn, 100sn yada 1sn ile 100 sn arasında herhangi bir zaman gecikmesine ayarlanabilen zamanlayıcılar vardır. Bir makina yada işlemde kullanılmak üzere zamanlayıcı seçilirken zamanlayıcının değeri,makina yada işlem tarafından ihtiyaç duyulabilecek çeşitli gecikme sürelerini sağlayacak kadar geniş olmalıdır. İzin Verilebilir Hata : Bütün zamanlayıcılarda çeşitli hatalar oluşabilir. Yani, aynı değere arka arkaya yapılan zaman ayarları arasında artı yada eksi zaman sapmaları olabilir. Hata miktarı zamanlayıcının çeşidine ve çalışma şartlarına göre değişebilir. Bu hata genellikle ayarlanan değerin yüzdesi ile ifade edilir. Herhangi bir zamanlayıcının hata yüzdesi; zamanlayıcının çeşidine, çevre sıcaklığına (özellikle düşük sıcaklıklar), bobin sıcaklığına,güç kaynağının gerili- mine ve zamanlayıcının çalışma çevrimleri arasındaki sürenin uzunluğuna bağlıdır Çalışma Çevrimi ve Geri Gelme Zamanı : Bir elektrik devresi açıldığında yada kapatıldığında zamanlayıcı, çalıştırıcı eleman olabilir. Bu durumda, uygula- ma süreci başlamadan önce zaman
gecikmesi oluşur. Belirli bir işlem tamamlanır tamamlanmaz zamanlayıcı devresi kendi kendini ilk konumuna geri alır.Zamanlamaya ihtiyaç duyulan her defasında bu devre enerjilenmeli yada enerjisi kesilmelidir. Diğer bir zamanlayıcı çeşidine “işlem zamanlayıcı” adı verilir. Bir devreye bağlandığında, bu zamanlayıcı sıralı işlemleri kontrol eder. Enerjisi kesilinceye kadar zamanlayıcının çalışma çevrimi tekrarlanır. Zamanlayıcı seçiminde önemli bir nokta da zamanlayıcının geri gelme hızıdır. Geri gelme zamanı, röle düzeneğinin orjinal konumuna geri dönmesi için ihtiyaç duyduğu zamandır. Bazı endüstriyel işlemler rölenin ani olarak geri gelmesini gerektirir. Bazı işlemler ise yavaş geri gelme zamanına ihtiyaç duyabilir. Bir zamanlayıcının geri gelme zamanı, zamanlayıcının çeşidine ve zaman geciktirme süresine göre değişebilir. Maliyet : Belirli bir uygulamanın isteklerini karşılayacak birkaç elektromanyetik röle bulunuyorsa, çalışan parçası en az olan röleyi, yani an basit zamanlayıcıyı seçmek gerekir. Çoğu zaman bu zamanlayıcı da en ucuzu olacaktır. Diğer İstekler : Elektromanyetik yada yarı iletken zamanlayıcıların seçiminde bazı ek etkenlere de dikkat edilmelidir : • Güç kaynağının çeşidi • Kontak değerleri • Zamanlayıcının kontakları; genellikle NO ve NC kontakları bulunur • Sıcaklık değeri; bazı zamanlayıcıların doğruluğu sıcaklıkla değişir. Donma sıcaklığının altındaki değerler, zamanlayıcının doğruluğunu etkiler. •Boyutlar; Zamanlayıcının yerleştirileceği yerin boyutları da önemlidir.
7.Endüstriyel Kontrol Röleleri 7.1 Start Röleler Start röleler, monofaz motorlarda yardımcı sargı ve kondansatörü belli bir devirden sonra sevre dışı eden ünitedir. İmalat sekillerine göre 3 çeşittir , a) Santrüfüj Anahtar : Motor devrinin %75’ine ulaştığında mil üzerindeki ağırlıklar dönmeden dolayı savrularak milden uzaklaşır. Uzaklaşırken de bilezik ok yönünde çekilir ve kontak açılır. Yardımcı sargı ve kondansatör devre dışı olur.
b)Manyetik (Topak) Röle : Motora enerji verildiğinde motor akımı ana sargıdan üç misli akım çeker. Bu akım rölenin bobininden geçer ve çekirdeğe bağlı x ve y kontakları kapanır. Motorun yardımcı sargısı devreye girer ve motor dönmeye başlar. Motor normal hızını alınca motor akımı normale döner ve bobin çekemez hale gelir, kontak açılır. Motorun gücüne göre röle seçilir.
c) Isınan Telli Röleler (Delco) :Motor çalışmaya başladığında yardımcı ve ana sargı devrededir. Normal olarak platin iridyum tel ısınır, uzar ve S kontağı açılır, yardımcı sargı devreden çıkar. Motor çalışırken fazla akım çekerse platin iridyum biraz daha uzar ve “M” kontağı da açılır, motor devre dışı olur. Delco aynı zamanda termik röle görevi görmektedir.
