Elektrik Dağıtımına İlişkin Genel Bilgiler
İLETİM VE DAĞITIM ŞEBEKELERİ
Elektrik enerjisinin depolanamayan bir enerji türü olmasından dolayı elektrik enerjisinin üretildiği yerden tüketim bölgelerine hemen iletilmesi gerekir. Santrallerde üretilen elektriğin kullanıcıya iletilmesi trafolar, direkler, enerji iletim hatları, izolatörler, kesiciler, ayırıcılar, bobinler, kondansatörler, parafudrlar ve diğer şalt tesisi elemanları aracılığıyla gerçekleştirilir. Santrallerde üretilen elektrik enerjisinin abonelere ulaştırılması için kullanılan en basit bir enerji iletim ve dağıtım sistemi Şekil 1 ’de görülmektedir. Santrallerde su, rüzgâr, kömür gibi bir kaynağının enerjisi öncelikle mekanik enerjiye dönüştürülür. Bu ham enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmek için ise generatörler kullanılır. Generatörlerin ürettikleri gerilim güç transformatörleri yardımıyla yükseltildikten sonra iletim şebekesiyle iş ve yerleşim merkezlerinin veya sanayi bölgelerinin yakınındaki dağıtım merkezlerine ulaştırılır. İletim şebekesi, direkler, iletkenler, trafo merkezleri ve benzeri ünitelerden oluşur.
İletim ve Dağıtım Şebekelerinin Yükümlülükleri
Santrallerde üretilen elektrik enerjisinin tüketicilere ulaştırılması amacıyla kullanılan bütün elektrik tesislerine elektrik şebekesi adı verilir. Elektrik enerjisinin tüketim bölgelerine iletilmesini sağlayan şebekelere iletim şebekesi, bu bölgelerde dağıtımını sağlayan şebekelere de dağıtım şebekesi adı verilir.
Elektrik enerjisinin abonelere ulaştırılması sırasında şebeke yönünden yerine getirilmesi gereken yükümlülükler şu şekilde sıralanabilir: • Şebeke elektrik enerjisinin üretiminden tüketimine kadar kesintisiz bir enerji akışı sağlamalıdır. Özellikle seri imalat yapan fabrikalarda, hastane gibi sağlık kurumlarında, haberleşme ve iletişim sağlayan tesislerde enerji kesintisinin yol açtığı zarar ve kayıplar büyük olacaktır. • Şebekeler güvenilir, sağlam, basit ve anlaşılır olmalıdır. Bu nedenle çok iyi planlanmalı ve kuruluşları sırasında azami özen gösterilmelidir. Tabiatın yıpratıcı etkilerine karşı dayanıklı, deprem gibi olası bir afet durumunda ise enerji iletiminin sürekliliğini sağlayacak kadar güvenilir olmalıdır. • Şebekelerde oluşan arızalardan aboneler etkilenmemelidir. Özellikle yağışlı havalarda hatlara yıldırım düşmesi veya bir nedenle hatlarda kısa devre meydana gelmesi durumunda abonelerin kullandıkları cihazlar bundan etkilenerek arızalanabilir. Bu nedenle enerji iletim hatları çeşitli arızalara karşı korunmalıdır.
Şebeke optimal maliyetle tesis edilmelidir. Zira bu maliyete bağlı olarak değişecek olan elektrik enerjisinin ucuz olması bu enerjiyi kullanarak imalat yapan veya hizmet sunan abonelerin girdi maliyetlerini azaltır. Bu durum ise ülkemiz fertlerinin satın alma ve sanayicimizin başka ülkelerle rekabet gücünü artırır. Günümüzde artık bir ülkenin gelişmişlik düzeyi kişi başına elektrik enerjisi tüketimi ile ifade edilmektedir.
