DPS GUC DAGITIM SISTEMI
- BÖLÜM 4
DPS sistemi icerisinde onemli bir yeri olan guc dagitim sistemini konu basliklari altinda detayli olarak anlatmaya calisacagim.
- Güç dağıtım sistemi (Ana Tahrik Sistemi),
- Bus Tie çalışma prensibi,
- DP güç tüketim ekranı,
- Anlık olarak sistem durum analizi (DP Class Consequences Analyzes),
- Kesintisiz güç kaynağı (UPS),
- DP güç izleme ve koruma fonksiyonu (Blackout).
4.1 GÜÇ DAĞITIM SİSTEMİ (ANA TAHRİK SİSTEMİ)
Güç dağıtım ekranı, ana tahrik sistemi güç dağıtımının K-Pos DP sistemi tarafından değerlendirilen görüntüsüdür. Burada asıl güç dağıtım sistemin tüm elemanları ve detayları değil sadece K-Pos DP sistemi ile olan ara yüzlerden gönderilen verilere bağlı olarak bilgiler gösterilir (bu ekranda güç dağıtım sisteminin tüm detayları yer almaz sadece DKS’yi ilgilendiren bilgiler yer alır).
Normal şartlarda, K-Pos DP sistemine güç dağıtım sisteminden (ana kuvvet, ana tahrik sistemi güç dağıtımı) gelen veriler:
● Her bir ana jeneratör tarafından üretilen güç.
● Jeneratörlerin irtibatlandırıldığı tevzi tabloları (switcboard).
● Tevzi tablolarının bağlantıları.
● İticilerin tevzi tablolarına bağlantıları.
İticilerin çektiği akım (kullandığı güç) direk olarak ölçülebileceği gibi iticilerden gelen geri besleme mesajları kullanılarak da hesaplanabilir.
Geminin konfigürasyonuna bağlı olarak (ana makine sayısı, jeneratör sayısı, iticilerin sayısı ve konumu, tevzi tablolarının durumu vb.) güç dağıtım ekranı farklılık gösterebilir. Aşağıda örnek bir güç dağıtım ekranı gösterilmiştir.
Güç dağıtım (Power) ekranında yer alan semboller ve açıklamaları detaylı olarak aşağıdaki tabloda gösterilmiştir.
4.2 GÜÇ DAĞITIM PRENSİBLERİ
• DP’li bir gemi üzerindeki güç dağıtımı, yedek sistemlerin kullanılabileceği şekilde yapılmalıdır. (sistem tek bir hatanın etkisine dayanabilmelidir)
• Tüm jeneratörlerde yakıt, soğutma, yağlama gibi bağımsız servisler bulunur.
• Yedekleme sağlamak için güç dağıtımı için en az iki ana pano ve bir acil durum panosu kullanılır.
• Ekipman, ana dağıtım panellerine en büyük yedeği kullanabilecek şekilde bağlanır (yani en az bir Bus: bir ileri itici, bir arka itici, bir pervane).
• Her ekipman, panodaki sistemdeki olası herhangi bir kısa devreyi koruyan otomatik bir devre kesici ile donatılmıştır.
• İki ana pano (veri yolu), aralarında güç alışverişini sağlayan BUS TIE adlı bir devre kesici anahtar ile bağlanabilir.
• DP işlemlerinde Bus Tie normalde ayrılır. (BUS TIE OPEN) Bu veriyolunda meydana gelen arızaların diğerine yayılmasını önler ama tamamen karartmaya (Blackout) neden olabilir.
• Bus Tie Close bağlantısı ile çalışmak daha ekonomiktir ve gücü daha verimli kullanmanıza izin verir, ancak tek Bus arızasının acil duruma yol açma riski vardır.
4.3 DP BUS TIE ÇALIŞMA PRENSİBİ
BUS TIE CLOSED: Seçili kontrol kutusu kapalı
Thr 3 can be connected to BUS 1 or BUS 2 (at the moment on BUS 1): 3 numaralı itici seçili kontrol kutusu 1 veya seçili kontrol kutusu 2’ye bağlanılabilir. (Şuan seçili kontrol kutusu 1’e bağlıdır.)