7.2 Otomatik Senkron Motor Yol Vericileri Otomatik Senkron Motor Yol Vericileri, yol verme işlem
sırasını otomatik olarak gerçekleştirmek için senkron motorlarla kullanılabilir. Bu denetleyici, motorun çalışma sırasını otomatik olarak yürütür ve böylece rotor alanı, stator döner manyetik alanı ile eş zamanlanır. 7.2.1 Devre Dışı Röleler Senkron motorlar, motor için normal olacak belirli bir zaman sürecinde yol alır, hızlanır ve senkron hıza ulaşırsa, sincap kafes sargısı yada yol verme sargısı aşırı ısınmayacaktır. Ayrıca motor, senkron hızda çalışmaya devam etmelidir. Bu şartlar altında, motorun bütün koruması, stator sargılarındaki 3 adet aşırı akım rölesi ile yapılacaktır. Ancak sincap kafes sargısı, sadece yol verme amacıyla tasarlanır. Motor, senkron hızın altında bir hızla çalışmasını sürdürürse sincap kafes sargısı aşırı ısınacak ve zarar görecektir. Bu,max.kilitli rotor süresi sadece 5-7 sn. olan bazı senkron motorlarda olağandışı bir olay değildir. Yol verme sargısını korumak için otomatik senkron yol vericiler üzerinde devre dışı röleler kullanılır. Rölenin normalde kapalı kontakları, aşağıdaki şartlar altında hat kontaktörünün enerjisini kesmek için açılacaktır : • Belirli bir zaman gecikmesinden sonra motor hızlanamaz ve eş zaman- lama değerine ulaşamazsa, • Motor,eş zamanlamadan ayrıldıktan sonra tekrar eş zamanlama durumuna dönmezse, • İkaz sargısında endüklenen akımın değeri, devre dışı rölesinin nüve ayarı ile belirlenen bir değerini aşarsa. Sonuç olarak motor aşırı ısınmadan önce stator sargısının enerjisi kesilir. 7.2.2 Kutuplu İkaz Frekans Rölesi Bir senkron motora, sincap kafes sargısı ile motor mümkün olduğu kadar yüksek bir hıza ulaştırılarak ve daha sonra DA ikaz gerilimi uygulayarak yol verilir. İkaz devresi doğru ve uygun değerleri uygulamayı ve kesmeyi sağlayan elemanlar, kutuplu bir ikaz frekans rölesi ile bir reaktördür. Frekans rölesinin manyetik nüvesinde bir DA bobini (C), endüklenen bir ikaz akımı bobini(B) ve kontaklara bağlanan sapmalı bir palet (A) bulunmaktadır C bobini, DA ikaz kaynağına bağlanır. Bu bobin röle nüvesinde sabit bir manyetik akı oluşturur. Bu akı rölenin kutuplanmasına neden olur. Röle nüvesindeki bu manyetik
akının üzerine, B bobininden geçen, endüklenen rotor ikaz akımı tarafından oluşturulan alternatif manyetik akı bindirilir. A paletine etki eden akı, alternatif akım B bobini ile doğru akım C bobini tarafından oluştu- rulan akılara bağlıdır. B bobini, her bir çevrimde artı ve eksi genlikleri birbirine eşit olan bir alternatif akı oluşturur. Böylece A paletinden geçen bileşke akı, B bobininin akısı C bobininkine zıt olduğu zaman daha çok büyüktür. Şekil (A)’da, B bobinin akısı C bobininin akısına zıttır ve rölenin A paletini çeken kuvvetli bir akı oluşmuştur. Bu durum şekil (C)’deki alt eğri ile gösterilmiştir. Bir yarım çevrim sonra B bobini tarafından oluşturulan akı yön değiştirir ve A paletinden daha az bir akı geçer. Bunun nedeni, C bobinin akısının çoğu A paleti üzerinden daha uzun bir yol izlemesi gerektiği için B bobininin akısının paleti daha fazla çekmemesidir. Bileşke akı zayıflar ve bu akı şekil (C)’de üst eğri ile gösterilmiş- tir. Röle paleti, röle palet akısının üst eğri ile gösterilen endüklenen ikaz akımı dalgasının peryodu sırasında açılır.
