Bara Diferansiyel Koruması (ANSI 87B): Yüksek Empedans vs Sayısal Düşük Empedans

Yüksek gerilim trafo merkezlerinde harici stabilizasyon dirençli yüksek empedans diferansiyel koruma ile CT doyumuna bağışık dağıtık sayısal düşük empedans mima

1. Bara Arızalarının Kritikliği

Trafo merkezi barasındaki bir kısa devre tüm besleme fiderlerinin eşzamanlı katkısıyla şebekenin en yüksek arıza akımını doğurur (I_k'' = 40 - 63 kA). Hücre yapısının mekanik tahribatını önlemek için açma süresi ultra hızlı olmalıdır (<15 - 25 ms). Buna karşılık, harici fider arızalarında yanlış açmaya karşı kesin bağışıklık şarttır.

2. Yüksek Empedans ve Dağıtık Sayısal Düşük Empedans

Kriter	Yüksek Empedans Diferansiyel (87B)	Sayısal Dağıtık Düşük Empedans (87B)
CT Gereksinimi	Tüm CT'ler aynı oran, düşük sekonder direnç, yüksek Vk olmalı	Farklı oranlı CT'ler ve standart 5P20 nüveler kullanılabilir
Kablolama	Tüm fider CT'lerinden merkezi panoya paralel bakır kablolar	Fider hücresindeki Bay Unit'ler akımı sayısallaştırır; fiber optik hat
CT Doyum Güvenliği	Harici seri stabilizasyon direnci (R_stab) ve Metrosil varistör	Gelişmiş yönlü faz karşılaştırma ve dalgacık algoritmaları
Bara Değişimi	Ayırıcı yardımcı kontaklarıyla karmaşık akım anahtarlama	Yazılımsal dinamik bölge eşleme
Kesici Arızası (50BF)	Harici ayrı röleler gerektirir	Entegre 50BF ve yedek bara açtırma mantığı

Yüksek empedans korumasında stabilizasyon gerilimi hesabı:

V_stab = I_f,max · (N_s) / (N_p) · (R_ct + 2 · R_lead) [Volt]

Harici stabilizasyon direnci: R_stab = (V_stab) / (I_set) - R_relay.

3. Metrosil Gerilim Sınırlayıcı Varistörler

İç bara arızasında doymuş CT'lerin diferansiyel devreye bastığı akım röle klemenslerinde tehlikeli tepe gerilimleri (>5 - 10 kV) üretebilir. Diferansiyel devreye paralel bağlanan silikon karbür Metrosil varistör pik gerilimleri güvenli şekilde 1500 V altına sınırlar.

4. Uygulama Tavsiyeleri

Tek baralı sanayi merkezlerinde yüksek empedans diferansiyel; güvenilirliği, maliyeti ve şeffaf matematiğiyle mükemmel bir tercihtir.
Çift baralı, transfer baralı veya 1.5 kesicili iletim merkezlerinde (110 kV - 400 kV) IEC 60255-187-1 uyumlu dağıtık sayısal düşük empedans sistemleri tercih edilmelidir.
Kesici Arıza Korumasını (ANSI 50BF) 100-150 ms gecikmeyle bara koruma rölesine entegre edin.

*Kaynak: IEC 60255-187-1:2021; IEEE C37.234-2020; CIGRE TB 824.*