TEİAŞ ‘ın bünyesinde; Kurulu gücü, 72.000 MVA ’ya ulaşan 61 adet 380 kV, 450 adet 154 kV, 15 adet 66 kV olmak üzere 526 adet transformatör merkezi ve bu merkezlerden çıkan binlerce, YG/OG fideri ile 46.000 km iletim hattı mevcuttur. Santrallerde elektrik enerjisi üretmek için kullanılan generatörlerin gerilimleri çok yüksek değildir. Generatör çıkısı olarak 10 kV , 14,4 kV ve 15,8 kV gibi gerilimler kullanılmaktadır. Bu gerilimler ile 20 ila 30 km ’den uzun hatlarda ekonomik bir şekilde enerji iletimi yapılamaz. Bu nedenle daha uzaklara enerji taşımak için üretilen gerilim, transformatörler yardımı ile yükseltilir ve enerji yüksek gerilimlerle iletilir. Böylece hatlarda ısı seklinde kaybolan enerji azalacağı için iletim sisteminin verimi yükselir. İletim şebeklerinde yüksek gerilimin kullanılmasının gerekliliğini aşağıdaki örnek incelenerek kolaylıkla anlaşılabilir.
Örnek: 173 kW’lık bir güç 10 km uzağa taşınacaktır. İletim hattının faz başına direnci 0.2 ohm/km’dir. Cos =1 alarak hattaki güç kaybını 1 kV, 5 kV ve 10 kV ’luk iletim gerilimleri için hesaplayınız. Çözüm: Anma akımının hesabı için P=1,73.U.I.Cos eşitliği, bir fazda meydana gelen ısı (joule) kaybı için de Pk=I2.R eşitliği kullanılacaktır: • Gerilim Akım Kayıp Güç • 1 kV I1=(173000/ 1,73.1000.1)=100 A Pk=3.I2.R=3.1002.(0,2.10)=60 kW • 5 kV I5=(173000/ 1,73.5000.1)=20 A Pk=3.I2.R=3.202.(0,2.10)=2,4 kW • 10 kV I1=(173000/ 1,73.10000.1)=10 A Pk=3.I2.R=3.102.(0,2.10)= 0,6 kW
İletim/Dağıtım Hatlarının Yapısı ve Özellikleri İletim/dağıtım hatlarının yapısı,
(a) Mekaniksel yapı ve (b) Elektriksel yapı olmak üzere iki kısımda incelenir:
a) İletim/dağıtım hatları, elemanlarının fiziksel yapısını ortaya koyan mekanik, termik ve kimyasal özellikleri ile aşağıda belirtilen etkilere dayanabilmeli ve fiziksel bozulma göstermeyerek besleme sürekliliğini sağlayabilmelidir: • Anma ve kısa devre akımlarının oluşturduğu manyetik alan etkileri nedeniyle oluşan kuvvet etkileri ile zorlanırlar. • Anma ve kısa devre akımlarının ısı etkilerine dayanmak zorundadır. • Eğer dış ortamlarda atmosferik etkilere açık konumda ise, kendi ağırlıklarına ilave olarak rüzgar, kar ve buz yükü gibi ek yüklere ve yıldırım (dış) aşırı gerilimlerinden veya devrelerin açılıp kapanması esnasında oluşan iç aşırı gerilimlerden kaynaklanan elektriksel arkların ısı etkilerine maruzdur.
b) İletim/dağıtım hatlarının elektriksel yapısı ise, elemanların akım ve gerilim sınırlamalarına uygun seçimlerini yapmak üzere; • Hat sonundaki yük değişimlerine bağlı olarak hat başında meydana gelecek olan gerilim ve akım değişimlerinin incelenmesi, • Akımları taşıyabilecek iletken kesitlerinin ve aşırı gerilimler nedeniyle elektriksel olarak zorlanacak yalıtkanların boyutlandırılması, • Devrelerin açılıp kapanması veya arızaların (aşırı akım, kısa devre, iç ve dış aşırı gerilim) meydana gelmesi sürecinde oluşan geçici olayların oluşturacağı problemlerin incelenmesi, gerekli tedbirlerin alınması, • Hat kayıplarının belirli sınırlar içerisinde tutulabilmesi, konularında gerçekleştirilecek çalışmaları içerir.