Motor senkron hıza yaklaşırken B röle bobininde endüklenen rotor ikaz akımının genliği azalır. Röle palet akısının değeri, A röle paletinin daha fazla kapalı kalamadığı bir noktaya düşer. Bu anda röle açılarak S kontağı kapanır ve endüklenen ikaz akım dalgası üzerinde işaretlenen noktada DA ikaz gerilimi uygulanır. İkaz gerilimi, okla gösterilen yönde uygulanır ve kutup olarak uygulandığı noktadaki endüklenen ikaz akımının kutbuna zıttır.Bu
koşul,ikazı gerçek- leştirmek için ihtiyaç duyulan zamanı dengelemek için gereklidir. Şekilde frekans rölesinin normal çalışması gösterilmiştir. Senkron motora yol verildiği anda DA ikaz gerilimi röle bobinine uygulanır. Tam gerilim yada düşük gerilim yöntemleri kullanarak stator sargısı enerjilendiğinde, stator sargı- sından ve 3 adet aşırı yük rölesinden hat akımı geçmeye başlar. 7.3 Dengeleyici ve Sabit Zaman Kontrollü Yol Verme Bu tip denetleyiciler, motora bağlanan yüke bağlı olarak yol verme zaman aralıklarını otomatik olarak ayarlar. Örneğin bir ağır yük, motorun yenmesi gere- ken daha fazla bir atalete sahip olduğunda zıt EMK’nın oluşabilmesi için daha uzun bir zamana ihtiyaç duyulur. Böylece daha uzun bir yol süresine ihtiyaç duyar. 7.3.1 Zıt EMK Denetleyicileri ve Gerilim Duyarlı Röleler DA motorları yol alırken endüvi uçlarında üretilen zıt EMK küçüktür. Motor hızlandıkça zıt EMK artar. Motorun endüvi uçlarındaki gerilim belli bir değere vardığında bir röle, uygun zamanda yol verme direncini azaltmak üzere enerjilenir. Şekilde zıt EMK ile hızlandırma prensibinin kullanıldığı DA motor denetleyicisinin hat şeması gösterilmiştir.
Başlatma butonuna basıldığında M kontatörü enerjilenir ve ana M kontakları kapanır.Bu durumda akım,L1’den R1-R2 dirençleri üzerinden, endüviden (A1-A2) ve seri ikaz sargısından (S1-S2) L2’ye
geçerek devresini tamamlar. Kontaktörün açılmasını önlemek için M bobininin mühürleme kontağı (M) kullanılır. Mühürleme kontağı, başlatma butonunun uçlarını şöntler. R1 ve R2 uçlarında çok fazla gerilim düşümü olur ancak, endüvi uçlarında zıt EMK oluşmaz. Motor hızlandıkça akımı azalır. Endüvi uçlarındaki zıt EMK, tam gerilimin belli bir yüzdesine ulaştığında A rölesi (endüvi uçlarına bağlanan) A kontaklarını kapatır. Böylece R1-R2 dirençleri devreden çıkarılır. A rölesi gerilim duyarlı bir röledir. Bu röleler genellikle DA motorların endüvi gerilimini algılamak için kullanılır.Bu gerilim motor hızının bir gösterge- sidir. Gerilim duyarlı röleler aşağıdaki uygulamalarda yaygın olarak kullanılır : Yük asansörlerin denetleyicilerinde, ani durdurmalarda ve dönüş yönü değiştirmelerde, çok kademeli yavaşlatma ve hızlandırma devrelerindeki endüvi şönt kontaktörlerinde. Bu rölelerin açma ve kapatma değerleri ayarlanabildiği için birçok uygulama alanından bir tanesi, motor yol vericisi gibi hızlandırma kademelerini kontrol etmektir. Daha büyük motorlar ve yükler için hızlandırma kademesini arttırmak için ek röleler ve dirençler kullanılabilir. Ek röleler, motor hızlanırken uygun zamanlarda dirençleri devreden çıkaracak şekilde ayalanmalıdır. 7.3.2. İkaz Hızlandırma Rölesi İkaz hızlandırma rölesi yada tam ikaz rölesi, ayarlanabilir hızlı motorları kontrol etmek için yol vericilerle birlikte kullanılır. Bu tip röleler ,yol verme süresince tam ikaz sağlarlar ve ani hı değişikliklerinde endüvi akımını sınırlan- dırırlar.İkaz hızlandırma rölesinin bobini,motor endüvisi ile seri bağlanır. Kalkınma anında bir akım darbesi oluştuğunda yada ani bir hız artışı,aşırı bir endüvi akımına neden olduğunda bu röle kontaklarını kapatır. Kapanan kontaklar şönt ikaz reostasını devreden çıkarır. Yol verme sırasında tam şönt ikaz akımı sağlanır ve hız değişiklikleri sırasında aşırı endüvi akımları önlenir. 7.3.3. İkaz Kesilme Rölesi : İkaz Kesilme rölesi tek kutuplu bir kontrol rölesidir. Rölenin kontakları, ana kontaktörün kontrol devresine bağlanır. Rölenin bobini iseşönt ikaz sargısına seri bağlanır. Şönt ikaz akımı kesilirse röle bobininin enerjisi kesilir ve röle kontakları, motor yol verici devresini açarak motoru besleme hatından ayırır. İkaz kesilme rölesi,
ikaz devresi kaza ile açıldığında motor hızının aşırı artması- nı önlemek amacıyla yol vericiye eklenebilen bir güvenlik elemanıdır.