Seçili Kontrol Kutusu Kapalı Operasyonlar (Bus Tie Close):
• Busbar ortak hale gelir, tüm aktif jeneratörler tüm tüketiciler için çalışır.
• Herhangi bir alternatörün sadece bir tarafa tahsis edilmesi yerine tüm ağa atanabileceğinden sistem daha esnektir.
• Ağ daha ekonomik işletiliyorsa; döndürme rezervi için genel olarak daha az alternatör gereklidir.
• Bir alternatörün arızalanmasından sonra normalde yük atma gerekli değildir.
• Şebeke aşırı ve düşük regülatör veya Voltaj regülatörü gibi kontrol arızalarının etkilerine karşı daha az savunmasızdır.
• Alternatörler sırayla çalıştırılabilir, böylece çalışma saatleri daha düşüktür ve bakım gereksinimi azalır ve genellikle bir diğeri makine bakımı için her zaman hazırdır.
• Bir büyük dezavantajı, toplam güç kaybına neden olan tek noktalı bir arıza riski vardır.
Seçili Kontrol Kutusu Açık Operasyonlar (Bus Tie Open):
• Santralin iki bölümü bağımsız hale gelir.
• Toplam güç kaybına neden olan tek noktalı bir arıza riski yoktur.
• Bununla birlikte, aşırı yük atma sırasında kartın bir tarafının kaybedildiği arıza modu vardır.
• DP sistemi, kartın seçili tarafında kalan iticilerden daha fazla güç verir ve bu da aşırı yüklenmeden dolayı hataya neden olabilir. Etkin bir güç yönetim sistemi buna karşı koruma sağlamalıdır.
• Yedek sistemleri karşılamak için artan bir güç gereksinimi olduğundan sistemin çalışması daha az ekonomiktir. Döndürme rezervini (spinning reserve) korumak için daha fazla makine gereklidir.
• Sistemin esnekliği azdır ve tüm alternatörlerde daha fazla çalışma saati ve bakım olacaktır.
• Bir alternatörün arızalanması nedeniyle yüksek düzeyde kısmi kararma (blackout) riski vardır.
• Büyük makinelerin çalıştırılması, tam yük çalışma akımından çok daha büyük olan başlatma akımını gerektirir ve genellikle başlangıç periyotları için seçili kontrol kutusunun (bus tie) bağlanması gerekir.
• Her iki tarafın da dalgalı yükleri olduğunda santral bölümlerinin bağlanması kolay olmaz. Bu durum hatalara ve arızalara sebebiyet verebilir. (Seçili kontrol kutusu bölündüğünde, acil durumlarda yüksek yük olduğu zaman onları bağlama şansı neredeyse yoktur)
NOT
DP Operasyonları çoğunlukla Bus Tie Open posizyonunda yürütülmektedir. Bazı gemilerin Bus Tie Close olarak çalışmasına izin verilir. Geminin dokümantasyonunda, özellikle FMEA’da, operasyonel sınıflar için BusTie durumu tanımlanmalıdır.
4.4 GÜÇ TÜKETİM EKRANI
Güç tüketim ekranından (Power Consumption) aşağıdaki bilgiler alınabilir:
● Bağlı her bir ana kuvvet tevzi tablosundan çekilen yük rakamsal ve grafiksel olarak gösterilir.
● Ana tahrik sisteminde yer alan hangi tevzi tablolarının mevcut durumda bağlantılı olarak kullanıldığı.
● Bağlı her bir tevzi tablosundan alınabilecek azami güç miktarı (çekilebilecek yük).
Bu ekran görüntüsü dinamik bir şekilde devamlı olarak güncellenir ve devamlı olarak tevzi tablolarının son durumlarını gösterir. Aşağıda örnek bir ekran görüntüsü verilmiştir.
Aşağıdaki tabloda bu ekranda yer alan semboller ve yazılı karakterlerin açıklamaları detaylı olarak yapılmıştır.