Görüldüğü gibi hat kayıplarının en küçük değerde tutulması için, iletim
geriliminin yüksek olması gerekir. Ancak gerilimi çok yüksek tutmanın
da olumsuz yanları vardır. Yüksek iletim gerilimi;
• yüksek maliyetli güç transformatörleri,
• daha büyük direkleri,
• mekanik dayanımı yüksek iletkenleri,
• yüksek montaj maliyetleri,
gerektirir ve dolayısıyla yüksek maliyetli bir yatırım ortaya çıkar. Bu
nedenle kayıplar yönünden karşılaştırmaların yapılıp, teknik ve
ekonomik yönden uygulanabilir (optimum) bir çözümün tercih edilmesi
gerekir.
Dağıtım şebekesi hattın başındaki, ortasındaki veya sonundaki abonelerin tamamına aynı özellikteki elektrik enerjisi sağlamalıdır. Gerilimin yüksek olması aboneye zarar verebilir. Gerilimin istenen değerden % 10 kadar fazla olmasının abonedeki cihazların ömrünü azalttığı bilinmektedir. Benzer şekilde düşük gerilimden dolayı da elektrikli aygıtların verimlerinde bir azalma görülür. Frekanstaki değişmeler asenkron motorların devir sayılarını değiştirir ve istenmeyen olaylara neden olur. Frekansın sabit olması ise generatör devrinin sabit tutulması ile gerçekleştirilir. Bunun için şebekelerde gerilimi ve frekans ı sabit tutmaya yarayan çeşitli üniteler bulundurulur.
Dağıtım Şekillerine Göre Elektrik Şebekelerinin Sınıflandırılması Üretilen enerjiyi abonelere ulaştıran şebekeleri dağıtım şekillerine ve taşıdıkları gerilimlere göre farklı şekilde sınıflandırmak mümkündür. Yerleşim ve sanayi bölgelerindeki cadde, sokak ve yol vb. döşenen elektrik hatlarının birbirine etkilenmesiyle kollar, kolların birbirine eklenmesiyle de dağıtım şebekesi meydana gelir. Teknik yönden daha önce bahsedilen yükümlülüklerinin yerine getirilebilmesi için şebekeler dağıtım şekillerine göre genel olarak,
• Açık şebekeler, • Kapalı şebekeler, olmak üzere iki ana grupta tesis edilirler.
Bu iki ana grubun içerisinde dört şebeke sistemi ile elektrik enerjisi iletimi ve dağıtımı gerçekleştirilir.
Bunlar,
1. Dallı şebeke 2. Halka(Ring) şebeke 3. Ağ (gözlü) şebeke, 4. Enterkonnekte şebeke, şeklinde sıralanabilir.
Açık Şebekeler
Açık şebekelere dallı (dalbudak) veya radyal şebekeler de denir. Çok kullanılan bir şebeke türüdür: Şehir, kasaba, köy gibi yerleşim birimlerinde veya sanayi bölgelerinde enerji beslemesi çoğunlukla tek bir kaynaktan yapılır. Bu yolla oluşturulan şebekenin şekli bir ağacın dallarına benzediği için bu tür şebekeye dallı şebeke denir. Şekil 2 ’de açık şebeke şeması görülmektedir. Açık şebekedeki dağıtım transformatörüne yakın olan kalın kesitli hatlara ana hat adı verilirken transformatörden uzaklaştıkça incelen hatlara da branşman hatları denir. Şekil 2 ’deki kalın çizgiler ana hatları, ince çizgiler ise braşman hatlarını göstermektedir.
• Dallı şebekelerin tesis bedelleri düşüktür. • Bakımları, işletilmeleri ve şebekedeki olası arızaların tespitinin de kolay olmasından dolayı tercih edilirler. • Şebekedeki abonelerin sayısının artması nedeniyle hatların akımı taşıyamaması durumunda sadece akımı fazla olan ilgili hattın değiştirilmesi yeterlidir. • Diğer taraftan bu şebekelerde emniyet azdır. Arıza durumunda çok sayıda abone elektriksiz kalabilir. • Ayrıca dağıtım hatlarında gerilim eşitliği olmayıp transformatörden uzaklaştıkça gerilim azalır.