7.4 Dört Hızlı, İki Sargılı (Değişken Kutuplu) Motor Denetleyicileri Dört Hızlı, değişken kutuplu sincap kafesli motorlar, bağlantısı değiştirile- bilen iki adet sargıya ve her bir sargı için iki değişik hıza sahiptir. Standart yol vericiler genellikle, herhangi bir hızla yada düşük hızdan yüksek hıza değiştirerek bir motoru başlatabilir. Bir yüksek hızdan düşük hıza geçiş yapma- dan önce, durdurma butonuna basılmalıdır. Bu düzenek, yüksek hızda çalışan bir motorun düşük hızda çalışacak şekilde bağlanmasıyla oluşan aşırı hat akımından ve darbe etkisinden motoru ve çalıştırılan makinayı korur. 7.4.1. Zorlama Röleleri Standart yol vericilerde zorlama röleleri bulunmaz. Bu röleler
motorun, en düşük hızla çalışmaya başlamasını yada hızlanmanın kademeli olarak yapılmasını sağlar. Bununla birlikte ,kullanılan motor tipi yada çalıştırılan yükün karakteris- tiği, özel bir çalıştırma sırası gerektiriyorsa, istenen çalışmayı sağlayan 3 çeşit röle bulunmaktadır. Zorlama Röleleri kullanıldığında,yüksek hız seçilmeden önce motorun düşük hızla çalıştırılması gerekmektedir. Motor sadece düşük hız butonuna çalıştırılabilir. Başka bir butona basılırsa hiçbir şey olmayacaktır. Bu düzenek, motorun ilk olarak yükü sadece düşük hızla hareket ettirmesini sağlar. Yüksek hızdan düşük hıza bir geçiş yapılmadan önce stop butonuna basılması gerekir. 7.4.2. Hızlandırma Röleleri Yol verici, bir hızlandırma rölesiyle donatılmışsa en son hız, basılan buton tarafından belirlenir. Motor, önce düşük hızla çalışır ve sonra seçilen hıza ulaşıncaya kadar otomatik olarak ard arda hız kademe ile hızlandırılır. Herbir hız değişikliğinde belirli bir zaman aralığı geçmelidir. Her bir zaman aralığı, bağımsız zaman röleleriyle sağlanır. Yüksek hızdan düşük hıza bir geçiş yapılmadan önce stop butonuna basılması gerekir. 7.4.3. Yavaţlatma Röleleri Çalışma şekli olarak Hızlandırma rölelerine benzer. Aralarındaki fark, bu rölelerin yüksek hızdan düşük hıza kademeli bir yavaşlatma kontrolü sağlaması- dır. Yüksek bir hızdan düşük bir hıza geçiş yapıldığında, motor ve çalıştırılan makina çok büyük gerilme kuvvetleri oluşur ve motor arzu edilen hıza düşemez. Motor yavaşlarken, hız geçişleri arasında belirli bir zaman aralığı sağlanırsa bu tip gerilmeler önlenir. Üç iletkenli itmeli buton devresi ve yavaşlatma röleleri kullanarak, uygun butona basılarak motorun çalıştığı hızdan daha düşük herhangi bir hızı seçmek mümkündür. Bu butona bir kez basıldığında, yüksek hızda motoru çalıştıran kon- taktörün enerjisi kesilir ve zaman röleleri enerjilenir.Ayarlı bir zaman aralığıdan sonra zaman röleleri, motoru düşük hızla çalıştıran kontaktörü enerjiler. Düşük hızlar ard arda seçilirken, yüksek hız sargısını ayırma ve düşük hız sargısını bağlama arasındaki geçiş zamanında bir artış bulunmaktadır. Basınç anahtarları ve seviye anahtaları gibi kontrol elemanları, motorları çeşitli hızlarda kontrol etmek amacıyla kullanıldığında
yavaşlatma röleleri de kullanılmalıdır. Sadece motor üreticileri bu tür uygulamalara uygun olduğunu ve yavaşlatma rölelerinin gerekli olmadığını bildirdikleri zaman bu röleler kullanıl- mayabilir.