4.5 ANLIK OLARAK SİSTEM DURUM ANALİZİ (DP CLASS CONSEQUENCES ANALYZES)
K-Pos DP sistemi, herhangi önemli bir arıza öncesi olası sonuçlar hakkında kullanıcıyı bilgilendirmek açısından, kendi çalışma durumunu analiz eder ve geminin mevkisini ve pruvasını muhafaza edip edemeyeceğini (ana fonksiyonlarını yerine getirip getiremeyeceğini) kullanıcıya bildirir. Bu analizler, mevcut ve anlık ortam şartları, iticilerin konumları/durumları ve güç tüketimleri değerlendirilerek yapıldığından “anlık-devamlı” (On-line) olarak adlandırılmıştır.
Bu fonksiyon, aynı zamanda IMO Sınıf-2 ve Sınıf-3 isterlerini de karşılar.
Analizler ve kontroller, herhangi bir arıza durumunda (en kötü durum, yedeği olmayan tekli bir sistem arızası) kullanımda olan veya kullanımda kalan iticilerin sistem itki taleplerini karşılayabilecek seviyede itki gücü verip veremeyeceklerini denetler. Şayet elde kalan, kullanılabilecek durumdaki iticilerin ve ana tahrik sistemi elemanlarının verebileceği itki gücü yetersiz olacaksa ve buna bağlı olarak da geminin mevkisinde veya pruvasında bir kayma riski mevcut ise sistem tarafından bir alarm mesajı üretilir.
Geminin itici konfigürasyonuna bağlı olarak yedeği olmayan sistemlerin arızalanması durumunda (en kötü senaryo) oluşabilecek şartlar önceden tanımlanmıştır ve bu durumlar sistem tarafından simüle edilir. Tipik olarak böyle bir durum, gemi ana kuvvet dağıtım panellerinden birinin tamamen elden çıkması, ana makinelerden birinin tamamen elden çıkması veya bir grup iticinin tamamen kullanım dışı kalması olarak örneklendirilebilir. Sistem mevcut şartlara göre durum analizini yapmak için farklı arıza simülasyonları yapar ve kendini bu olumsuz şartlara göre denetler. Analizlerin amacı sistemin yetersiz kalabileceği şartları önceden belirleyip kullanıcıyı uyarmaktır. Bu doğrultuda kullanıcı olası risklere karşı gerekli tedbirleri alabilir (örneğin ilave dizel devreye alır, ilave iticileri kullanıma alır vb).
Çalışma durumu yeterlilik analizleri, her dakikada bir kez aşağıdaki şartlar sağlandığında periyodik olarak yapılır:
● Gemi otomatik mevki kontrol modunda ise (şayet uygun konfigürasyon yapılmış ise başka modlar da geçerli olabilir).
● Ekranda yer alan mevki değeri giriş gösterge panelinde (position setpoint) “PRESENT” (Mevcut mevki) yazıyorsa (otomatik mevki takip modu için).
● Ekranda yer alan pruva değeri giriş gösterge panelinde (heading setpoint) “PRESENT” (Mevcut pruva) yazıyorsa (otomatik mevki takip modu için).
● DP Sınıf-2 veya Sınıf-3 seçili ise.
NOT
Normal şartlarda başlangıç seçimi olarak “DP Online Consequence Analysis” (Çalışma durumu yeterlilik analizleri) fonksiyonu kapalıdır. DP Sınıf-2 veya DP Sınıf-3 manevra/harekat yapılmadan önce “DP Class” iletişim kutusu üzerinde yapılacak manevra/harekat için DP sınıfı tanımlanmalıdır.
DP Sınıf Seçimi:
Çalışma durumu yeterlilik analizinin (DP Online Consequence Analysis) yapılabilmesi için sistemin DP sınıfının 2 ya da 3 olarak seçilmesi gerekir. Bu maksatla “DP Class” iletişim kutusu kullanılır. Bu iletişim kutusu üst çubukta yer alan “Settings (General)” komut butonunun kliklenmesi ile açılan
menüden “DP Class” komutunun kliklenmesi ile açılır.
Burada gerekli seçim yapıldıktan sonra (şayet konfigürasyon yapılmış ise) gösterge panelinde sistemin çalıştığı DP sınıfı gösterilir.
Çalışma durumu yeterlilik analizi (DP Online Consequence Analysis) aktive edildikten sonra, ekranda bir bilgilendirme mesajı gösterilir: “Consequence analysis running class 2” (Çalışma durumu yeterlilik analizi DP Sınıf 2 için yapılıyor) veya “Consequence analysis running clas 3” (Çalışma durumu yeterlilik analizi DP Sınıf 3 için yapılıyor).
