İsmail Atilla  
Teknik Satış Destek Müdürü  
Aktif Elektroteknik

Petrol ve Gaz üretim tesislerinde OG-AG elektrik dağıtımının nasıl yapıldığına değinip, parlayıcı ve yanıcı gazların bulunduğu ortamlarda elektrik dağıtımı ve aydınlatma sistemlerinde kullanılan ekipmanları inceleyelim. Bu bildiride hava yalıtımlı MCC ve elektrik dağıtım panolarının yanıcı ve parlayıcı gazların bulunduğu ortamlarda tasarım esaslarının elektrik mühendislerine sunulması esas alınmıştır.

1. GİRİŞ

Petrol Gaz sektöründe elektrik dağıtımı OG ve AG seviyesinden yapılmaktadır. Kullanılmakta olan at başı pompalara alternatif olarak, elektrik ile sürülen pompalar vasıtasıyla ham petrol yeraltından çıkartılmaktadır. Elektrikli pompalar güçlerine bağlı olarak OG ve AG seviyesinden elektrik tüketebilmektedirler. Ayrıca ham petrolün çıkartıldıktan sonra içersinde bulunan su ve diğer materyallerden ayrıştırılması için içersine belirli dozlarda kimyasallar katılmaktadır, bu sistem için de MCC panolarından AG seviyesinden enerji tüketilmektedir. OG ve AG dağıtımı yapılan ortamlarda hava iletkenliği yalıtım açısından sorun olduğundan elektrik kaynaklı patlamaları engelleyecek “exproof system” dağıtım köşkleri tasarımı yapılmalıdır. Dağıtım köşkünü oluşturan tüm odaların ısıtma ve soğutması HVAC sistemi ile yapılıp yanıcı ve parlayıcı gazlar ihtiva eden dış ortam havasından yalıtımı sağlamalıdır. Elektrik dağıtım köşkünü oluşturan tüm odalar otomatik yangın algılama ve söndürme sistemi ile yangına karşı korunmaktadır. Oda aydınlatmaları ve harici aydınlatma armatürleri ve anahtarları yanıcı ve parlayıcı gaza karşı yalıtım sağlayan “exproof” özelliğinde seçilmektedir. Sahada bakım amaçlı enerji kullanımı sağlamak için kullanılacak prizler de aynı özelliklerde seçilmiştir. Tesisin enerji sürekliliği açısından hassas olan yüklerini 8 saat süre ile beslemek için UPS sisteme dahil edilmiştir.

Şekil 1. de Petrol ve Gaz sektöründe kullanılmakta olan ilgili standartlara göre üretilmiş elektrik dağıtım köşkü görülmektedir. OG hücreleri odası, OG- AG trafo odası, AG dağıtım ve MCC panoları ile UPS panosu odası, Akü odası olmak üzere 4 bölmeden oluşmaktadır. Bunlara ilaveten havalandırma sistemi ve otomatik yangın algılama ve söndürme sistemi bulunmaktadır.

2. GENEL

Petrol ve gaz sektöründe parlayıcı ve yanıcı materyallerin bulunduğu ortamda bulunan elektrik dağıtım merkezlerinde elektrik enerjisi OG seviyesinde alınıp, dağıtım OG ve AG seviyesinde yapılır. OG seviyesinde büyük güçlü elektrik motorlu pompalar beslenirken, AG seviyesinde AG den beslenen dozajlama ve sirkülasyon pompaları beslenmektedir. UPS den beslenen sürekli enerjili bulunması gereken sistemler için 8 saat besleme kapasiteli UPS kullanılmaktadır. İç ve dış aydınlatma ve priz sistemlerinde yanıcı ve parlayıcı ortamda çalışma özelliğine sahip özellikte exproof ekipmanlar kullanılmaktadır.