7.5. Rotoru Sargılı Motorları Frekans Rölesi Kullanarak Otomatik Hızlandırma Sabit geciktirmeli zamanlayıcılar yada dengeleyici zamanlayıcılar, rotoru sargılı motorların hızlandırmasını kontrol etmek için kullanılabilir. Genellikle havalı yada statik rölelerden meydana gelen sabit geciktirmeli zamanlayıcılar en büyük yük akımına göre ayalanır ve yük değişmişse de aynı ayarda kalır. Dengeleyici zamanlayıcıların çalışması, uygulanan yüke bağlıdır. Diğer bir ifade ile motorun, hafif yükte daha çabuk ve fazla yükte daha yavaş hızlanmasına izin verilir. Frekans röleleri, dengeleyici zamanlayıcıların bir çeşididir. Bu röleler elektriksel rezonans prensibine göre çalışır.
Şekilde,itmeli butonlarla çalıştırılan basit bir frekans röle sistemi görülmektedir. Bu sistem, paralel bağlı iki kontaktör bobini (A ve B) ile B bobinine seri bağlı bir kondansatörden oluşmuştur. Bu bağlantıyla 3 kademeli otomatik hızlandırma gerçeklettirilir. Motor çalıştırıldığı anda, A ve B bobinlerinin uçlarında tam gerilim endüklenir ve bu nedenle de normalde kapalı A ve B kontakları açılır. Bu durumda motorun sekonderine dirençlerin tamamı bağlanmıştır. Motor hızlandıkça sekonder frekası azalır. Frekansın azalması, B bobininin paletini bırakarak B kontaklarını kapatmasına ve rotor devresi direncini azaltarak motorun hızlan- masını sürdürmesine neden olur. Kondansatörün direnci, alternatif akımın direncine bağlıdır. Motorun hızlanması arttıkça A bobini de paletini bırakarak A kontaklarını kapatır ve motor daha fazla hızlanır. Normalde kapalı kontaklar kullanıldığı için motorun sekonderi tam olarak kısa devre edilemez. Sekonder tam olarak kısa devre edilebilmiş olsaydı ,elektronlar en az direnç olan yoldan akacak ve motorun ilk çalıştırılması anında A ve B bobinlerine hiç enerji uygulanamayacaktı. Frekans röleleri, bir çok üstünlüğe sahiptir ; • Pozitif tepki • Frekans, rezonans değerin altına düşerken çalışma akımı da hızla düşer • Bu tip röleler bir rezonans devresiyle çalıştıkları için doğrulukları
sürek- lidir • Devresi basittir • Çevre değişiklikleri ve besleme gerilimi dalgalanmaları röleyi etkilemez • Motor yükündeki artış, yol alma zamanını arttırır. 7.6. Motor Kilitleme Rölesi Motor Kilitleme rölesi, motorun yol alma devresi enerjilenmedikçe anahtar kontaklarının kapanmasını önleyen mekaniksel parçalara sahiptir. Güvenlik özelliği, motor mili kaza ile dönerse ani durdurma anahtarının kontaklarının kapanmaması ve motoru çalıştırmamasını sağlar. Kilitleme röleleri, çalışanları, makinayı ve işlenen ürünü korumak için devrelerin standart isteklerine cevap vermelidir.