Sistem çalışma modu değiştirildiğinde veya “DP Class” iletişim kutusundan “None” (Hiçbiri) seçildiğinde, yeterlilik analizi fonksiyonu durdurulur ve ekrana “Consequence analysis stopped” (Yeterlilik analizi durduruldu) mesajı gelir.
Geminin mevki değiştirmesi veya pruva değiştirmesi esnasında yeterlilik analizi için sistem tarafından oluşturulan hata/arıza simülasyonu geçici olarak durdurulur. Gemi mevki veya pruva değeri tekrar “PRESENT” olduğunda arıza simülasyonu yeniden başlatılır. Geçici olan bu durumlar için uyarı
mesajı gösterilmez.
Sistem tarafından yapılan yeterlilik analizi sonucu bir arıza/hataya bağlı olarak geminin mevki/pruvasının otomatik kontrolü sağlanamayacak ise (ana tahrik sistemi yeterli güç üretemeyecek ise) “Consequence analysis drift off warning” (Yeterlilik analizi sapma uyarısı) alarm mesajı üretilir. Bu alarm mesajından sonra, oluşturulan arıza/hata simülasyonu kapsamında istenilen gücü karşılamakta yetersiz kalınacağı duruma sebep olabilecek birim bir mesaj ile kullanıcıya gösterilir. Bu mesajlara örnekler aşağıda verilmiştir:
● “Power critical if connect-swbd 1 lost” (1 numaralı ana tevzi tablosunun arızalanması durumunda güç kritik seviyeye düşer).
● “Thrust critical if thrusters 1-4 lost” (1-4 numaralı iticilerin arızalanması durumunda itki gücü kritik seviyeye düşer).
● “Thrust critical if port diesel lost” (İskele makinenin arızalanması durumunda itki gücü kritik seviyeye düşer).
Bu mesajlar bir ön uyarıyı ifade eder. Oluşabilecek herhangi bir arıza durumunda (mesajda verilen) itki gücünün yetersiz kalabileceği önceden kullanıcıya bildirilir ve kullanıcının önlem alması (arıza oluştuğunda sistemin idamesi açısından) sağlanır (örneğin daha fazla iticiyi kullanıma alması). Şayet mesaj yeterli güç elde edilemediğini ve gücün kritik seviyede olduğunu bildiriyor ise kullanıcı daha fazla güç sağlayacak önlemleri almalıdır. Alternatif olarak gemi pruvası daha kolay sabitlenebilecek bir değer (rüzgar ve akıntıdan daha az etkilenecek) seçilebilir.
4.6 KESİNTİSİZ GÜÇ KAYNAĞI (UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY)
DKS’de iki adet kesintisiz güç kaynağı kullanılmıştır. Bu sayede gemi AC besleme hattında olabilecek bir sorunda sistemin belirli bir süre çalışması sağlanmıştır. Alt sistemlerin iki KGK tarafından beslenmesiyle de olası bir KGK arızasına karşı önlem alınmıştır.
DKS’de kullanılan kesintisiz güç kaynakları UPS Eaton 380KVA Mk VI modeldir. Giriş voltajındaki kesilmelere karşı sistemi destekleyen KGK’lar aynı zamanda giriş voltajında oluşabilecek gürültü ve müdahale sinyallerine karşı filtre görevi de yaparak sistemi korur.
Giriş voltajındaki kesintilere karşı yaklaşık olarak 30 dakika süre ile sistemin çalışması KGK’lar tarafından sağlanır.
UYARI
Kesintisiz güç kaynakları kendi bataryaları üzerinden enerji üretir. KGK girişi kesilmiş olsa bile çıkışında voltaj olabilir.
KGK, ana süviç, dâhili batarya, voltaj dağıtımı birimi, giriş devresi ve acil durum kapatma süvici devresinden oluşur. KGK’nin genel görünüşü ve elemanlarının yerleşimi aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
KGK’nin Normal Durumda Çalıştırılması
KGK kabineti ön panelinde yer alan S1 ana giriş süvici ON konumuna alındıktan sonra KGK elle başlatılmalıdır. S1 Süvici OFF konumundayken KGK çalıştırılırsa kendi bataryaları üzerinden güç üreterek çıkışına gönderir.