Kapalı Şebekeler Kapalı şebekeler,
1. Ring (halka) şebeke ve 2. Ağ (gözlü) şebeke olmak üzere iki grupta tesis edilirler.
Ring (halka) şebeke
Bir noktadan çıkan iki enerji nakil hattının bir başka noktada yeniden birleşmesinden oluşan şebekeye ring (halka) tipi şebeke denir. Ring şebekelerde sistemin enerji beslemesi birden fazla transformatörün birbirine paralel şekilde bağlanması yoluyla yapılır. Şekil 3 ’te görüldüğü gibi bu yolla kapalı bir sistem oluşturulur.
Ring şebekelerde besleme birden fazla trafo ile yapıldığı için ring içerisinde bir arıza olması hâlinde; sadece arıza olan kısım devre dışı kalarak çok az sayıda abonenin enerjisiz kalması sağlanır. • Ring içerisindeki elektrik hatlarının kesitleri her yerde aynıdır. Bu sebeple tesis maliyeti yüksektir. • Dallı şebekelere göre daha güvenlidir. • Şebekedeki abonelerin sayısının artması nedeniyle hatların akımı taşıyamaması durumunda dallı şebekelerin aksine tüm hatların değiştirilmesi gerekir. Bu işlem ise şebekenin yenilenmesi anlamına geldiğinden oldukça maliyetlidir.
Ağ (gözlü) şebeke
Ağ (gözlü) şebekelerde besleme bir veya birden fazla yerden yapılabilir. Şekil 4 ’te görülen bu şebeke tipinde aboneleri besleyen hatların bir ağ gibi oluşturulmasından dolayı çok sayıda göz elde edilir.
• Ağ şebekelerde, ring şebekeler gibi beslemenin sürekli yapılabildiği, arızanın sadece arıza olan yeri etkilediği bir sistemdir. Arıza olduğunda arızalı kısım sigortalar veya özel koruma elemanları ile devre dışı bırakılır. Diğer kısımların enerjisi kesilmez. • Bazı ağ şebekelerde besleme bir yerden yapılır. Bu durumda yine kesintisiz enerji verebilir. Fakat trafo arıza yaptığında şebekenin tamamı enerjisiz kalır. • Ağ şebekelerde gerilim düşümü çok azdır. • Sisteme güçlü alıcılar bağlanabilir. • Ağ şebekelerin kuruluşları, işletimleri ve bakımları zordur. • Kısa devre akımı etkisinin büyük olması gibi sakıncalı tarafları da vardır.
Kesintisiz ve ekonomik elektrik enerjisi sağlanması açısından bu şebeke çeşitlerine ilaveten iki ya da daha fazla şebeke arasında, bölgeler veya ülkeler arasındaki elektrik şebekeleri arasında bağlantı yapma olanağı sağlayan şebekelere de ihtiyaç duyulmaktadır.
Enterkonnekte Şebeke
Genellikle birbirinden uzak mesafelerde olan, elektrik üretim santralleriyle tüketim merkezleri arasındaki iletim, enterkonnekte şebekelerle sağlanır. Üretim santrallerin bir iletim tesisine, buradan da diğer tesislere bağlanarak beraber çalışmalarına enterkonnekte çalışma, bu şebekeye de enterkonnekte şebeke denir. Diğer bir ifadeyle, bir bölgenin veya bir ülkenin elektrik enerjisi talebini kesintisiz bir şekilde karşılamak üzere o ülkenin bütün elektrik santralleri, trafo merkezleri ve tüketicileri arasında kurulmuş olan sisteme enterkonnekte sistem adı verilir. Enterkonnekte sistemde bir arıza meydana geldiğinde sadece arızalı bölüm devre dışı bırakılarak enerji alış-verişinin sürekliliği sağlanır.
• Taşımada, iletimde, nakilde kârlılık ve güvenilirliğin artırılması amacıyla, özellikle önemli miktarlardaki enerji alışverişi için iki ya da daha fazla sistem veya şebeke arasında bölgeler arası ya da uluslar arası bağlantı olanağı sağlayan elektriksel sistemdir. • Bu tip şebekelerde, o bölgedeki bütün elektrik üretim ve tüketim araçları büyük küçük ayrımı yapılmaksızın sisteme dahil edilmektedir. • Enterkonnekte şebekenin kesintisiz elektrik sağlayabilme, yüksek verim, ekonomik olması gibi avantajları vardır. • Kısa devre akımlarının yüksek oluşu ve sistemin kararlılığının sağlanmasının zor oluşu gibi sakıncaları vardır.