7.6.1. Zaman Rölesi Kullanarak Ani Durdurma Bu kontrol devresi motorun yük şartlarındaki değişiklikleri dengelemez. Şekildeki devre, zamanlayıcı bir defa ayarlandıktan sonra sabit yük durumu için kullakılabilir. Motor normal çalışırken A’daki olağandışı durum,durdurma anahtarına ani olarak basılır ve normalde açık kontak devresi tamamlanamazsa motor frensiz duracaktır. Olağandışı durum durdurma butonuna, normalde açık devresini tamamlayacak şekilde basılırsa kapalı TD ve R kontakları üzerinden S kontaktörü enerjilenir. S kontaktörü kapanır ve motora ters tork uygulayacak şekilde motoru yeniden bağlar.Röle bobininin enerjisi kesildiğinde TD kontağının açılması geciktirilebilir. Zaman gecikmesi, motor milinin hızı sıfıra geldiği ya da yaklaştığı bir noktada TD kontağını açacak şekilde ayarlanır.
8. Reaktif Güç Kontrol Rölesi Reaktif Güç Kontrol Rölesi, ţönt kapasitö rlerle otomatik reaktif güç kompanzasyonu yapılan tesislerde, çeşitli yük durumlarımda gerekli sayıda kondansatör grubunu devrede bulundurmak, güç katsayısını ayar edilen değerde tutmak için kullanılmaktadır. Röleler, sahip olduğu kademe sayısına bağlı olarak (2 kademeden 10 kademeye kadar) 7 ayrı tipten oluşmaktadır. Üzerindeki dijital Cos metre sayesinde, kompanze edilen sistemin güç katsayısı izlenebilir. Rölenin mikroişlemci denetimli olan anahtarlama mantığı, kondansatör gruplarının gereksiz yere devreye girip çıkmasını önlediği gibi, sahip olduğu “dönerli sistem” ile tüm kondansatör gruplarının zaman içinde eşit sayıda kulla- nılmasını sağlar. Çalışma İlkesi : Röle şekilde görüldüğü gibi 5 ana üniteden oluşmaktadır ;
• • • • •
Ölçme ve Karşılaştırma Anahtarlama Aşırı ve Düşük Gerilim Duyucuları Faz Açısı Ölçme ve Yön Belirleme Mikroiţlemci
8.1. Ölçme ve Karşılaştırma Ünitesi Bu ünite tesisin reaktif gücünü sürekli ölçmekte ve rölenin ayar değerleri ile karşılaştırmaktadır. Rölenin ön panelinde bulunan “C/k” ve “Cos Q” ayar düğmeleri bu üniteye aittir. a) C/k Ayarı “C/k” Ayarı ile kompanze edilmemiş bölgenin (yani kondansatör devreye sokma değeri ile kondansatör devreden çıkarma değeri arasında kalan bölgede) genişliği ayarlanmaktadır. Bu nedenle ayarın çok iyi yapılması gerekmektedir. C/k değeri gerekenden büyük bir değere ayarlanırsa, röle sağırlaşacağından iyi bir kompanzasyon sağlanamayacaktır. Tersi durumda ise röle çok fazla hassaslaşacağından kondansatör grupları gereksiz yere devreye girip çıkacak, sistem salınıma geçecektir. C/k ayarı 0.05 ile 1.2 arasında kesintisiz olarak ayalanabilmektedir. Bu orantıda “C” birinci kademedeki kondansatörün kVAr cinsinden değeri, “k” ise kullanılan akım trafosunun dönüştürme oranıdır. Gerekli C/k ayarı her ne kadar tablodan alınmakta ise de, bazen trafolar güçlerinin çok altıda çalıştırıldığından veya örneğin 400/5 A. akım trafosu konması gereken tesise, ülkemizde sık rastlandığı gibi 600/5 A.gibi yanlış seçilmiş bir akım trafosu konulduğundan kompanzasyon tam yapılmamaktadır. Bu durumda alet üzerinde yer alan Cos Q metrenin gösterdiği değerin indüktif 0.9-1 olacak şekilde C/k ayarı ile düzeltma yapılmalıdır. Eğer çekilen enerjisi çok az ise röle sağırlaşacağı için C/k tablodakinin altında bir değerde olmaktadır. Mesela 1. kademe 20 kVAr,akım trafosu da 600/5 ise ve sistemin yükü de 60 kW yani 120 A ise röle C/k ayarı 0.17 değil, Cos Q okuyucusundan 0.9-0.95’e göre ayarlanır ve 0.05 olduğu görülür. Tasarımda alınan tedbirle şebeke gerilimine bağlı olarak kompanze edilme- miş bölgenin genişliği kendiliğinden genişlemekte veya daralmaktadır. b) Cos Q Ayarı :
Cos Q ayarı 0.80 ile1.00 arasında kesintisiz olarak yapılabilmektedir. Bu ayar ile, “C/k” ayarı ile seçilen kompanze edilmemiş bölgenin orta noktasının hangi Cos Q değerine karşılık olacağı belirlenmektedir. Sistemin güç katsayısı ortalama hangi değerde tutulmak isteniyorsa Cos Q ayar düğmesi o değere getirilmelidir.