NOT
KGK kapatılmadan önce harici bir ikazla acil durum kapama süvici (ESD) kapalı konuma alınmış ise KGK’nin yeniden devreye alınması için manuel olarak başlatma (Start) butonu kullanılmalıdır.
Giriş voltajı mevcut iken KGK’nin devreye alınması (Normal Çalıştırma İşlemi):
● K2 ESD süvicini ON konumuna alın.
● S2 Atlatma (Bypass) şalterini UPS konumuna alın.
● S1 Ana besleme süvicini ON konumuna alın.
● KGK ön panelinde yer alan “Power” butonuna 2 saniye süre ile basın. Yeşil renkli LED devamlı
yanarak KGK’nin normal çalıştığını gösterecektir.
● KGK ön panelinde yer alan alarm ve göstergeleri kontrol edin, herhangi bir alarm veya uyarı
mevcut ise gereken müdahaleyi yapın.
● Çıkış voltajını kontrol edin, KGK’nin sistemi beslediğini görün.
Harici bir kontrol ile veya manuel olarak acil durum kapama (ESD) süvici kullanılarak KGK devreden çıkartılmış ise KGK’nin yeniden devreye alınması için aşağıdaki işlemleri uygulayın:
● ESD devre kırıcısını (K2 süvici) ON konumuna alın.
● KGK ön panelinde yer alan “Start” butonuna basarak çalıştırın.
4.7 ANA KUVVET GÜÇ İZLEME VE KORUMA FONKSİYONU (BLACKOUT)
Normal şartlarda K-Pos DP sistemi, geminin ana tahrik sistemini besleyen jeneratörler, dizeller ve dağıtım panolarına kumanda etmez (ana tahrik sistemi güç dağıtımı). Bu işlem farklı kontrol birimleri tarafından (örneğin PMS) yapılır. Bununla birlikte K-Pos DP sistemi bu birimlerden aşağıdaki bilgileri alır:
● Ana jeneratör tarafından üretilen güç.
● Jeneratörlerin ve panelleri (switchboard) bağlantı durumları (hangi jeneratörün hangi panele
bağlandığı bilgisi).
● Panellerin birbirlerine bağlantı durumları.
● İticilerin panellere bağlantı durumları.
Bu bilgiler K-Pos DP sistemi tarafından, operatöre bilgi vermek maksadıyla ekranda sergilenmek üzere kullanılır, ayrıca sistemde aşırı yük durumunun (overload) kontrol edilmesi maksadıyla da kullanılır.
Ana kuvvet yük dağıtımı izleme fonksiyonu, (Power load monitoring) her bir dağıtım paneline bağlı yük durumunu izler ve yük dağılımındaki dengesizliği kontrol eder. Aynı zamanda, ana kuvvet güç dağıtım şebekesine bağlı sistemler (örneğin jeneratör) için giriş hatalarını denetler. Bu kontrol sayesinde (herhangi bir hata tespit edilmesi durumunda) sistem iticiler arasında yük paylaşımını yeniden düzenler ve ana kuvvet sisteminin tamamen çökmesi (black out) engellenir.
Ana kuvvet koruma (çökmesini önleme) fonksiyonu, K-Pos DP sisteminde dağıtım panellerine aşırı yük binmesini önleyecek en son emniyet tedbiridir. Sistemde yer alan bazı fonksiyonlar dengeli yük dağıtımına bağlı olarak iticilere gönderilen itki taleplerinin çok üzerinde itki talebi oluşmasına sebep olabilir, bu durumda dikkatli bir şekilde düzenleme ve kontrol yapılmazsa (ana kuvvet çökmesini önleyen fonksiyon tarafından) aşırı yük durumu oluşabilir. Sistemde yer alan çökme önleme fonksiyonu (Blackout prevention), kabul edilebilir ortalama değerlerin üzerinde bir yük bindirecek itki talebini düşürür. Bu azaltma seviyesi belirlenirken her bir iticinin normal çalışma gücü dikkate alınır ve iticiler arasında düzenli bir yük paylaşımı sağlanır.