Genel olarak elektrik enerjisi depolanamayan bir enerji türüdür. Bu nedenle üretildiği anda hemen kullanıcıya ulaştırılması gerekir. Bu ise üretim ve tüketimin her an dengede tutulması anlamına gelir. Diğer yandan tüketim miktarı bölgelere, mevsimlere ve hatta günün saatlerine göre büyük değişiklikler gösterebilir. Enterkonnekte sistemler, tüketimdeki değişimlere karşın üretimi uyarlamayı sağlar. Böylece santraller daha ekonomik bir şekilde çalıştırılabilir. Örneğin, tüketimin maksimum olduğu saatlerde santraller yüksek kapasite ile çalıştırılırken tüketimin nispeten daha düşük olduğu saatlerde üretim kapasitesi düşürülebilir veya bazı santraller devre dışı bırakılabilir. Benzer şekilde yağışın bol olduğu yıllarda hidroelektrik (HES) santraller daha çok çalıştırılarak ithal kaynak kullanan doğalgaz çevrim santrallerinin daha düşük kapasite ile sistemi beslemesi sağlanabilir. Bu nedenle enterkonnekte sistem elektrik enerjisinin üretim kaynağından da ekonomi sağlamaya yardımcı olur.
• Enterkonnekte sistemde bir arıza olduğunda, sadece arıza olan yerin enerjisi kesilir. Diğer kısımlarda enerjinin sürekliliği bozulmaz. Sistem içerisinde bir bölgede arızalanan santral veya trafolar devre dışı bırakıldığında diğer santral ve trafolar bu bölgeleri beslemeye devam eder. • Her ülkenin kendi alıcılarını beslediği bir enterkonnekte şebekesi vardır. Bununla birlikte bazı komşu ülkelerin sistemleri birbirine bağlanabilir. Ülke içerisinde kendi başına çalışan küçük santraller ve beslenen aboneler olabilir. Bunlar sistemi etkilemez. • Ülkemizde de bir enterkonnekte şebeke vardır. Bu sistem içinde TEAŞ ’a , ayrıcalıklı şirketlere, üretim şirketlerine ve otoprodüktörlere ait tam kapasiteyle çalışan 350 kadar elektrik santrali vardır. Bütün bu santraller enterkonnekte şebeke kapsamında birbirlerine paralel bağlıdır. 40428,5 km uzunluğundaki enerji nakil hatları ile bu santraller ve yerleşim birimleri arasında bir ağ şeklinde şebeke tesis edilmiştir. Türkiye’deki enterkonnekte sistem; Bulgaristan, Rusya, Irak, Suriye ve Gürcistan ülkelerinin şebekelerine bağlıdır. Bu bağlantılardan elektrik alışverişi yapılmaktadır.
Gerilimlerine Göre Elektrik Şebekelerinin Sınıflandırılması İletim ve dağıtım şebekeleri, dağıtım şekilleri yanında kullandıkları gerilim bakımından da sınıflandırılabilir. Bunlar: • Alçak gerilimli şebekeler (AG şebekeleri) • Orta gerilimli şebekeler (OG şebekeleri) • Yüksek gerilimli şebekeler (YG şebekeleri) • Çok yüksek gerilimli şebekeler (ÇYG şebekeleri) şeklinde sıralanabilir.Alçak Gerilim Şebekeleri Alçak gerilim şebekeleri 1 volt ile 1000 volt (1 kV) arası gerilime sahip olan şebekelerdir. Bu şebekeler dağıtım trafolarından tüketicilere (abonelere) kadar olan elektrik hatlarından oluşur. Alçak gerilimle yapılan iletimlerde gerilim düşümü ve güç kaybı fazla olduğu için alçak gerilimler iletimden ziyade dağıtım şebekelerinde kullanılır. Ülkemizde alçak gerilim, abonelerde 220 V ve 380 V olarak kullanılıyor.