c) Sinyaller Tesisin çektiği reaktif güç, ayar edilen değerden fazla olduğunda rölenin ön panelindeki “Kompanzasyon Düşük” sinyali yanar. Bu durmda mikroişlemciye ‘kondansatör al’ komutu gider. Bu sinyali alan mikroişlemci ‘son çıkan son girer ’ kuralına uyarak sırası gelen grubu devreye almak üzere anahtarlama ünitesine sinyal gönderir. Kompanzasyon tamamlanmadığı sürece “Kompanzasyon Düşük” sinyali mikroişlemciye gidecek, o da 15 sn. aralıkla sırası gelen kondansatör gruplarını devreye almak üzere anahtarlama ünitesine komut göndermeye devam edecektir. Gerektiği kadar kondansatör grubu devreye alındığında “Kompanzasyon Normal” sinyali yanacaktır. Tesisin çektiği reaktif enerji azalıp ta kondansatör grubu miktarı gerekenden fazla olduğunda “Kompanzasyon Aşırı” sinyali yanacaktır. Bu durum- da mikroişlemciye ‘kondansatör çıkar ’ komutu gider. Bu komutu alan mikroiş- lemci ‘ilk giren ilk çıkar ’ kuralına uyarak sırası gelen kondasatör grubunu devre- den çıkarmak üzere anahtarlama ünitesine sinyal gönderir. Bu sinyal gönderme 15 sn. aralıklarla gereken miktarda kondansatör grubu devreden çıkarılıncaya kadar devam eder. Denge kurulduğunda tekrar “Kompanzasyon Normal” sinyali yanar. 8.2. Anahtarlama Ünitesi Mikroişlemciden gelen sinyallere göre anahtarlama ünitesindeki IEC ce VDE standartlarına uygun 250 V, 10 A kontak kapasiteli yardımcı röleler ile kondansatör gruplarını devreye alacak kontaktörler enerjilenir veya enerjisi kesilir. 1:2:2… sistemine göre kondansatör seçimi yapıldığında 1. Grup kondansatör, diğer kondansatör gruplarının yarı büyüklüğünde olduğundan her kondansatör ihtiyacında (eğer devrede değilse) önce 1.grup devreye alınarak ihtiyacın karşılanmasına çalışılır. (İhtiyaç devam ediyorsa ‘son çıkan son girer ’ kuralına uygun olarak sırası gelen kondansatör gruplarının 15 sn. aralıklarla devreden çıkarılmasına devam edilir. 1.Grup, her kondansatör ihtiyacında veya fazlalığında öncelikle devreden alındığı veya çıkarıldığı için kondansatörlerin muhtemelen arızalı olabilecek deşarj dirençlerine güvenmeksizin tekrar devreye alınmadan önce yeterince deşarj olmalarını sağlamak amacıyla bu grup devreye alınmadan önce her defasında 30 sn. beklenir.