2.1 Petrol ve gaz sektöründe parlayıcı ve yanıcı gazların bulunduğu ortamlarda kullanılacak elektrik dağıtım köşklerinin yapımında uyulması gereken standartlar

IEC 60664 Insulation Coordination For Equipment Within Low- Voltage Systems
IEC 60751 Industrial Platinum Resistance Thermometers and Platinum Temperature Sensors
IEC 61000 Electromagnetic Compatibility (EMC)
IEC 61537 Cable Management - Cable Tray Systems and Cable Ladder Systems
IEC 61557 Electrical Safety in Low voltage Distribution Systems up to 1000 Vac and 1500 Vdc - Equipment for Testing, Measuring or Monitoring of Protective Measures
IEC 62271-202 High Voltage Switchgear and Controlgear - Part 202: High Voltage/ Low voltage Prefabricated Substation

Petrol Gaz Sistemlerinde Elektrik Dağıtımı

Şekil 1. Oil & Gas tesisleri için üretilmiş AG/OG dağıtım merkezi

2.2 Köşklerin imalatlarında tanınmış olan aşağıda belirtilen uluslararası standartlara uyulması istenmektedir.

ISO 25 General Requirements for Competence of Calibration and Test Labs
ISO 261 ISO General Purpose Metric Screw Threads
ISO 3452 Non-Destructive Testing Penetrate Inspection – General Principles
ISO 3453 Non-Destructive Testing Liquid Penetrant Inspection – Verification
ISO 3506 Corrosion Resistant Stainless Steel Fasteners – Specifications
ISO 5579 Non-Destructive Testing Radiographic Phenomenon – Basic Rules
ISO 8501 Preparation of Steel Substrates (2 Parts)
ISO 9013 Welding and Allied Processes
ISO 10721 Steel Structures: Materials and Design

2.3 Elektrik ekipmanlarının seçimi ve montajlarının yapılmasında aşağıdaki standartlar esas alınmaktadır;

IEC 60038 IEC Standard Voltages
IEC 60079 Explosive atmospheres
IEC 60885 Electrical Test Methods for Electric Cables
IEC 60204 Safety of Machinery
IEC 60364 Low Voltage Electrical Installations
IEC 60228 Conductors of Insulated Cables
IEC 60287 Electric Cables - Calculation of the Current Rating
IEC 60331 Tests for Electric Cables Under Fire Conditions
IEC 60332 Tests on Electric and Optical Fibre Cables Under Fire Conditions
IEC 60446 Basic and safety principles for man-machine interface, marking and identification - Identification of equipment terminals, conductor terminations and conductors
IEC 60085 Electrical Insulation - Thermal Evaluation and Designation.
IEC 60502 Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages from 1 kV (Um = 1,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV)
IEC 60668 Dimensions of panel areas and cut-outs for panel and rack-mounted industrial- process measurement and control instruments
IEC 60529 Degrees of Protection Provided by Enclosures (IP code)
IEC 60598 Luminaires
IEC 60664 Insulation Coordination For Equipment Within Low Voltage Systems
IEC 60751 Industrial Platinum Resistance Thermometers and Platinum Temperature Sensors
IEC 61000 Electromagnetic Compatibility (EMC)
IEC 61537 Cable Management - Cable Tray Systems and Cable Ladder Systems
IEC 61557 Electrical Safety in low voltage distribution systems up to 1000 V a.c. and 1500 V d.c. - Equipment for testing, measuring or monitoring of protective measures
IEC 62271-202 High-voltage switchgear and controlgear - Part 202: High-voltage/low voltage prefabricated substation

2.4 Sistemde kullanılacak UPS için uyulması gereken standartlar aşağıdadır;

IEC 60038 IEC Standard Voltages
IEC 60364 Low Voltage Electrical Installations
IEC 60439 Low Voltage Switchgear and Controlgear Assemblies
IEC 60445 Basic and safety principles for man-machine interface, marking and identification - Identification of equipment terminals and conductor terminations
IEC 60446 Basic and Safety Principles for Man-Machine Interface, Marking and Identification - Identification of Conductors by Colors or Numerals
IEC 60529 Classification of degrees of protection of enclosures
IEC 60146 Semiconductor Converters
IEC 60947 Low Voltage Switchgear and Controlgear
IEC 62259 Stationary batteries – Nickel- cadmium – Partial recombination type
IEC 61000 Electromagnetic Compatibility (EMC) – Various Parts
IEC 61557 Electrical safety in low voltage distribution system up to 1000V A.C. and 1500V D.C.
IEC 62040-1-1 Uninterruptible power systems (UPS) - General and safety requirements for UPS used in operator access areas
IEC 62040-1-2 Uninterruptible power systems (UPS) - General and safety requirements for UPS used in restricted access locations
IEC 62040-2 Uninterruptible power systems (UPS) – Electromagnetic compatibility (EMC) requirements
IEC 62040-3 Uninterruptible power systems (UPS) – Method of specifying the performance and test requirements
ISO 9001 Quality systems - Model for quality assurance in design, development, production, installation and servicing