Ana kuvvet çökme önleme fonksiyonu, normal ve düzgün şekilde çalışan bir güç kaynağının (dizel-jeneratör-dağıtım paneli) sadece aşırı yüklenmesine yol açacak itki taleplerini sınırlar. Bu fonksiyon herhangi bir jeneratörün devreden çıkmasından kaynaklanacak çökmeleri önleyemez.
Ana kuvvet yük dağıtımı izleme ve ana kuvvet çökmesini önleyen fonksiyonu aşağıdaki standart ana kuvvet konfigürasyonlarını kapsar:
● İticileri/pervaneleri besleyen dizel jeneratörler,
● İticileri süren şaft jeneratörleri,
● Şaft jeneratörleri ve dizel-jeneratörlerden oluşmuş kombine sistemleri.
Bu fonksiyon, gemi ana tahrik kontrol sistemini destekleyici bir fonksiyondur. Normal şartlarda aşırı yük durumunda ana tahrik sistemi kendini korumak için yük azaltacaktır. K-Pos DP sisteminde yer alan (koruma maksatlı) itici yük azaltma fonksiyonu için belirlenen limit değerler (kriterler), ana kuvvet sisteminin kendi emniyet tedbirleri için belirlenen limit değerlerden daha düşük olmalıdır. Ana tahrik sistemi yük izleme fonksiyonu ve ana kuvvet çökme önleme fonksiyonu K-Pos DP sisteminin tüm çalışma modlarında aktiftir. Bu fonksiyonların (ana kuvvet izleme ve koruma) çalışması aşağıdaki şekilde grafiksel olarak gösterilmiştir.
Ana kuvvet koruma (çökme önleme ve yük dağıtım) fonksiyonunun aşağıdaki özellikleri mevcuttur:
● Jeneratör Yük Sınırlama (Generator Load Limitation): Bir dağıtım panosundaki çarpık/düzensiz yük dağıtımına bağlı olarak aşırı yüklenen jeneratör için yük sınırlaması yapar. Bu fonksiyon, söz konusu dağıtım panosundan beslenen iticilerin Yük/RPM/itki talebi/piç açısını otomatik olarak düşürerek bu panoyu besleyen aşırı yüklü jeneratörün nominal yük değerlerinedüşmesini sağlar.
● Ana Makine (Dizel) Yük Sınırlaması: Herhangi bir şafta veya jeneratöre bağlı ana makinenin yük durumunu takip eder. Herhangi bir ana makine (dizel) aşırı yüklenirse, o dizelden beslenen itici/pervanelerin piç açısını söz konusu dizel makine nominal yük değerlerine düşene kadar azaltır. Bu fonksiyonun çalışabilmesi için dizel makine ile K-Pos DP sistemi arasında bir arayüz (bağlantı/veri transferi) olması gerekir.
● Ana Makine (Dizel) Yük Durumunun İzlenmesi: Pervane veya iticiyi süren her bir ana makinenin yük durumu takip edilir (yakıt sarfiyatı). Bu fonksiyonun çalışabilmesi için ana makine yakıt sarfiyatı kontrol sistemi ile DKS arasında bir arayüz olması gerekir. Bu fonksiyon sadece izleme/gösterme amaçlı olup otomatik olarak yük azaltma işlemi yapmaz.
● İtici Yük Durumu İzleme Fonksiyonu (Akım/Güç): Her bir itici motorunun çektiği yükü ve akımı takip eder. Bu fonksiyonun çalışabilmesi için itici motoru akım/güç izleme devresi ile DKS arasında bir arayüz bağlantısı olmalıdır.
DPS Guc Yonetim Sistemi ile ilgili olarak anlatmak istediklerim bunlardan ibarettir. DP operatoru icin bu bilgilerin bilinmesi onem arz etmektedir. Ozellikle DP Temel ve ileri kurs similasyon egitim sinavlarinda bu konulara hakim oldugunuz zaman rahatlikla sinavlarda basarili olacaginiza inaniyorum.
HAZIRLAYAN
ÇAĞLAR ASLAN
UZAKYOL 2. KAPTAN
(5)