8.3. Aşırı ve Düşük Gerilim Koruması a)Aşırı Gerilim Koruması Şebeke geriliminin çok yükselmesi halinde, kondansatörlerin aşırı gerilim nedeni ile arızalanma yada ömürlerinin kısalmasını önlemek için cihaz içinde bir aşırı gerilim koruması bulunur. Şebeke gerilimi 1.15 U N değerini 2 sn.den daha uzun bir zaman aştığında mikroişlemci ünitesi anahtarlama ünitesine “bütün grupları devreden çıkar” komutu verir. Aşırı gerilim devam ettiği sürece ön panelde “Aşırı gerilim” sinyali yanacak ve bu arada gerekse bile hiçbir kondan- satör grubu devreye alınmayacaktır. Ţebeke gerilimi normale döndükten (1.1 U N ’ in altına düşdükten) sonra “Aşırı gerilim” sinyali 1 dk. Süreyle yanmaya devam edecek ve röle bu süre için- de gerekse bile kondansatör devreye almayacaktır. Ancak bu 1dk.lık sürenin tamamlanmasından sonra röle, kaldığı yerden kondansatör grubu anahtarlamaya devam edcektir. Cihazın enerjisi kesilmediği sürece mikroişlemci, kondansatör gruplarının sırasını belleğinde saklamaktadır. b) Düşük Gerilim Koruması Genellikle reaktif güç kontrol röleleri, herhangi bir önlem alınmazsa, 1-2 sn’lik veya kısa süreli gerilim kesilmelerinde veya çok büyük gerilim düşmelerinde kontaktörler açılıp kondansatörleri devre dışı yaptığı halde,röle içindeki filtre kondansatörlerinin henüz boşalmaması nedeni ile reset olmamakta, 1-2 sn. sonra gerilim tekrar geldiğinde ,gerilim kesilmeden önce kaç grup devrede ise tekrar aynı grupları devreye almaktadır. Kondansatör grupları henüz 1-2 sn. önce devre dışı olduklarından,deşarj olmadan tekrar gerilim uygulandığı için bir anda kondansatörlerin uçlarında nominal gerilimin 2 katına varabilecek değerde bir gerilim oluşabilmektedir. Bu durum gerek kondansatörlerin,gerek tesisi besleyen trafonun, gerekse tesisin beslediği techizatın arızalanmasına neden olabilmektedir Böyle bir durumu önlemek için rölenin içinde bir düşük gerilim koruması (sıfır gerilim sistemi) bulunur. Röle, şebeke gerilimi 170 V’un altına düştüğünde veya 100 ms’lik kesintilerde bile reset olarak, devredeki bütün kondansatörleri devre dışı bırakır. Şebeke normale döndüğünde röle, kondasatör ihtiyacı varsa 30 sn’lik beklemeden sonra önce 1.Grup daha sonra gerekiyorsa 15 sn. aralıklarla diğer grupları devreye alacaktır.
8.4. Faz Açısı Ölçme ve Yön Belirleme Ünitesi Blok şemada görüldüğü gibi rölenin çalışabilmesi için gerekli olan aynı fazın gerilim ve akım bilgileri aynı zamanda faz açısı ölçme ve yön belirleme ünitesine gelmektedir. Bu ünite ve mikroişlemci denetiminde 320 msn’lik bir periyot içerisinde bir taraftan faz açısı arka arkaya 16 defa ölçülmekte ve bu ölçümlerin periyot sonunda ortalaması alınmakta,diğer taraftan da yön belirlemektedir. 320 msn’lik periyot sonunda bulunan faz açısının karşılığı olan CosQ değeri mikroişlemci tarafından bellek ünitesinden bulunarak 3 basamaklı olarak ışıklı dijital göstergeye aktarılmaktadır. Bu arada akım veya gerilimden hangisinin önde olduğuna göre “IND” veya “CAP” ledlerinden biri yanmaktadır. “CAP” ve “IND” lambalarının ikisinin de birden yanmadığı zaman yük tamamen rezistiftir. Röleden geçen akım 200 mA’ den az olması veya tamamen kesilmesi durumunda CosQ metre ünitesi “1.00” olara sabit bir değer göstere- cektir. Bu durumda ölçülecek CosQ hatalı olabileceğinden, rölenin hatalı bir değer yerine uyarıcı sabit bir değeri göstermesi programlanmıştır.
8.5. Mikroişlemci Mikroişlemci, ünitelerden gelen bilgilerle rölenin tüm fonksiyonlarını denetler. Kondansatör ihtiyacı veya fazlalığı doğduğunda “ilk giren ilk çıkar ve son çıkan son girer” kuralına uygun olarak anahtarlama ve sinyal ünitelerine gerekli komutları verir. Aşırı ve düşük gerilim şartlarında anahtarlama komutla- rını verir. CosQ ölçümünü ve yön tayinini denetler. Röle bağlantısında polarite hatası olduğunda göstergede “0.00” göstererek uyarır.
Kaynaklar : •Elektrobank- Zafer Ürgüplü, Ankara 1997 •Elektrik Motorları Kontrolü- Walter N.Alerich M.Gökbulut) •Elektrik Bilgi-İşlem-Adnan Peşint, MEB İstanbul 1980 •TEK Dergisi- Ekim 1992
(Çeviren:
Özgeçmiş : Ocak-1974 yılında Almanya’nın Lübeck kentinde doğdum. İlk öğrenimimi orada tamamladıktan sonra 1984’te Türkiye’ye geldim. Orta ve Lise öğrenimimi memleketim olan Denizli’de tamamladım. 1992 yılında Yıldız Üniv. Kocaeli Müh. Fak. Elektrik Müh. Bölümünü kazandım ve şu anda okulu bitirme aşamasındayım.