2.5 Sistemde kullanılacak trafo için uyulması gereken standartlar;

IEC 60038 IEC Standard Voltages
IEC 60044 Instrument Transformers
IEC 60051 Direct acting indicating analogue electrical measuring instruments and their accessories
IEC 60060 High voltage test techniques
IEC 60073 Basic and Safety Principles for Man-Machine Interface, Marking and Identification - Coding Principles for Indicators and Actuators
IEC 60076 Power Transformers
IEC 60085 Electrical insulation - Thermal evaluation and designation
IEC 60214 Tap Changers
IEC 60255 Measuring Relays and Protection Equipment
IEC 60269 Low Voltage Fuses
IEC 60364 Low Voltage Electrical Installations
IEC 60445 Basic and safety principles for man-machine interface, marking and identification - Identification of equipment terminals, conductor terminations and conductor
IEC 60529 Degrees of protection provided by enclosures (IP Code)
IEC 60616 Terminal and tapping markings for power transformers
IEC 60617 Graphic symbols for diagrams
IEC 60688 Electrical measuring transducers for converting A.C. electrical quantities to analogue or digital signals
IEC 61000 Electromagnetic compatibility (EMC)
ISO 887 Plain washers for metric bolts, screws and nuts for general purposes – General plan
ANSIStd 32 Standard Requirements, Terminology, and Test Procedure for Neutral Grounding Devices

2.6 AG dağıtım ve MCC panolarının imalatı ve montajında uyulması gereken standartlar;

IEC 60038 IEC Standard Voltages
IEC 60044 Instrument Transformers
IEC 60073 Basic and Safety Principles for Man-Machine Interface, Marking and Identification - Coding Principles for Indication Devices and Actuators
IEC 60085 Electrical insulation - Thermal evaluation and designation
IEC 60255 Measuring Relays and Protection Equipment
IEC 60269 Low Voltage Fuses
IEC 60364 Low Voltage Electrical Installations
IEC 60439 Low Voltage Switchgear and Controlgear Assemblies
IEC 60445 Basic and safety principles for man-machine interface, marking and identification - Identification of equipment terminals and conductor terminations
IEC 60446 Basic and Safety Principles for Man-Machine Interface, Marking and Identification - Identification of Conductors by Colors or Numerals
IEC 60529 Classification of degrees of protection of enclosures
IEC 60617 Graphical Symbols For Diagrams
IEC 60715 Dimensions of LV Switchgear and Controlgear
IEC 60947 Low voltage switchgear and controlgear
IEC 61000 Electromagnetic Compatibility (EMC) – Various Parts
IEC 61459 Low Voltage Fuses – Coordination Between Fuses and Contactors / Motor Starters – Application Guide
IEC 61557 Electrical safety in low voltage distribution system up to 1000V A.C. and 1500V D.C.
IEC 61850 Communications Networks and Systems in Substations
ISO 887 Plain washers for metric bolts, screws and nuts for general purposes – General plan

2.7 OG Hücreleri için uyulması gereken standartlar;

IEC 62271-100 High Voltage AC Circuit Breakers
IEC 62271-102 AC Disconnectors and Earthing switches
IEC 62271-103 High Voltage Switches
IEC 60282-1 High Voltage Fuses
IEC 62271-200 High-voltage switchgear and controlgear - Part 200: A.C. metal-enclosed switchgear and controlgear for rated voltages above 1 kV and up to and including 52 kV
IEC 62271-105 High-voltage switchgear and controlgear - Part 105: Alternating current switch- fuse combinations
IEC 60529 Degrees of Protection Provided by Enclosures (IP Code)
IEC 62271-1 High-voltage switchgear and controlgear - Part 1: Common specifications

3. OG & AG DAĞITIM KÖŞKLERİNİ OLUŞTURAN BÖLÜMLER

3.1 OG Bölmesi;

Oil & Gas tesisleri için üretilen OG/AG dağıtım köşklerinde OG odası boyutlarını asgariye indirmek amacıyla ve yalıtım sağlayan havanın iletkenliğinin sorun çıkartacağı düşüncesiyle gaz izoleli OG hücreleri kullanılmaktadır. OG odasının altında OG kablosunun bükülme yarıçapını sağlayacak yükseklikte kablo bölmesi bulunmaktadır. OG odasında ki hücreler ile OG barasına, yakında bulunan enerji nakil hattından enerji alınıp, köşk içersinde bulunan OG/AG trafonun – sahada bulunan OG’den beslenen pompa ve diğer sistemlerin OG beslemeleri yapılmaktadır.