Orta Gerilim Şebekeleri Orta gerilim şebekeleri 1000 volt (1 kV) ile 35 000 volt (35 kV) gerilimler arasındaki şebekelerdir. Bu şebekeler yüksek ve çok yüksek gerilim şebekeleri ile alçak gerilim şebekelerinin birbirine bağlanması işleminde kullanılır. Yüksek gerilimlerin direkt olarak abonelere verilmesi izolasyon ve güvenlik açışından uygun değildir. Bu sebeple yüksek gerilimler uygun değerlere indirilerek orta gerilim şebekelerine bağlanır. Orta gerilimler şehirlerin girişindeki dağıtım trafolarına bağlanır. Buradan abonelere dağıtılır. Türkiye ’de kullanılan orta gerilim şebekelerinde 10, 15 ve 34,5 kV ’luk gerilimler kullanılmaktadır. En yaygın olarak kullanılan gerilim seviyesi 34,5 kV seviyesidir. Buna göre şu genellemeyi yapabiliriz. 10 km ’ye kadar olan uzunluklarda 3 ile 10 kV, 20 ile 30 km arasındaki uzunluktaki hatlarda 10-20 kV, 30 ile 70 km arasındaki uzaklıklarda 20-35 kV ’luk gerilimler kullanılması uygun olurken 70 km’yi geçen uzunluktaki hatlarda yüksek gerilimler kullanılmaktadır.
Yüksek Gerilim Şebekeleri Yüksek gerilim şebekeleri 35 kV ile 154 kV arasındaki gerilimi kullanan şebekelerdir. Elektrik enerjisinin üretildiği santrallerden başlayan ve büyük şehirler ile bölgelerin başlangıcı arasında kullanılan şebekelerdir. Yüksek gerilim ile enerji dağıtımı yapılmaz. Yüksek gerilimler iletime en uygun gerilimlerdir. Çok uzak mesafelere enerji iletiminde alçak gerilimlerde güç kaybı çok olurken, yüksek gerilimlerde güç kaybı az olduğu için yüksek gerilimler çoğunlukla iletim şebekelerinde kullanılır. Türkiye ’de yaygın olarak l54 kV gerilim seviyesi kullanılır.
Yüksek gerilim şebekelerinde, • 70-150 Km arasındaki uzaklıklarda 60-100 kV, • 150-230 km arasındaki uzaklıklarda 100-154 kV ve • 230 km’den uzun hatlarda çok yüksek gerilimler kullanılır.
Çok Yüksek Gerilim Şebekeleri Çok yüksek gerilim şebekeleri 154 kV ’un üstündeki gerilimi kullanan şebekelerdir. Türkiye ’de çok yüksek gerilim olarak 380 kV kullanılmaktadır. Bazı yabancı ülkelerde 500 ve 750 kV ’a kadar gerilimler kullanılmaktadır. Şehirlerarası ve santraller arası bağlantı için çok yüksek gerilim şebekeleri tesis edilir. Ülkemizde Atatürk Barajı ’ndan İstanbul ’a hatta İzmir ’e kadar uzanan 380 kV gerilimli şebeke mevcuttur. Aşağıdaki şekilde, üretimden tüketime kadar kurulan tüm tesisler için örnek bir bağlantıyı ve bir kısım temel elemanları göstermektedir.
TEİAŞ ‘ın bünyesinde; Kurulu gücü, 72.000 MVA ’ya ulaşan 61 adet 380 kV, 450 adet 154 kV, 15 adet 66 kV olmak üzere 526 adet transformatör merkezi ve bu merkezlerden çıkan binlerce, YG/OG fideri ile 46.000 km iletim hattı mevcuttur. Santrallerde elektrik enerjisi üretmek için kullanılan generatörlerin gerilimleri çok yüksek değildir. Generatör çıkısı olarak 10 kV , 14,4 kV ve 15,8 kV gibi gerilimler kullanılmaktadır. Bu gerilimler ile 20 ila 30 km ’den uzun hatlarda ekonomik bir şekilde enerji iletimi yapılamaz. Bu nedenle daha uzaklara enerji taşımak için üretilen gerilim, transformatörler yardımı ile yükseltilir ve enerji yüksek gerilimlerle iletilir. Böylece hatlarda ısı seklinde kaybolan enerji azalacağı için iletim sisteminin verimi yükselir. İletim şebeklerinde yüksek gerilimin kullanılmasının gerekliliğini aşağıdaki örnek incelenerek kolaylıkla anlaşılabilir.
Direk:
• Direkler, hatların taşınmasını ve izolasyonunu sağlayan temel elemanlardır. Ağaç, beton ve demirden yapılırlar. Ağaç ve beton direkler AG ve OG hatlarında; demir direkler ise tüm hatlarda kullanılır. Özellikle ÇYG ’lerde sadece demir direkler kullanılır. YG ve ÇYG direkleri civatalı olarak yerinde monte edilir, diğer direkler ise kaynaklı olarak yapılırlar. Ayrıca müşterek direk, transformatör direği, aydınlatma direği gibi çeşitli amaçlara uygun tiplerde yapılırlar. • Direklere gelen düşey yükler; iletken ağırlığı, direğin kendi ağırlığı, izolatör ağırlığı, buz yükü ve montör ağırlığıdır. Direklere gelen yatay yükler ise; iletkenleri çekme (germe) kuvveti, direğe ve iletkenlere etki eden rüzgar kuvvetidir. Direk, bütün bu kuvvetleri karşılayacak tepe kuvvetine sahip olmalıdır. Bu konu, direkler bölümünde geniş olarak ele alınacaktır.
İletken:
Elektriksel gücün taşınması için AG hava hatlarında örgülü Al iletken; OG, YG ve ÇYG hatlarında ise örgülü St-Al iletkenler kullanılır. Ayrıca ÇYG hatları demet iletkenli (her bir fazda, paralel bağlı iki veya daha fazla iletkenli) hat şeklinde tesis edilir. İletken kesiti, taşınacak güce göre belirlenir. İletkenlerin direnç, endüktans ve kapasiteleri nedeniyle hatlarda kayıplar oluşur. Bu kayıplar, yönetmeliklerde belirlenen sınırları aşamaz.
İletkenler, gerilme mukavemetleri dikkate alınarak iki direk arasında çekilir ve bu esnada sehim meydana gelir. Sehimin maksimum değeri, aynı zamanda direk boyunu belirler. İletkenlerin direkler üzerinde çekilmeleri ve ek yerlerinin yapımı (hat montajı) özel bir öneme sahiptir.
İzolatör:
Enerji nakil hatlarını ve baraları, toprağa karşı yalıtan ve mekanik yükleri taşıyan elemanlara izolatör denir. İzolatörler, elektrik akımına karşı büyük direnç gösteren ve sıcak/soğuk hava şartlarına dayanıklı malzemeler olan, porselen ve camdan imal edilirler. Bunlara ilaveten, epoksi reçineli izolatörler ve son zamanlarda geliştirilen silikon kompozit izolatörler de yaygın olarak kullanılmaya başlamıştır. İzolatörlerin, iletkenlere gelebilecek yükleri emniyetli bir şekilde taşıyabilmeleri için mekaniksel dayanımlarının da iyi olması gerekir.
Atlama Teli (Camper -jumper-):
Durdurucu direklerde, ayırıcı monte edilmiş direklerde ve iletim hatlarına ek hat bağlantısı alınan noktalarda, direk üzerinde enerji nakil hatlarının giriş ve çıkışını birleştiren iletkenlere atlama teli denir. Bağlantı için genellikle klemens kullanılır. Bu telin bağlantısı, herhangi bir mekanik gerilme kuvvetine maruz kalmayacak şekilde yapıldığından gevşek bağ olarak da isimlendirilir. Ana hattın devamını sağladığından ve aynı akımı taşıyacağından, kullanılacak iletken kesiti, birleştireceği hattın kesitiyle aynı olmalıdır.
Koruma Hattı (Toprak Teli):
YG ve ÇYG ’li hatlarda, yıldırımın faz hatlarına doğrudan düşmesini ve faz hatlarında yıldırım aşırı gerilimlerini oluşmasını önlemek amacıyla tesis edilirler. Koruma hatları, iletim hattı boyunca direğin en üst kısmında devam eder ve hattın iki ucunda şalt sahalarının üzerinde de çekilerek, şalt sahası topraklamasına irtibatlandırılır.
Yapılan teorik incelemeler, koruma hattının altıda kalan bölgede, koruma açısının α=30o ’lik bölümüne yıldırım düşmeyeceğini; yani bu bölgeye düşebilecek yıldırımların, koruma hattı üzerine çekileceğini göstermiştir. 30o ’den büyük açıların kapsadığı bölgeler koruma bölgesinin dışında olup, yıldırım düşme tehlikesine maruzdur. Bu bilgiler ışığında tesis edilen hatlarında, yıldırımların sadece koruma hatlarına ve direklere düştüğü, faz hatlarına hiç yıldırım düşmediği görülmüştür. Koruma hattının faz hattına düşey uzaklığı, tg α =a/h eşitliğinden hesaplanabilir. Burada a, faz iletkeni ile koruma hattı arasındaki yatay mesafedir.
Damper (Titreşim Sönümleyici) ve Görevi:
Enerji nakil hatları çeşitli nedenlerle titreşim yaparlar, Bunlar; ağır kuşların konması ve havalanması anındaki titreşimler, kar ve buzların kırılarak dökülmesinden kaynaklanan titreşimler ile rüzgarın neden olduğu titreşimlerdir. Bu kuvvet iletkenin yorulmasına dolayısıyla kopmasına sebep olabilir. Aynı titreşim izolatörde ve direklerin cıvatalarında gevşemelere neden olmaktadır. Bu titreşimler, iletkenlerin ağırlığından dolayı izolatörlere binen yükü bir kaç kat daha artırarak, kopmalarına neden olabilir. İşte bu titreşimlerin etkisini azaltmak için, izolatörlere yakın yere monte edilen elemanlara damper denir.
Ara tutucu (Spacer):
Demet iletkenlerde, iletkenler birbirlerine Ara Tutucu (Spacer) ile bağlanır. Demet iletkenlerdeki Ara Tutucular, hem faz iletkenlerinin hat boyunca birbirine olan mesafelerinin korunmasını sağlar ve hem de hatlarda oluşan titreşimler önemli derecede engeller. Titreşim oranı demetin şekline, Ara Tutucuların sayısına ve birbirine olan uzaklığa bağlıdır. İletken sayısına göre 2 'li 3 'lü 4 'lü 5 'li ve 6‘ lı olabilir.
Ark Boynuzu/Atlama Aralığı:
OG, YG ve ÇYG ’lerde hava hatlarında oluşan aşırı gerilimler nedeniyle izolatörler üzerinde yüzeysel atlama oluştuğunda, izolatörlerin tahrip olmaması için kullanılır.
Koruma (Korona) Halkası:
Korona olayı, YG ’lerde oluşan yüksek elektrik alanında havanın iyonize olması sonucu meydana gelir. Koruma (korona) halkası, YG ve ÇYG şalt sahalarında mesnet izolatörler, gerilim transformatörleri, parafudrlar gibi teçhizatın bara bağlantılarında, sivri uçlar civarında korona olayının meydana gelmesini önler. Ayrıca zincir izolatörlerde düzgün dağılımlı olmayan potansiyel dağılımını düzenler.
Elektrik Tesislerinde mevcut teçhizat aşağıda belirtilen gruplara ayrılır.
1-Enerji nakil hatları
2-Kesiciler
3-Ayırıcılar ve sigortalar
4-Parafudurlar
5-Güç transformatörleri
6-Akım ve gerilim trafoları
7-Röle ve ölçü aletleri
8-Tevzi tabloları
9-Kablo ve kablo başlıkları
10-Geçit izolatörleri
11-Topraklama tesisatları
12-Binalar ve hücreler
13-Bakım-işletme alet, edevat ve teçhizatı
14-Akümülatörler ve doğru akım sistemleri
15-Sokak lambaları
16-Kompanzasyon tesisleri,
Kaynaklar
http://ee.tek.firat.edu.tr/sites/ee.tek.firat.edu.tr/files/enerji%20sistemleri%20ders%20notu.pdf
Yorumlar
Yorum Gönder