3.2 Trafo Bölmesi;

OG/AG trafosunun bulunduğu bölmedir. Sistemde şartnameye bağlı olarak hermetik veya kuru tip trafolar kullanılmaktadır. Teknik olarak kıyaslarsak, hermetik trafo bulunduğu ortamın ihtiva ettiği zararlı gazlara karşı daha iyi yalıtım sağladığından tercih edilmektedir. Trafonun soğutulması yine HVAC sistemle ortam ısısı sürekli kontrol edilerek otomatik olarak yapılmaktadır. Trafonun OG ve AG bağlantıları standartlara uygun olarak özel kablo başlıkları ile yapılmaktadır. Odanın altında bulunan kablo bölmesinden trafoya olan kablo geçişleri de özel olarak tasarlanmıştır.

Petrol Gaz Sistemlerinde Elektrik Dağıtımı

Şekil 2. Örnek OG Odası

Petrol Gaz Sistemlerinde Elektrik Dağıtımı

Şekil 3. Örnek Trafo Odası

3.3 AG Bölmesi;

AG odasında AG ana dağıtım ve MCC panosu ile HVAC kontrol paneli ve UPS kontrol ve dağıtım panosu bulunmaktadır. Bu bölmenin de soğutulması HVAC sistemle oda sıcaklığı sürekli kontrol edilerek otomatik yapılmaktadır. AG panosu tip testli çekmeceli olarak, form 3b olarak imal edilmektedir. Tüm panolara kablo girişleri alttan yapılmaktadır.

Petrol Gaz Sistemlerinde Elektrik Dağıtımı

Şekil 4. AG Odası

3.4 Batarya (Akü) Bölmesi

UPS sistemi ile DC kumada gerilimini sağlayan siteme ait akülerin bulunduğu odadır. Bu odada da kablo bağlantıları alttan yapılmaktadır. Akülerden çıkan kablolar yanda bulunan UPS panosu ve AG dağıtım panosuna geçmektedir. Akülerin bir kısmı acil aydınlatma sistemini beslemektedir.

Petrol Gaz Sistemlerinde Elektrik Dağıtımı

Şekil 5. Batarya (Akü) Odası

4. SONUÇ

Oil & Gas tesislerinin kullanımına sunulan OG/AG dağıtım köşklerinde tasarım exproof olarak talep edilmektedir. Yalıtımı sağlayan havanın iletkenliği diğer ortamlara göre daha yüksek değerlere ulaşmış olduğundan seçilmiş olan OG hücrelerinde hava izoleli sistem kullanılmamaktadır. Trafolar dış ortamdan izole sisteme haiz olan hermetik tipte veya kuru tipte seçilmekte ve trafo odasının dış ortam havası ile irtibatı tamamen izole edilmiştir. AG Ana dağıtım ve MCC panosu çekmeceli, tip testli ve form 3b olarak talep edilmektedir. UPS sistemi ise istenilen güçte ki tesisi 1 saat besleyecek kapasitede seçilmektedir. HVAC sistemi sayesinde dış ortam havasından bağımsız soğutma ve ısıtma yapılmaktadır. CO2 li Otomatik yangın algılama ve söndürme sistemi sayesinde yangına karşı koruma sağlanmıştır.

Kompakt yapıda olan OG/AG köşkler Oil & Gas sektöründe elektriksel olarak kötü dış ortam koşullarında enerji dağıtımı sağlamak üzere üretilmektedir.

5. KAYNAKLAR

1. Aktif Elektroteknik A.Ş. Ar-Ge ve Uygulama Departmanı proje ve tasarım çalışmaları.
2. PETRONAS firmasının Petrol ve gaz tesislerinde kullandığı köşkler için hazırlamış olduğu şartnameler.
3. ENİ IRAK b.v. firmasının Petrol ve gaz tesislerinde kullandığı köşkler için hazırlamış olduğu şartnameler.
4. Shell firmasının kullandığı “ELECTRICAL ENGINEERING GUIDELINES” şartnamesi.

Anahtar Kelimeler:

Petrol Gaz Elektrik OG-AG UPS

Paylaş: