Kategori: ELEKTRİK TEKNİK MAKALELER (Page 5 of 6)

DOĞRU (DC) VE ALTERNATİF AKIM (AC) NEDİR? AC DC FARKI

Mart 30, 2023 / / 0 Comments

Doğru (DC) ve Alternatif (AC) Akım Nedir? AC DC Farkı

Doğru akım DC ile alternatif akım AC ile gösterilir. AC DC farkı kısaca bahsetmek gerekirse; gerilim kaynakları, yüke bağlı olarak akımı oluşturur. Dolayısıyla akım ve gerilim ilişkisini iyi bilmeden bu tanımları yorumlamak doğru olmaz. Bir devrede hem gerilim hem de akım tipi aynı olmak zorundadır. İkisi de ya doğru akımdır ya da alternatif akımdır.

DC Akım Nedir? AC DC Farkı

AC DC farkından bahsetmeden önce DC akımdan bahsetmek gerekir. DC, İngilizce’de “Direct Current”, Türkçe’de doğru akım anlamına gelir. Devrenin gerilimi DC ise sabit tip bir gerilim genliği ve değeri vardır. Akım tek yönlü akar. DC devrenin akım ve gerilim formülü aşağıdaki gibidir. “V” veya “U” gerilimi ifade ederken, “I” akımı, R ise yükü temsil eder. Güç sadece aktif güçtür. Yük ise sadece direnç olur. Sabit tip akımda kondansatörler bir açık devre gibi davranırken, bobin ise kısa devre edilmiş bir hat gibi davranır. Doğru akım, yüklerin tek yönlü ve sabit voltajla hareket ettiği bir akım türüdür. Genellikle bataryalar, piller, güneş panelleri ve LED aydınlatmalar gibi sistemlerde kullanılır. Bu akım türünde voltaj dalgalanmaz, sabit kalır.

DC Akım Kullanım Alanları

Güneş panelleri (PV sistemler), elektrikli araçlar ve batarya sistemleri, dizüstü bilgisayarlar, mobil cihazlar, DC akım sınırlayıcı kullanılan hassas devreler olabilir.

    \[V=I.R\]

 

Farkında olmasak da DC gücü hayatımızın her alanında kullanıyoruz. Örneğin, cep telefonları, televizyonlar, bilgisayarlar gibi elektronik cihazlarda, otomobillerde DC güç kullanılırız. Prizden alınan AC güç, adaptörler vasıtasıyla DC güce çevrilir. Araçlarda ise DC gücü şarj alternatörlerin ürettiği AC enerjiyi DC güce çeviren elektronik devreler vasıtasıyla elde ederiz. Konutlar veya ticari binalarda, acil durum aydınlatması, güvenlik kamerası ve TV sistemleri, otomatik kontrol sistemleri gibi önemli alanlarda DC güç kullanılır. Akım, gerilim, güç, enerji gibi hesaplar AC sistemlere göre daha kolaydır. Ayrıca enerji depolanması DC güçte yapıldığından, DC güç hayatımızda önemli bir rol oynamaktadır.

DC güç aşağıdaki kaynaklardan elde edilir.

  • Kimyasal enerji vasıtasıyla batarya ve piller
  • Aküler
  • Fotovoltaik solar paneller
  • AC güçten DC güce çeviren güç elektroniği doğrultucu (rectifier) devreleri ve adaptörler

Alternatif Akım (AC) Nedir? AC DC Farkı

AC DC farkından bahsetmeden önce AC akımdan bahsetmek gerekir. AC, İngilizce’de “Alternating Current”, Türkçe’de değişken akım anlamına gelir. Genliği ve yönü periyodik olarak değişen elektriksel akımdır. Bu akımın mucidi Nikola Tesla’dır. Geçmişte DC güç yaygın olarak kullanılırken eksik yanlarını fark eden Nikola Tesla, alternatif akımı bulmuştur. Özellikle manyetizma ile döner alan yaratmasından dolayı generatör, motor, transformatör gibi elektrik makinelerinin insanlığa kazandırılmasında ve insanlığın teknolojik olarak gelişmesinde çok önemli bir rol oynamıştır.

Alternatif akım, yönünü belirli aralıklarla değiştiren, sinüzoidal yapıda bir akımdır. Şehir elektriği yani ev ve ofislerimizdeki prizlerde kullandığımız sistem alternatif akımla çalışır. Bu sistem sayesinde enerji uzun mesafelere daha az kayıpla iletilebilir.

Bu akım türünde en çok kullanılan dalga türü sinüsoidal dalgadır. Farklı uygulamalarda üçgen veya kare dalga gibi değişik dalga biçimleri de kullanılmaktadır. Ancak AC güç, sinüsoidal dalga olarak üretilebilmektedir. Üçgen ve kare dalga gibi diğer alternatif akım tipleri, elektronik devreler yardımıyla üretilir. Alternatör diye adlandırılan generatörler, alternatif akımın üretilmesini sağlayan elektrik makineleridir. Bu makineler Faraday Yasası’ndan yararlanarak AC akım üretir. Makinenin rotoru harici bir tahrik yöntemiyle döndürülerek, alternatif döner manyetik alanı ve akısı elde edilir. Çünkü alternatif akımın manyetik alanı ve akısı da alternatiftir. Statorda üç faz olarak sarılmış bobinler ise bu alternatif manyetik akıyı belirli bir açıyla keserek, statordaki bobinlerde alternatif gerilimin indüklenmesine sebep olur.

AC devrenin akım ve gerilim formülü aşağıdaki gibidir. “V” veya “U” gerilimi ifade ederken, “I” akımı, Z ise yükü temsil eder. Güç hem aktif hem de reaktif güç olabilir. Yük ise direnç, kondansatör ve bobinden oluşur. Formülde “R” direnci, “L” bobini, “C” kondansatörü, “w” açısal frekansı ve “t” ise zamanı temsil etmektedir.

    \[u(t)=R\;i(t)\;+\;L\frac{di}{dt}\;+\;\frac1C\int idt.\]

    \[u(t)=U_m\;\sin(wt).\]

Alternatif akımda frekans, periyot, faz, faz farkı, faz açısı gibi kavramlar vardır. Sinüs dalgasının tam bir turu, bir periyot olarak adlandırılır. Frekans ise periyodun tersidir yani sinüs dalgasının saniye başına döngü sayısıdır ve birimi Hertz’dir (Hz). Alternatif akımın veya gerilimin sıfırdan geçerek pozitif değerler almaya başladığı noktanın referans (başlangıç) noktasına göre açı (veya zaman) farkına faz veya faz açısı denir. Faz farkı ise, birden fazla alternatif akım veya gerilim büyüklüğünün (üç fazlı sistemlerde çok kullanılır) sıfır geçiş noktaları arasındaki açı farkına denir. Bu kavram, sadece aynı frekanslı büyüklükler arasında söz konusudur. Alternatif akımda en çok kullanılan büyüklük efektif (etkin) değerdir ve “rms” olarak sembolize edilir. Bu değer, alternatif akım değerinin DC değerine eş değerinin hesaplarda kullanılması için gereklidir. Örneğin bir akım 10 A DC olsun, alternatif akımda ise 10sinwt olarak düşünürsek burada akımın tepe değeri 10 A’dir. Sürekli 10 A değerini almayacağı için DC eş değeri tam olarak 10 A olarak hesaplarda kullanılmaz, değer biraz daha az olur. Efektif değer aşağıdaki formülle hesaplanır.

    \[U_{eff}\;=\frac{U_m}{\sqrt2}.\]

Alternatif akımda işlemler fazörel olarak yapılır. Genlik ve açıya bağlı olarak sinüsoidal büyüklükler fazörlerle gösterilerek hesaplamaların yapıldığı çözüm alanına fazör domen (frekans domeni, w- domeni) denir.

Alternatif Akım Hangi Alanlarda Kullanılır?

Dünyada tüm toplumlar elektrik alternatif gücü üç fazlı olarak üretir, iletir ve dağıtır. Alternatif akımın frekansı farklı olabilir. Genelde Avrupa, Asya ve Afrika ülkeleri (Suudi Arabistan hariç) 50 Hz frekanslı alternatif akım kullanırken, Kuzey ve Güney Amerika’da 60 Hz kullanılır. Senkron ve asenkron motorlar alternatif akım üretirler ancak alternatif depolanamamaktadır. Transformatörler alternatif gerilimin değerini başka bir gerilime dönüştürürken elektrik motorları ise alternatif akımı kullanarak mekanik enerji üreterek insanlığın gelişmesine katkıda bulunurlar. Bu üç makine tipinin alternatif akımı kullanmasının sebebi, alternatif manyetik alan veya akı ihtiyacına, başka bir değişle reaktif güce ihtiyaç duymalarıdır. Çünkü DC akımda sadece aktif güç vardır. Ancak alternatif akımda hem aktif hem de reaktif güç bulunmaktadır. Makinelerin yapısı gereği reaktif gücü kullanarak elektrik üretir, gerilim çevirir veya mekanik enerji elde edebilir. Evlerimize gelen güç de tek fazlı alternatif güçtür. Aynı şekilde elektrik makineleri haricinde alternatif gücü kullanan bazı diğer elemanlar armatürler, aydınlatma ekipmanları, enerjinin uzun mesafelerde iletilmesinde kullanılan enerji iletim hatları, çamaşır makineleri, fırın, buzdolabı gibi ev cihazları örnek verilebilir. Ev prizleri ve şebeke sistemleri, sanayi tipi motorlar, jeneratörler, trafo ve iletim hatları, ev içi kaçak akım korumalarında (örneğin legrand kaçak akım rolesi) kullanılabilir.

Alternatif akım (AC akım) ve doğru akım (DC akım), elektrik enerjisinin iki temel türüdür. AC DC farkı anlatılacak olursa; alternatif akım, yönünü periyodik olarak değiştiren bir akım türüdür ve genellikle evlerde kullanılan elektrik sistemlerinde tercih edilir. Örneğin, evlerimizdeki 220V şebeke elektriği bir alternatif akım örneğidir. Alternatif akım özellikleri, uzun mesafelere enerji iletiminde daha az kayıp sağlaması ve kolaylıkla dönüştürülebilmesiyle ön plana çıkar. Nikola Tesla alternatif akımın gelişimine öncülük ederek modern enerji sistemlerinin temelini atmıştır. Diğer yandan, doğru akım (DC akım), sabit bir yön ve büyüklükte akan bir elektrik akımıdır. Doğru akım devreleri, genellikle pil ve batarya gibi enerji kaynaklarında kullanılır. Alternatif akım ve doğru akım arasındaki farklar, enerjinin iletim şekli ve kullanım alanlarında ortaya çıkar. Örneğin, doğru akımı alternatif akıma çevirme işlemi için dc ac dönüştürücüler, alternatif akımı doğru akıma çevirme işlemi için ise ac dc çeviriciler veya ac dc konvertörler kullanılır. Günümüzde, 220V 5V dönüştürücü gibi cihazlar, AC akımı DC akıma dönüştürerek elektronik cihazların çalışmasını sağlar. Ayrıca, legrand kaçak akım rolesi gibi güvenlik ekipmanları, AC sistemlerde kaçak akımı tespit ederek cihazları ve kullanıcıları korur. Hem AC hem de DC akım sistemleri için çeşitli dönüştürücüler (ac dc dönüştürücü, ac dc çevirici, dc ac dönüştürücü) enerji dönüşümünde önemli bir rol oynar. Sonuç olarak, alternatif ve doğru akım farklı kullanım alanlarına sahip olup, modern elektrik sistemlerinde bir arada kullanılmaktadır. Bu akım türlerini ve dönüşüm yöntemlerini anlamak, enerji verimliliği ve cihaz güvenliği açısından kritik öneme sahiptir.

AC ve DC Akım Sistemlerinde Modern Bileşenlerin Rolü

AC ve DC akımlar, modern elektrik sistemlerinde farklı uygulamalar için vazgeçilmezdir. AC DC farkı burada ortaya çıkar. Bu sistemlerde kullanılan cihazlar ve bileşenler, enerjinin verimli bir şekilde iletilmesini ve kontrol edilmesini sağlar. Örneğin, IRM 20 12, IRM 03 5, ve IRM 30 24 gibi bileşenler, doğru akımı (DC akım) düzenlemek için kullanılan regülatörlerdir. Bu tür AC DC regülatör sistemleri, enerji dönüşümünde hassas kontrol sağlar. Siemens tarafından üretilen 6ES7214-1BG40-0XB0, 6ES7215-1BG40-0XB0, ve 6ES7212-1BE40-0XB0 modelleri, endüstriyel otomasyon sistemlerinde hem AC hem de DC akımları kontrol edebilen programlanabilir lojik kontrolörlerdir. ABB AF16-30-10-13, AF52-30-11, ve AF65-30-11-13 gibi kontaktörler ise AC/DC sistemlerinde güvenilir bir şekilde güç yönetimi sağlar. DC AC dönüştürücüler ve AC DC konvertör sistemleri, enerjinin bir akım türünden diğerine dönüştürülmesinde kritik öneme sahiptir. Örneğin, 3RT2916-1BB00, 3RT2046-1NB30, ve 3RT1056-6AB36 gibi komponentler, AC ve DC akımların endüstriyel kontrol sistemlerinde güvenli ve verimli bir şekilde kullanılmasını sağlar.ABB ve Siemens gibi üreticilerin geliştirdiği AF80-30-11, AF96-30-11, ve 3SU1401-1BB20-1AA0 gibi cihazlar, özellikle karmaşık enerji dönüşüm uygulamalarında kullanılır. Bu bileşenler, AC DC regülatör ve konvertör sistemlerine entegre edilerek, enerji verimliliğini artırır ve sistem güvenilirliğini sağlar. Sonuç olarak, AC ve DC akımların etkin bir şekilde yönetimi, yüksek kaliteli komponentler ve dönüştürücü sistemler sayesinde mümkün hale gelir. Bu teknolojiler, endüstriyel otomasyondan enerji yönetimine kadar geniş bir alanda uygulanarak modern yaşamın temelini oluşturur.

Elektronik projelerde kullanılan xl4016 ve xl4015 akım ve voltaj ayarlı DC-DC modüller, genellikle devre kartlarında voltaj düşürme ve akım sınırlama için tercih edilir. Bu modüller, hassas uygulamalarda güvenlik sağlar.

Ayrıca, sistem koruması için ez9r63463 ve ez9r05463 gibi legrand marka kaçak akım koruma anahtarı modelleri, AC akım tarafında kullanıcıyı kaçak akım risklerine karşı korumak için kritik rol oynar.

DC mi AC mi daha güvenli? AC DC Farkı

DC düşük voltajla çalıştığı için genelde daha güvenlidir. Ancak yüksek akımlı DC sistemlerinde temas tehlikelidir. AC DC farkı burada ortaya çıkmaktadır.

DC neden AC’ye çevrilir?

Çünkü evdeki cihazlar AC ile çalışır. Güneş paneli gibi kaynaklar DC üretir; bu nedenle dönüşüm gereklidir. AC DC farkı burada ortaya çıkmaktadır.

Legrand kaçak akım rolesi neden kullanılır?

AC akımda insan sağlığını korumak için kullanılır. Kaçak akım algılandığında hattı keserek güvenliği sağlar.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

GENERATÖRLERİN KISA DEVRE AKIMINA ETKİSİ

Mart 5, 2023 / / 0 Comments

Generatörlerin Kısa Devre Akımına Etkisi

Güç şebekelerinde herhangi bir noktada meydana gelen kısa devre akımının hesaplanmasında endüktif yükler ve generatörler (üreteçler) önemli rol oynar. Özellikle senkron veya asenkron generatörlerin yapısı gereği endüvi reaksiyonu, uyarma alanı, stator ve rotorda meydana gelen kaçak reaktanslar kısa devre akımını etkiler. Bu neden generatörlerin üç tip kısa devre reaktansı vardır. Bunlar subtransient (başlangıç), transient (geçici) ve sürekli reaktans olarak isimlendirilir. Bu reaktanslar, kısa devre arıza akımı oluştuktan hemen sonraki ilk periyotta etkili olur ve başlangıçta kısa devre akım genliğinin, efektif değerinin yükselmesine neden olmaktadır. Bu konu generatöre yakın kısa devre ve generatöre uzak kısa devre olarak iki ana başlıkta incelenmektedir.

Generatöre Yakın Kısa Devre Analizi

Kısa devre arızası boyunca generatörün uyarma alanı, endüvi reaksiyonundan dolayı zayıflar ve generatörün gerilimi, arıza önceki değerine göre azalır. Bu da generatörün empedansının artması demektir (generatör gücünü sabit kaldığını düşünecek olursak). Empedansın artması kısa devre akımını düşürmesi anlamına gelir ki generatöre yakın kısa devre analizinde subtransient süresi generatörden uzak kısa devre arıza akımına göre daha çok daha kısadır. Darbe kısa devre akımı ve başlangıç kısa devre akımı bu nedenden dolayı hemen düşer ve kararlı hale gelir. Kısa devre akımı endüvi reaksiyonuna sebep olur generatörün uyarma alanını zayıflatır. Bu nedenle de generatörün ürettiği EMK’yı azaltır. Bu sürede kısa devre akımı bir süre daha kararsızdır, bu süreye transient (geçici) süre denir. Daha sonra ise kısa devre akımı kararlı bir hal alır. Özetle, aşağıdaki grafikte görüldüğü gibi generatörün bulunduğu bir hatta kısa devre olduğu zaman subtransient süresi çok kısa, transient süresi biraz daha uzun sürer ve arıza akımı kararlı bir hal alır.

Generatöre Yakın Kısa Devre Akımı Değişimi

Generatöre Uzak Kısa Devre Analizi

Kısa devre arızası generatörden uzak bir noktada meydana gelirse, generatör empedansının etkisi, şebeke empedansının etkisinin yanında çok düşük kalır, etkisini kaybeder. O zaman kısa devre akımının geçici hal süreleri değişir. Bu değişim aşağıdaki grafikteki gibi olur. Şekilden anlaşılacağı gibi, başlangıç kısa devre akımının değeri, sürekli kısa devre akımın değerine çok yakındır. Bunun nedeni ise, şebekenin empedansı generatör empedansından daha büyük olduğu için generatör uçlarında daha büyük bir EMK, dolayısıyla gerilim oluşur. Bu gerilim, yükleri bir süre daha besleyeceğinden kısa devre akımını küçültmüş olur. Dolayısıyla arıza oluştuktan sonraki ilk periyotta arıza akımı değişimi çok büyük olmaz.

Generatöre Uzak Kısa Devre Akımı Değişimi

Sonuç olarak, kısa devre analizi yaparken güç sisteminde bir generatörün olup olmadığı bilinmelidir. Çünkü eğer sistemde generatör varsa, arıza başladıktan sonraki ilk periyotta başlangıç kısa devre akımı ve darbe akımı daha yüksek çıkabilir. Bu değere göre koruma elemanlarının anahtarlama boyutlandırılması yapılması gerekmektedir.

Generatörlerin Kısa Devre Akımına Etkisi

Jeneratörlerin kısa devre akımına etkisi, jeneratörün türü, gücü ve tasarımına bağlı olarak değişir. Örneğin, kiralık mobil jeneratör kullanıldığında, kısa devre durumunda hızlı bir yanıt sağlanarak sistemin korunması hedeflenir. Kohler marin jeneratör, suyla çalışan sistemlerde güvenilir bir enerji kaynağı sağlarken, kısa devre akımını sınırlamak için özel tasarım özelliklerine sahiptir. Benzer şekilde, imc jeneratör ve vanguard jeneratörler, kısa devre akımı sırasında sistemin kararlılığını artırmak için modern teknolojilerle donatılmıştır. Silent jeneratör veya süper sessiz jeneratör gibi modeller, kısa devre durumunda düşük gürültü avantajıyla dikkat çekerken, 70 kVA Aksa jeneratör gibi yüksek kapasiteli jeneratörler, kısa devre akımını dengeleme yetenekleriyle endüstriyel alanlarda tercih edilir. Özellikle türbin jeneratör ve su türbini jeneratör gibi yenilikçi sistemler, suyla çalışan uygulamalarda kısa devre akımının kontrolü için optimize edilmiştir. Sistem tasarımında kullanılan jeneratörün gücü, örneğin 165 kW jeneratör veya 220 kVA jeneratör, kısa devre hesaplarında kritik bir faktördür. Bu tür jeneratörlerin doğru seçimi, kısa devre durumunda enerji sisteminin güvenliğini sağlar. Son olarak, kiralık jeneratör fiyatları ile ekonomik seçenekler, kısa süreli projelerde kısa devre yönetimi için pratik çözümler sunar.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

GÜÇ SİSTEMLERİNDE KISA DEVRE – ARIZA TİPLERİ VE FORMÜLLER

Mart 4, 2023 / / 0 Comments

Kısa Devre Formülleri

Kısa Devre Arıza Türleri

Güç sistemlerinde kısa devre formülleri konusunu inceleyecek olursak, kısa devre analizinde teoride dört çeşit kısa devre arıza tipi vardır. Bu arızalar kısa devre formülleri ile hesaplanmaktadır.

  • Üç faz kısa devre akımı
  • Faz-toprak kısa devre akımı
  • Faz-faz kısa devre akımı
  • Faz-faz-toprak kısa devre akımı

Bu dört tip kısa devre arıza akımlarından simetrik arızalar üç faz kısa devre arızasıdır. Diğer üç arıza akımı tipi asimetrik arıza akımlarıdır. Güç sistemlerinde arızaların çoğu (genelde %50’sinden fazla) faz-toprak kısa devre arızası olarak meydana gelmektedir. Kısa devre hesapları yapılırken transformatörlerin ana kademesinde olduğu, ark dirençlerinin hesaba katılmadığı, kısa devrenin olduğu noktada eşdeğer bir gerilim kaynağının olduğu ve kısa devre eşdeğer devrelerinde arıza üzerinde yer alan elemanların pozitif, negatif ve sıfır bileşen empedanslarının belirlenebildiği varsayılarak formüller oluşturulmuştur.

Kısa Devre Formülleri

Üç Faz Toprak Kısa Devre Arızası

Üç fazlı kısa devre arızası simetrik (dengeli) bir arızadır ve üç fazında birbirleriyle teması sonucu oluşur. Aşağıdaki şekilde arızanın genel görünümü verilmiştir. Zf ise arızanın toprak empedansını simgelemektedir ve sıfır olarak düşünülecektir. Bu tür arıza tipinde yıldız noktasının toprağa bir direnç üzerinden bağlı olması akımın büyüklüğünü değiştirmez.

Üç Faz Toprak Kısa Devre Arıza Durumu

Burada, arızanın meydana geldiği noktadan, ilerlediği hat boyunca tüm elektrik ekipmanlarının (transformatör, enerji iletim hatları, kablolar vb.) kısa devre empedansları hesaplanır ve sonrasında kısa devre eşdeğer devresi oluşturulur. Bu devre aslında simetrili bileşenlerde pozitif bileşen devresine denk gelmektedir. Arıza dengeli olduğu için, negatif ve sıfır bileşenler pozitif bileşen devresiyle temas kurmaz ve sadece pozitif bileşen devresinde işlem yapılır.

Örnek Bir Güç Sistemi

Yukarıda örnek, basit bir güç sistemi verilmiştir. Buna göre üç faz kısa devre eşdeğer devresi aşağıdaki gibi olacaktır.

Güç Sisteminin Kısa Devre Eşdeğer Devresi

Buradan arıza akımı aşağıdaki kısa devre formülü ile bulunur (ZF=0 düşünülmüştür).

    \[I'_k\;=\frac{\displaystyle\frac{c\;U_n}{\sqrt3}}{(Z_{QT}+Z_{TK}+Z_L)}\]

Faz-Toprak Kısa Devre Arızası

Faz-toprak kısa devresinde ise bir faz iletkeninin herhangi bir nedenden dolayı toprak irtibatlı bir nesneye teması sonucu oluşan bir arızadır. Toprak empedansını ihmal edecek olursak simetrili bileşen eşdeğer devresi aşağıdaki şekilde olacaktır.

Faz-Toprak Arızası Simetrili Bileşen Eşdeğer Devresi

Buradan a fazının pozitif, negatif ve sıfır bileşen kısa devre akımı aşağıdaki kısa devre formülleri ile bulunur.

    \[I_0=I_1=I_2=\frac{V_H}{(Z_0+Z_1+Z_2)}.\]

Simetrili bileşen matrisinden a fazının kısa devre akımı aşağıdaki formülle bulunur.

    \[I_a=\frac{3V_H}{(Z_0+Z_1+Z_2)}.\]

Faz-Faz Kısa Devre Arızası

Faz-faz kısa devre arızası, iki fazın birbirlerine teması sonucu olur ve gösterimi aşağıda verilmiştir.

Faz-Faz Kısa Devre Arıza Durumu

Bu arıza tipinde simetrili bileşen devre görünümü aşağıdaki gibi olacaktır (toprak empedansı ihmal edilmiştir).

Faz-Faz Kısa Devre Simetrili Bileşen Eşdeğer Devreleri

Burada simetrili bileşen devrelerinde kısa devre akımları aşağıdaki gibi olur.

    \[I_0=0.\]

    \[I_1=-I_2=\frac{V_H}{(Z_1+Z_2)}.\]

“b” ve “c” fazlarının birbirlerine temas ettiğini düşünecek olursa simetrili bileşen matrislerinden b ve c fazlarının kısa devre akımları aşağıdaki formülle hesaplanır.

    \[I_b=-I_c=\frac{j\sqrt3V_H}{(Z_1+Z_2)}.\]

Faz-Faz-Toprak Kısa Devre Arızası

Faz-faz-toprak kısa devre arızası, iki fazın birbirleriyle ve ekstra toprakla temaslı bir noktaya temas etmesinden meydana gelir. Arızanın görünümü aşağıdaki gibidir.

Faz-Faz-Toprak Kısa Devre Arıza Durumu

Bu arıza tipinin simetrili bileşen eş değer devresi aşağıdaki gibidir. Burada toprak empedansı ihmal edilmiştir.

Faz-Faz-Toprak Kısa Devre Simetrili Bileşen Eşdeğer Devresi

Burada simetrili bileşen devrelerinde kısa devre akımları akım bölme kuralına göre I1, I2 ve I0 bulunur. “a” ve “b” fazlarının birbirlerine ve toprakla temas ettiğini düşünecek olursa simetrili bileşen matrislerinden a ve b fazlarının kısa devre akımları aşağıdaki formülle hesaplanır.

    \[I_a=-I_b=j\sqrt3\frac{V_H\;(Z_0-a^2Z_1)}{Z_1(Z_1+2Z_0)}.\]

Bu tüm kısa devre analizlerinde eğer toprak kısa devre empedansını da eklemek istersek, bu değeri tüm simetrili bileşen devrelerinde göstermek gerekir. Devrelerde pozitif, negatif ve sıfır bileşen akımları hesaplanır. Sonrasında da simetrili bileşen matrisinden kısa devre faz akımları bulunur. Kısa devrenin olduğu noktada gerilimler düşer. Gerilimler de aynı şekilde simetrili matrisler yardımıyla önce simetrili bileşenler, sonrasında da faz gerilimleri simetrili bileşenler matrisi yardımıyla hesaplanır.

Kısa Devre Formülleri ve Kısa Devre Testi

Kısa devre formülleri konusunu inceleyecek olursak, kısa devre bir elektrik devresindeki iki nokta arasında dirençsiz veya çok düşük dirençli bir yol oluşmasıyla meydana gelir. Bu durum, kısa devre akımı olarak adlandırılan, normalden çok daha yüksek bir akımın oluşmasına neden olur ve devre elemanlarının zarar görmesine yol açabilir. Elektrik ve elektronik sistemlerde kısa devreyi önlemek veya oluştuğunda tespit etmek için çeşitli yöntemler ve ekipmanlar kullanılır. Kısa devre testi, devrede kısa devre olup olmadığını anlamak için multimetre ile yapılan yaygın bir yöntemdir. Özellikle kabloda kısa devre bulma veya elektronik devrede kısa devre bulma gibi uygulamalarda bu test oldukça önemlidir. Ayrıca, trafo kısa devre testi ve transformatör kısa devre testi, güç sistemlerindeki ekipmanların güvenli çalışmasını sağlamak için kritik testlerdir.

Faz toprak kısa devre, nötr toprak arası kısa devre ve toprak ve nötr kısa devre gibi arızalar, elektrik sistemlerinde yaygın görülen kısa devre türlerindendir. Bu durumlarda, doğru kısa devre hesapları yapılmalı ve diyot ile kısa devre koruması veya mosfet kısa devre koruma gibi yöntemler kullanılmalıdır. Elektronik devrelerde kısa devre koruması için genellikle diyot, mosfet ve kondansatör kısa devre önleme devreleri kullanılır. Ayrıca, şaseye kısa devre veya rezistans kısa devre gibi durumları tespit etmek için multimetre kısa devre testi yapılabilir. Grup kısa devre gibi daha karmaşık durumlar ise daha ileri düzey analiz gerektirir. Kısa devre örnekleri incelenerek, arızaların nasıl önlenebileceği ve giderileceği öğrenilebilir. Örneğin, nötr ile toprak kısa devre arızası genellikle yanlış bağlantılardan kaynaklanır ve dikkatlice kontrol edilmelidir. Böylece, sistemlerin güvenli ve uzun ömürlü çalışması sağlanabilir.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

GÜÇ SİSTEMLERİNDE KISA DEVRE – SİMETRİLİ BİLEŞENLER

Mart 4, 2023 / / 0 Comments

Simetrili Bileşenler

Teoride dört çeşit kısa devre arıza tipi vardır. Bunlar; üç faz, faz-toprak, faz-faz ve faz-faz-toprak kısa devre akımlarıdır. Bu dört tip kısa devre arıza akımlarından üç faz kısa devre olanı simetrik (dengeli) olup, diğerleri asimetrik (dengesiz) arızadır. Kısa devre arıza akımı hesabı yapılırken empedans metodu ve simetrili bileşenler metodu kullanılır. Üç fazlı alternatif akım güç sistemleri teoride dengeli olduğu kabul edilir. Aslında pratikte, gerçek uygulamalarda sistem genelde dengesizdir. Özellikle dengesiz sistemlerde kısa devre arıza akımını hesaplamak çok zor ve karışıktır. Hatta sistem büyük ise, işinden içinden çıkılmaz hal alır. Buna çare olmak adına simetrili bileşenler yöntemi dengesiz güç sistemlerinde kısa devre arıza akımını ve etkilerini hesaplamada kullanılır.

Simetrili Bileşenler

Üç fazlı sistemlerde simetrili bileşenler metodu uygulandığında üç adet bileşen devresi elde edilir. Bunlar; pozitif, negatif ve sıfır bileşen devreleridir. Eğer güç sistemi dengeli ise bu üç bileşen birbirlerinden bağımsızdır, aralarında elektriksel herhangi bir bağlantı bulunmaz. Ancak sistem dengesiz hale gelirse, bileşen devreleri arıza tipine göre birbirlerine bağlı duruma gelirler ve sistemin analizi daha kolay hale gelir.

Simetrili Bileşen Fazör Diyagramları

Fazörel olarak gösterimi kolaylaştırmak için bir a operatörü kullanılır.

    \[a=1\angle120^\circ\]

    \[a^2=1\angle240^\circ\]

Burada simetrili bileşen (1, 2, 0) fazör diyagramlarından yararlanılarak her bir fazın (a, b, c) akım ve gerilim matrisleri aşağıdaki şekilde oluşturulur. Burada a fazı referans olarak alınmıştır. V0, V1, V2 ve I0, I1, I2 parametreleri a fazının gerilim ve akım değerlerinin sırasıyla sıfır, pozitif ve negatif bileşenlerini ifade etmektedir.

Gerilim parametrelerinin simetrili bileşen cinsinden matris değerleri aşağıdaki gibidir.

    \[\begin{bmatrix}V_a\\V_b\\V_c\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}1&1&1\\1&a^2&a\\1&a&a^2\end{bmatrix}\begin{bmatrix}V_0\\V_1\\V_2\end{bmatrix}\\\\\]

    \[\begin{bmatrix}V_0\\V_1\\V_2\end{bmatrix}=\frac13\begin{bmatrix}1&1&1\\1&a&a^2\\1&a^2&a\end{bmatrix}\begin{bmatrix}V_a\\V_b\\V_c\end{bmatrix}\]

Akım parametrelerinin simetrili bileşen cinsinden matris değerleri aşağıdaki gibidir.

    \[\begin{bmatrix}I_a\\I_b\\I_c\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}1&1&1\\1&a^2&a\\1&a&a^2\end{bmatrix}\begin{bmatrix}I_0\\I_1\\I_2\end{bmatrix}\\\\\]

    \[\begin{bmatrix}I_0\\I_1\\I_2\end{bmatrix}=\frac13\begin{bmatrix}1&1&1\\1&a&a^2\\1&a^2&a\end{bmatrix}\begin{bmatrix}I_a\\I_b\\I_c\end{bmatrix}\]

Güç Sistemlerinde Kısa Devre Arıza Akımı ve Yük Akışı Analizi Hangi Programlarla Yapılır?

Günümüzde teknolojinin gelişmesiyle güç sistemleri artık manuel olarak yük akışı ve kısa devre analizi yapılmamaktadır. Bunun yerine birçok bilgisayar simülasyon yazılım programları kullanılmaktadır. Bu programlardan en çok kullanılanları ETAP, PSCAD ve MATLAB Simulink programlarıdır.

Kısa Devre

Kısa devre, bir elektrik devresindeki iki nokta arasında dirençsiz veya çok düşük dirençli bir yol oluşmasıyla meydana gelir. Bu durum, kısa devre akımı olarak adlandırılan, normalden çok daha yüksek bir akımın oluşmasına neden olur ve devre elemanlarının zarar görmesine yol açabilir. Elektrik ve elektronik sistemlerde kısa devreyi önlemek veya oluştuğunda tespit etmek için çeşitli yöntemler ve ekipmanlar kullanılır. Kısa devre testi, devrede kısa devre olup olmadığını anlamak için multimetre ile yapılan yaygın bir yöntemdir. Özellikle kabloda kısa devre bulma veya elektronik devrede kısa devre bulma gibi uygulamalarda bu test oldukça önemlidir. Ayrıca, trafo kısa devre testi ve transformatör kısa devre testi, güç sistemlerindeki ekipmanların güvenli çalışmasını sağlamak için kritik testlerdir.

Faz toprak kısa devre, nötr toprak arası kısa devre ve toprak ve nötr kısa devre gibi arızalar, elektrik sistemlerinde yaygın görülen kısa devre türlerindendir. Bu durumlarda, doğru kısa devre hesapları yapılmalı ve diyot ile kısa devre koruması veya mosfet kısa devre koruma gibi yöntemler kullanılmalıdır. Elektronik devrelerde kısa devre koruması için genellikle diyot, mosfet ve kondansatör kısa devre önleme devreleri kullanılır. Ayrıca, şaseye kısa devre veya rezistans kısa devre gibi durumları tespit etmek için multimetre kısa devre testi yapılabilir. Grup kısa devre gibi daha karmaşık durumlar ise daha ileri düzey analiz gerektirir. Kısa devre örnekleri incelenerek, arızaların nasıl önlenebileceği ve giderileceği öğrenilebilir. Örneğin, nötr ile toprak kısa devre arızası genellikle yanlış bağlantılardan kaynaklanır ve dikkatlice kontrol edilmelidir. Böylece, sistemlerin güvenli ve uzun ömürlü çalışması sağlanabilir.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

GÜÇ SİSTEMLERİNDE KISA DEVRE – KISA DEVRE AKIMI PARAMETRELERİ

Mart 4, 2023 / / 0 Comments

Güç Sistemlerinde Kısa Devre Parametreleri

Kısa devre analizi yapmak için kısa devre parametreleri belirlenmelidir. Bir güç sisteminde kısa devre akımı arızası olduğunda oluşan arıza akımının büyüklüğü zamana göre değişir ve sonra kararlı hale oturur. Önce bir “transient” denilen geçici durumu vardır, sonra ise akımın değeri sürekli sabit bir noktaya ulaşır. Arıza oluştuktan çok kısa bir süre sonra (bu süre ms mertebelerindedir) çok yüksek akımlar meydana gelir ve bu çok tehlikelidir. Bu yüzden güç sistemini meydana getiren tesis elemanlarının boyutlandırılmasında, şebekedeki tesis elemanlarının korunması konusunda bu değerlerin önceden hesaplanması ve buna göre koruma elemanlarının seçilmesi çok önemlidir. Şimdi bu parametrelerin neler olduğuna bir göz atalım.

Kısa Devre Parametreleri Nelerdir?

Subtransient (başlangıç) kısa devre akımı (I’’k) : Arıza olduktan sonra kısa devre akımının ilk periyottaki en büyük değeridir. Aşağıdaki formülle hesaplanır.

    \[I^{''}k=2\sqrt2\;I_k\]

Transient (geçiş) kısa devre akımı (I’k): Bu değer, arızada ilk başta oluşan subtransient (başlangıç) kısa devre akımıyla sürekli kısa devre akım değerinin arasındaki geçiş akımıdır. Kısa sürelidir. Sürenin uzunluğu, kısa devrenin generatöre yakın veya uzak kısa devre olması ile ilişkilidir.

Sürekli kısa devre akımı (Ik): Bu değer, artık kısa devre arıza akımının kalıcı, dengeye ulaştığı akım değeridir. Referans alınan kısa devre akımıdır. Arıza olduktan sonra arıza akımı dengeye ulaştığında, sistemden beslenen yükler etkilenirler.

Darbe kısa devre akımı (Ip): Bu değer, arıza başladıktan sonra akımın ilk periyottaki maksimum değeridir. Efektif değer değildir, ortalama 10 ms sonra arıza akımı değeri bu noktaya ulaşır. Aşağıdaki formülle hesaplanır. Formülde belirtilen “K” sabiti, tesisat elemanlarının R/X oranına bağlı olarak 1 ile 2 değerleri arasında bir sabit kabul edilir.

    \[I^{''}k=K\sqrt2\;I_k\]

Kısa devre açma akımı (Ib): Kısa devre arızasının kesmesi için kesicinin kontaklarını ayırabileceği alternatif akımın efektif değeridir. Bu değere göre anahtarlama ekipmanlarının zorlanma derecesi tayin edilir. Güç sistemindeki tesis elemanlarının hangi değerde ne kadar süre boyunca dayanıp anahtarlamanın yapılacağı hesaplanır. Böylece minimum açma ve gecikme süreleri tayin edilir.

Kısa Devre Empedansı

Kısa devre parametreleri, kısa devre akımının hesaplanması için arıza olduğu, onu takip eden hat boyunca tesis elemanlarının kısa devre empedansları hesaplanır. Bu empedans değeri direnç ve reaktans olarak veya sadece reaktans olarak hesaba katılır. Dirençler çoğu durumda ihmal edilir. Çünkü kısa devre anında endüktif yüklerin empedans değerinin büyük bir kısmını reaktans oluşturmaktadır. Bu değer yanında direnç değeri çok ufak bir değer kaldığından ve hesapların da kolaylaşması için dirençler ihmal edilebilir. Kısa devre empedans değerini elde etmek için aşağıdaki parametrelerin kısa devre empedanslarını bilmek gerekir. Bu parametreler uygulamaya göre daha da artabilir.

  • Şebeke kısa devre gücü
  • Şebeke kısa devre empedansı
  • Generatör subtransient, transient ve sürekli hal reaktansı
  • Elektrik motorların subtransient, transient ve sürekli hal reaktansı
  • Enerji iletim hatları empedansı
  • Kablo empedansı
  • Transformatör empedansı
  • Reaktör empedansı

Eşdeğer Gerilim Kaynağı

Kısa devre arıza akımını hesaplarken kısa devre eşdeğer devresi oluşturulur. Arızanın meydana geldiği noktadaki gerilimin farklı olması ve tam olarak ortaya konulamaması nedeniyle sistemin yapısına uygun bir eşdeğer gerilim kaynağının belirlenmesi gerekir. Bu değerin belirlenmesinde generatörlerin, statik yüklerin ve transformatörlerin kademe pozisyonlarının önemli etkisi vardır. Kısa devre empedansları belirlenip, eşdeğer devre oluşturulduktan sonra kısa devre noktasında bir kaynak olduğu kabul edilerek, diğer bütün kaynaklar kısa devre edilir ve eşdeğer gerilim kaynağının arızayı beslediği düşünülerek hesap yapılır. Bu değer aşağıdaki formülle hesaplanır.

    \[V_f=\frac{c\;U_n}{\sqrt3}\]

Formülde belirtilen “c” katsayısı gerilim faktörünü göstermektedir ve IEC standartlarına göre belirlenmiş olan aşağıdaki tablodan seçilir.

Nominal GerilimGerilimc maxc min
Alçak Gerilim0,4 kV10.95
Orta Gerilim1-36 kV1.11
Yüksek Gerilim35-230 kV1.11

Kısa Devre Testi

Kısa devre, bir elektrik devresindeki iki nokta arasında dirençsiz veya çok düşük dirençli bir yol oluşmasıyla meydana gelir. Bu durum, kısa devre akımı olarak adlandırılan, normalden çok daha yüksek bir akımın oluşmasına neden olur ve devre elemanlarının zarar görmesine yol açabilir. Elektrik ve elektronik sistemlerde kısa devreyi önlemek veya oluştuğunda tespit etmek için çeşitli yöntemler ve ekipmanlar kullanılır. Kısa devre testi, devrede kısa devre olup olmadığını anlamak için multimetre ile yapılan yaygın bir yöntemdir. Özellikle kabloda kısa devre bulma veya elektronik devrede kısa devre bulma gibi uygulamalarda bu test oldukça önemlidir. Ayrıca, trafo kısa devre testi ve transformatör kısa devre testi, güç sistemlerindeki ekipmanların güvenli çalışmasını sağlamak için kritik testlerdir.

Faz toprak kısa devre, nötr toprak arası kısa devre ve toprak ve nötr kısa devre gibi arızalar, elektrik sistemlerinde yaygın görülen kısa devre türlerindendir. Bu durumlarda, doğru kısa devre hesapları yapılmalı ve diyot ile kısa devre koruması veya mosfet kısa devre koruma gibi yöntemler kullanılmalıdır. Elektronik devrelerde kısa devre koruması için genellikle diyot, mosfet ve kondansatör kısa devre önleme devreleri kullanılır. Ayrıca, şaseye kısa devre veya rezistans kısa devre gibi durumları tespit etmek için multimetre kısa devre testi yapılabilir. Grup kısa devre gibi daha karmaşık durumlar ise daha ileri düzey analiz gerektirir. Kısa devre örnekleri incelenerek, arızaların nasıl önlenebileceği ve giderileceği öğrenilebilir. Örneğin, nötr ile toprak kısa devre arızası genellikle yanlış bağlantılardan kaynaklanır ve dikkatlice kontrol edilmelidir. Böylece, sistemlerin güvenli ve uzun ömürlü çalışması sağlanabilir.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

KISA DEVRE NEDİR, NASIL OLUR?

Mart 4, 2023 / / 0 Comments

Kısa Devre Nedir?

Kısa devre nedir sorusuna cevap vermek için önce elektriğin üretim, iletim ve dağıtım sistemlerini bilmek gerekir. Elektriği güç santrallerinde üretiyor, transformatörlerle gerilimi artırıp enerji iletim hatlarıyla taşıyor, yine transformatörlerle gerilimi düşürüp tüketicilere (yüklere) dağıtıyoruz. Bu hat üzerinde bir arıza olduğunda enerji kesintisi riski bulunmaktadır. Bu arıza türlerinden biri kısa devre akımı arızasıdır.

Kısa devre, bir devrede genellikle farklı gerilimli iki veya daha fazla noktanın bağıl olarak düşük direnç veya empedans üzerinden kaza veya kasıt ile birbirine temasına denir (IEC) / (IEEE Std.100-1992). Herhangi bir kısa devre anında oluşan akıma kısa devre akımı denir ve kısa devre akımının genliğini, kaynaktan yüke kadar olan empedansların toplamı belirler. Bu durumda sistemde, kaynak ile kısa devre noktası arasında empedans çok düşer ve akım alabileceği en yüksek değerini alır.

Diğer bir tabirle, gerilim altındaki iletken kısımların birbirine veya nötrü topraklanmış olan devrelerde toprağa teması ile kısa devre oluşur. Kısa devre genellikle bir fazda ve kısa zamanda diğer fazlara sıçrayarak üç fazlı kısa devreye dönüşebilir. Gerilim atlamaları genellikle ark aracılığı ile meydana gelir. Üç fazlı kısa devre arızası, diğer arıza tiplerine göre daha az meydana gelir.  Kısa devre arızası esnasında akım yolu üzerindeki tesis elemanları, kısa devrenin termik ve dinamik etkilerine maruz kalırlar. Eğer doğru bir selektivite hesabıyla ve anahtarlama ekipmanlarının seçimiyle yeterli koruma sağlanmamışsa can ve mal kayıpları meydana gelebilir.

Kısa Devre Nedir, Kısa Devre Arızası Neden Oluşur?

Kısa devre nedir sorusuna cevap vermek için kısa devrenin kaynağını incelemek gerekir. Bunlar iç veya dış etkenler olabilir. Kısa devreye neden olabilecek başlıca iç etkenler aşağıdaki gibidir.

  • Aşırı yüklenme sonucu izolasyonun bozulması
  • Aşırı gerilimler sonucu meydana gelen delinmeler ve atlamalar
  • İzolasyondaki yapım hataları ve yaşlanmalar

Başlıca dış etkenler aşağıdaki gibi sıralanabilir.

  • Kablo ve izoleli hava hattı iletkenlerinin izolasyonlarının zedelenmesi
  • Havai enerji iletim hatları ile atmosfere açık elektrik tesislerine yıldırım düşmesi
  • Havai iletim hattı izolatörlerinin kırılması
  • Atmosferik şartlardan (kirlenme, rutubet, hava hatlarına konan kuşlar vb.) dolayı oluşabilecek gerilim atlamaları
  • Havai iletim hatlarında kar, buz ile oluşabilecek atlamalar
  • Transformatör merkezlerine giren çeşitli hayvanların, topraklanmış kısımlar ile gerilim altındaki kısımlar arasında veya fazlar arasındaki teması
  • Bakım veya operasyon esnasında güvenlik amacı ile kapatılan topraklama ayırıcılarının tesisatta tekrar gerilim verilirken unutulmaları ve yanlış manevralar

Kısa Devre Arızasının Olumsuz Etkileri Nelerdir, Nasıl Koruma Sağlanır?

Kısa devre arızasının oluşturabileceği başlıca olumsuz etkiler aşağıdaki gibidir.

  • Sistem elemanlarında mekanik ve ısıl zorlamalar
  • Uzun süreli enerji kesintileri
  • Can ve mal kaybı
  • Trafo ve elektrik odalarında meydana gelebilecek patlamalar
  • İnsanların yoğun olarak bulunduğu mekanlarda patlamalar ve yangınlar

Kısa devre arızasından korunmak için çeşitli anahtarlama elemanları kullanılır. Bunların başında kesiciler gelir. Hem alçak gerilim hem de orta ve yüksek gerilimde kısa devreden koruyan anahtarlama elemanı kesicilerdir. ETAP, PSCAD gibi yazılımlarla hesaplanan en yüksek kısa devre akım değerine göre kesicinin koruma yapacağı kA akım değeri belirlenir. Selektivite hesabı yapılır. Böylece hangi noktalara hangi değerde kesicilerin konulacağı, ne zaman açma yapacağı doğru bir şekilde belirlenmesi gerekir. Alçak gerilimde kesiciler genelde 150-200 kA değere kadar hızlı bir şekilde (milisaniyeler içerisinde) açma yapabilir. Orta gerilimdeki kesiciler ise özel uygulamalar haricinde genelde 40 kA değerine kadar koruma yapabilmektedir.

Bunun dışında güç şebekelerindeki motor, generatör, transformatör gibi ekipmanların yıldız noktalarını bir şönt direnç bağlayarak kısa devre akımları sınırlandırılır. Aynı şekilde enerji iletim hatlarına şönt reaktörler bağlanarak yine kısa devre akımlarının değerleri sınırlandırılabilmektedir.

Kısa devre, bir elektrik devresindeki iki nokta arasında dirençsiz veya çok düşük dirençli bir yol oluşmasıyla meydana gelir. Bu durum, kısa devre akımı olarak adlandırılan, normalden çok daha yüksek bir akımın oluşmasına neden olur ve devre elemanlarının zarar görmesine yol açabilir. Elektrik ve elektronik sistemlerde kısa devreyi önlemek veya oluştuğunda tespit etmek için çeşitli yöntemler ve ekipmanlar kullanılır.

Kısa devre testi, devrede kısa devre olup olmadığını anlamak için multimetre ile yapılan yaygın bir yöntemdir. Özellikle kabloda kısa devre bulma veya elektronik devrede kısa devre bulma gibi uygulamalarda bu test oldukça önemlidir. Ayrıca, trafo kısa devre testi ve transformatör kısa devre testi, güç sistemlerindeki ekipmanların güvenli çalışmasını sağlamak için kritik testlerdir.

Faz toprak kısa devre, nötr toprak arası kısa devre ve toprak ve nötr kısa devre gibi arızalar, elektrik sistemlerinde yaygın görülen kısa devre türlerindendir. Bu durumlarda, doğru kısa devre hesapları yapılmalı ve diyot ile kısa devre koruması veya mosfet kısa devre koruma gibi yöntemler kullanılmalıdır. Elektronik devrelerde kısa devre koruması için genellikle diyot, mosfet ve kondansatör kısa devre önleme devreleri kullanılır. Ayrıca, şaseye kısa devre veya rezistans kısa devre gibi durumları tespit etmek için multimetre kısa devre testi yapılabilir. Grup kısa devre gibi daha karmaşık durumlar ise daha ileri düzey analiz gerektirir. Kısa devre örnekleri incelenerek, arızaların nasıl önlenebileceği ve giderileceği öğrenilebilir. Örneğin, nötr ile toprak kısa devre arızası genellikle yanlış bağlantılardan kaynaklanır ve dikkatlice kontrol edilmelidir. Böylece, sistemlerin güvenli ve uzun ömürlü çalışması sağlanabilir.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

ELEKTRİK TEMEL KAVRAMLAR

Ocak 30, 2023 / / 0 Comments

ELEKTRİK TEMEL KAVRAMLAR

Akım

Elektrik temel kavramlar derken akla ilk gelen kavram akımdır. İletkenlerde elektrik akımı serbest elektronlar tarafından oluşur. Normalde hareketsiz duran serbest elektronların, devreye bir gerilim uygulanması sonucunda oluşan elektrik alanın etkisiyle hareket etmelerine elektrik akımı denir. Elektronların belirli bir yöndeki hareketi elektrik akımını oluşturur. Bu akımı oluşturan ana etken elektrik yük miktarıdır. Birçok nedenden dolayı elektron alan veya veren maddeler negatif veya pozitif yüklü hale gelirler. Uluslararası birimler sisteminde elektrik yükü birimi Coulomb’tur ve “Q” ile sembolize edilir. 1 Coulomb’luk elektrik yükü yaklaşık 6,24×1018 elektronu içerir. Bu yüzden de bir elektronun taşıdığı elektrik yük miktarı 1,6×10-19 Coulomb olarak hesaplanır. Elektrik akımın değeri ise birim zamanda geçen elektrik yük miktarının hesaplanmasıyla bulunur. Birimi Amper’dir ve “A” ile sembolize edilir. Yani akımı bulmak için iletkenden akan yük miktarını zamana böldüğümüzde, o iletkenden geçen akım değerini hesaplamış oluruz.

İletkenden geçen yük miktarı (dolayısıyla akımın değeri) birim zamanda değişmiyorsa buna doğru akım (DC akım – Direct Current), değişiyorsa alternatif akım (AC akım – Alternating Current) denir.

Doğru ve Alternatif Akım

Gerilim

Elektrik temel kavramlar derken akla gelen diğer bir kavram gerilimdir. Elektrik devrelerinde elektrik alanı meydana getirip, elektronları hareket ettiren ve elektrik akımını meydana getiren kuvvete gerilim denir. Gerilim aynı zamanda potansiyel fark veya elektromotor kuvvet olarak da ifade edilir. Birim yük üzerindeki enerji büyüklüğüdür. Birimi Joule/Coulomb veya kısaca bilinen Volt’tur ve “V”, “U”, “E” gibi harflerle sembolize edilir. Gerilim aslında iki nokta arasında bir potansiyel farktır. Devreden akım akması için bu potansiyelin olması gerekir. Değeri ve yönü zamana bağlı olarak değişmeyen gerilime doğru gerilim, değişene alternatif gerilim denir.

Güç

Elektrik temel kavramlar derken akla gelen diğer bir kavram güçtür. Birim zamanda yapılan iş miktarına güç denir. Gücün büyüklüğü bir elektrik cihazının birim zamanda harcadığı enerjiyi veya yapacağı işi ifade eder. Elektriksel güç, akım ve gerilimle doğru orantılı olduğundan bu iki kavramın çarpımına eşittir. Birimi Voltamper, kısaca “VA” olarak sembolize edilir. Doğru akım devrelerinde toplam güç değeri aktif güce eşit olduğundan birimi Watt olarak da ifade edilmektedir. Alternatif akım devrelerinde reaktif güç de var olduğundan görünür güç VA olarak sembolize edilir.

Basit Elektrik Devresi

Enerji

Elektrik temel kavramlar derken akla gelen diğer bir kavram enerjidir. Genel olarak iş yapabilme yeteneğine enerji denir. Her şeyin bir enerjisi vardır. Termodinamiğin birinci kanununa göre; evrende enerji yoktan var edilemez ve var olan enerji de yok edilemez. Elektrik enerjisini kullanmamızın sebebi onu başka türlü bir enerjiye çevirerek iş yapmaktır. Örneğin elektrik sobaları, fırın, ütü gibi rezistif özellikteki yükler elektrik enerjisini ısı enerjisine çevirir. Elektrik ampulü ise ışık enerjisine çevirir. Yani bize gerekli olan enerjiye dönüştürmek için elektrik enerjisini kullanırız. Bu yüzden dünyadaki enerji sorununu çözmek için, elektrik enerjisinin üretimini, iletimini, depolanmasını ve verimli kullanımını geliştirmek gerekir. Güç genel anlamda birim zamanda harcanan enerji ise, enerjiyi hesaplamak için güç ve zaman değerlerini çarparak elde ederiz. Elektrik enerjisini elde etmek için güç ve zaman değerlerinin çarpımında, aynı zamanda güç değerinin içerisinde akım ve gerilim parametreleri de olduğundan enerjinin büyüklüğü akım, gerilim ve zamanla doğru orantılı olduğunu söyleyebiliriz.

Elektrik devre elemanları aktif ve pasif elemanlar olmak üzere ikiye ayrılır. Pasif elemanlar elektrik enerjisini harcayan ve/veya depolayıp devreye geri veren elemanlardır. Örnek olarak direnç, kondansatör, bobin (indüktans) gibi elemanlar sayılabilir. Aktif elemanlar ise enerji üreten, devreyi besleyen elemanlardır. Devreyi besleyen enerji kaynakları bu gruba girer.

Direnç

Elektrik temel kavramlar derken akla gelen diğer bir kavram dirençtir. Genel anlamda bir maddenin akıma karşı gösterdiği zorluğa direnç denir. Her maddenin direnci maddelerin yapısı gereği birbirlerinden farklıdır. Direncin değeri, maddenin boyuna, özgül direncine ve kesitine bağlı olarak değişir. Dolayısıyla direnci farklı olan maddelerden farklı akımlar akar. Birimi Ohm’dur ve “Ω” olarak sembolize edilir.

Kapasitör – Kondansatör

Elektrik temel kavramlar derken akla gelen diğer bir kavram kondansatör veya kapasitördür. Elektrik yüklerinin depolanması özelliğine kapasite denir. Bu etkiye sahip, elektrik yüklerini depolayan devre elemanına kondansatör (kapasitör) denir. Bir iletkenin yük miktarının, devredeki iki ucu arasındaki gerilime oranı o elemanın kapasitesini (kapasitans) ifade eder. Birimi Farad’dır ve “F” ile sembolize edilir. Bir kondansatörün uçlarına bir 1 V’luk bir gerilim uygulandığında, 1 Coulomb’luk elektrik yükü depo edebilen kapasitans değeri 1 Farad’dır.

Bobin

Bobin – İndüktans

Elektrik temel kavramlar derken akla gelen diğer bir kavram bobin veya indüktanstır. Manyetizma çok geniş bir konudur. Çok detaya inmeden başlıca bilinmesi gereken parametreleri açıklayacak olursak; manyetik alan, içinden akım geçen bir iletkenin etrafında oluşturduğu alanı ifade eder. Kuvvet çizgileriyle ifade edilir ve N kutbundan S kutbuna doğru yönlenir. Bir mıknatısa ait bu manyetik kuvvet çizgilerinin tamamına ise manyetik akı denir. Birimi Weber’dir ve “Wb” ile sembolize edilir. Birim yüzeyden dik olarak geçen manyetik kuvvet çizgilerinin sayısına ise manyetik akı yoğunluğu veya manyetik indüksiyon denir. Birimi Tesla (Wb/m2)’dır ve “B” ile sembolize edilir.

Elektromanyetizmada indüktans, bobinin manyetik alan içerisinde enerji depolama özelliğine sahip devre elemanıdır. Genel olarak bobin diye bilinir. Birimi Henry’dir ve “L” harfi ile sembolize edilir. Bobinler (veya indüktanslar) alternatif akım sistemlerinde çok önemli bir yer tutar. Generatör, motor, transformatör gibi elektrik makinelerinde, enerji iletim hatlarında, kablolarda vb. ürünlerin bulunduğu elektrik devre sistemlerinde akımın, gerilimin, kısa devre akımlarının hesaplanmasında önemli rol oynamaktadır.

Elektrik İle İlgili Temel Kavramlar Neden Önemlidir?

Elektrik enerjisinin temel kavramlarını anlamak, hem günlük kullanımda hem de mühendislikte kritik bir öneme sahiptir. Elektrik devrelerinde en yaygın kullanılan elemanlardan biri dirençtir. Elektronik direnç, elektrik akımını sınırlamak veya belirli bir seviyeye ayarlamak için kullanılır. Direnç Arduino projelerinde temel bileşenlerden biri olarak sıkça karşımıza çıkar. Ayarlanabilir direnç veya diğer adıyla potansiyometre, değişken bir direnç değeri sağlayarak farklı uygulamalarda esneklik sunar. Örneğin, 1k 1/4W direnç gibi farklı değerlerde dirençler, akım ve voltajın kontrolünü sağlar. Kondansatörler, elektrik enerjisini depolama ve salma işlemlerinde önemli bir rol oynar. Özellikle süper kapasitör çeşitleri, yüksek enerji depolama kapasitesiyle dikkat çeker. Örneğin, 2.7V 500F süper kapasitör, enerji depolama uygulamalarında sıklıkla tercih edilirken, film kondansatör ve polipropilen kondansatör gibi türler de yaygın olarak kullanılır. Arçelik çamaşır makinesi kondansatör ve kondansatör klima gibi ev aletlerindeki uygulamalar, bu bileşenlerin önemini göstermektedir.

Elektrik temel kavramlar teknolojide çok önemli bir yet tutmaktadır.

Bobinler de elektrik devrelerinde önemli bir yere sahiptir. 330uH bobin, manyetik alan oluşturarak akımın değişimine karşı direnç gösterir. Stator bobini, motorlarda enerji dönüşümü için kullanılırken, Rogowski bobini, elektrik akımı ölçümünde hassasiyet sağlar. Ayrıca, choke bobin, sinyal işleme devrelerinde istenmeyen yüksek frekansları engellemek için kullanılır. Parafudrlar ve diğer koruma elemanları, yüksek gerilimden kaynaklanabilecek zararları önlemek için hayati öneme sahiptir. Örneğin, yıldırım koruma parafudr ve OG parafudr, elektrik sistemlerini ani gerilim yükselmelerine karşı korur. Kondansatörlerde olduğu gibi, siemens parafudr fiyatları ve benzeri ürünler, koruma sistemleri için tercih edilmektedir.

Sonuç olarak, dirençler, kondansatörler ve bobinler gibi temel bileşenler, elektrik enerjisi üretimi ve depolamasında, aynı zamanda devrelerin güvenliği ve verimliliğinde vazgeçilmezdir. Bu bileşenlerin doğru seçimi ve kullanımı, sistemlerin kararlı ve güvenli çalışmasını sağlar.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

AÇIK TİP DEVRE KESİCİLER

Aralık 25, 2022 / / 0 Comments

Açık tip şalter diye adlandırılan elektrik koruma cihazı, alçak gerilim panolarında kullanılan, bağlı olduğu devrede aşırı akım ve kısa devre arızlarına karşı koruma yapan bir devre kesicidir. Anma akımı 800 A’den başlar, 10.000 A değerine kadar çıkabilir. Genellikle devre gerilimi 690V ve altındaki uygulamalarda kullanılır. Bazı solar projelerde 1000 V veya 1500 V açık tip devre kesiciler kullanılabilmektedir.

Açık Tip Şalterler Nedir, Nasıl Çalışır?

Açık tip şalter hava izoleli yapıdadırlar. Enerji altındaki kontakların açılımı ve bununla beraber oluşacak arkın söndürülmesi hava izoleli bir kapsülün içerisinde yapılır. Zaten İngilizce ismi ACB (Air Circuit Breaker) olarak hava izoleli devre kesici diye belirtilmektedir. Geçmişte yağlı devre kesiciler kullanılırdı ancak artık teknolojinin de gelişmesiyle yüksek performanslı, daha dayanıklı, elektronik açma üniteleriyle beraber hem manuel hem de uzaktan kontrol edilebilen yeni tip devre kesiciler, yağlı tip devre kesicilerin yerini almıştır.

Açık Tip Şalterler (Devre Kesiciler) Nasıl Çalışır?

Hava izoleli açık tip şalterlerin en önemli özelliği arkı basınçlı hava püskürtmesiyle söndürmesidir. Bir aşırı akım veya kısa devre arızası olduğunda şalterin kontakları açılırken kontaklar arasında ark oluşur. Basınçlı hava püskürtülmesi, bu arkı söndürür. Şalterler, ana devreye bağlı sabit veya hareketli kontak ve açma mekanizmasına bağlı hareketli bir kontağa sahiptir. Devre kapalıyken, akım kontakları üzerinden akım akar ve devre tamamlanır. Eğer akım, kesicinin değerinin üzerindeyse, açma mekanizması etkinleştirilir ve bu hareketli kontağın açılmasına neden olur ve devreyi keser. Cihazın açma mekanizması, aşırı akım, düşük gerilim, kısa devre veya toprak arızası gibi çeşitli faktörler tarafından etkinleştirilebilir. Bu mekanizma etkinleştirildiğinde, ark kısım üzerinden hızlı bir hava püskürtmesi yayılır ve arkı söndürür, devreyi keser. Açık tip şalterler, hızlı çalışma ve yüksek kesme kapasiteleri nedeniyle elektrik güç sistemlerinde yaygın olarak kullanılır. Ayrıca, onarım ve bakım açısından da oldukça işletmesi kolaydır.

Açık tip şalter (devre kesiciler) alçak gerilim elektrik panolarında kullanılır.

Neden Açık Tip Şalter Devre Kesici Kullanmalıyız?

Açık tip şalter kullanmanın birçok avantajı vardır. Bu avantajları aşağıdaki şekilde maddeleyebiliriz.

• Hızlı çalışma: açık tip devre kesiciler, diğer tip kesicilerden daha hızlı çalışabilir, bu yüzden yüksek hızlı koruma gerektiren güç sistemlerinde kullanım için uygundur.

• Yüksek kesme kapasitesi: bu cihazların yüksek kesme kapasitesi vardır, bu da arıza durumunda yüksek miktarlarda akımı güvenli ve etkili bir şekilde kesebilecekleri anlamına gelir.

• Güvenilirlik: Açık tip şalterler güvenilirdir ve uzun ömürlüdür, bu da çok sayıda uygulama için maliyeti daha uygun bir hale getirir.

• Güvenlik: açık tip şalterler, aşırı akım veya kısa devre arızası durumlarında devreyi keserek yüksek bir güvenlik düzeyi sağlar.

• Bakım kolaylığı: açık tip şalterler bakım ve onarım açısından oldukça kolaydır ve bu, kesinti süresini ve bakım maliyetlerini azaltır.

• Esneklik: açık tip şalterler (devre kesiciler), çeşitli uygulamalarda ve zor koşullarda kullanılabilir. Ayrıca özel uygulamalarda istenen IP koruma, anma akımı ve anma gerilimini karşılaması için özel olarak üretilebilir.

Operasyon Sırasında Açık Tip Devre Kesiciler

Açık tip devre kesiciler (veya şalterler) alçak gerilimde yüksek akımların kesilmesinde, güvenilir bir rol oynar. Gerilim düştükçe anma akımı ve kısa devre akımları büyür. Bu durumda orta gerilim kesicilerine göre gerilim izolasyonun daha az ancak kesme akımının daha yüksek yapılacağı bir yapı olması gerekir. Yüksek akım demek, yüksek sıcaklık ve yüksek ark demektir. Açık tip devre kesiciler bu yüksek akımları kesebilen yapılara sahiptir.

Genelde 800 A ve üzerinde yük akımı bulunan tüm alçak gerilim güç dağıtımı ve kompanzasyon panolarında kullanılırlar. Ayrıca jeneratör transfer panolarında, solar güneş enerjisi üretimi tesislerinde trafo ve invertörler arasında genelde kullanılırlar.

Açık tip şalterler, yüksek akımlarda güvenilir ve etkili bir koruma sağlamak amacıyla kullanılan endüstriyel ürünlerdir. Bu şalterler, özellikle Schneider, Siemens ve ABB gibi markalar tarafından geniş bir yelpazede sunulmaktadır. Örneğin, Schneider 1600A kompakt şalter ve ABB 1600 amper şalter gibi yüksek kapasiteli modeller, büyük ölçekli enerji projelerinde sıklıkla tercih edilmektedir. Schneider MKŞ ve Siemens ACB gibi açık tip devre kesiciler, termik manyetik koruma özellikleri ile elektrik sistemlerinin güvenliğini artırmaktadır.

Kompakt şalter modelleri arasında Schneider 250A kompakt şalter, Siemens 400 amper kompakt şalter, ve ABB 400A kompakt şalter gibi farklı amper değerlerinde seçenekler bulunmaktadır. Ayrıca, kaçak akım korumalı kompakt şalterler hem Schneider hem de Siemens markalarında yaygın olarak sunulmakta, elektrik tesisatlarında ek güvenlik sağlamaktadır. Termik manyetik şalterler (TMŞ) ise aşırı yük ve kısa devre korumasında etkin bir rol oynar; örneğin, Siemens 160 amper TMŞ fiyatları ve Schneider termik manyetik şalter kullanıcıların ilgisini çeken modeller arasında yer alır. Diğer yandan, manuel kullanım için tasarlanmış pako şalterler, özellikle Schneider Pako Şalter ve Siemens Pako Şalter gibi modeller, kompakt tasarımı ve kullanım kolaylığı ile öne çıkar. Schneider 1-0-2 Pako Şalter gibi seçenekler, enerji yönlendirme uygulamalarında sıklıkla tercih edilmektedir. Fiyat karşılaştırması yapmak isteyenler için Siemens kompakt şalter fiyatları, Schneider kompakt şalter fiyatları, ve ABB 630 amper şalter fiyatları gibi ürün grupları, geniş bir bütçe aralığında çözümler sunmaktadır. Özellikle Schneider motor koruma şalterleri ve Siemens motor koruma şalterleri, motorların aşırı yüklenmesini önlemek için ideal ürünlerdir.

Sonuç olarak, açık tip şalterler, elektrik sistemlerinin korunması ve verimli yönetimi için vazgeçilmezdir. Schneider, Siemens, ve ABB markaları, her türden ihtiyaca uygun, güvenilir ve kaliteli ürünler sunarak sektördeki liderliğini sürdürmektedir.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

TRANSFORMATÖR BAĞLANTI GRUPLARI VE GRUP AÇILARI

Aralık 6, 2022 / / 0 Comments

TRANSFORMATÖR BAĞLANTI GRUPLARI VE GRUP AÇILARI

Transformatörler ortak bir nüve üzerine sarılmış, birbirinden elektriksel olarak yalıtılmış ancak manyetik olarak birbirine bağlı iki bobinden oluşan hareketsiz bir elektrik makinesidir.  Transformatörün bir bobinden zamanla değişen alternatif bir akım geçirildiğinde, diğer bobine iletilen alternatif manyetik akı, bobinde zamanla değişen bir gerilim indükleyecektir. Bunu trafoların en basit formda çalışma prensibidir diyebiliriz. Trafolar hem monofaze hem de trifaze olabilir. Üç fazlı (trifaze) trafolar, nüveleri birleştirilmiş üç adet aynı tip bir fazlı transformatörün primer ve sekonder sargılarının yıldız, üçgen veya zigzag şekilde bağlanmasıyla oluşur. Transformatör bağlantı grupları diğer bir adı trafo vektör grubudur. Üç fazlı transformatörlerde sargıların bağlantı şekilleri aşağıdaki şekilde açıklanmaktadır.

Transformatör Bağlantı Grupları Sembolleri

-Yıldız Bağlantı: Sembolü “Y” olarak gösterilir. Bu bağlantıda nötr hattı bulunur.

-Üçgen Bağlantı: Sembolü “D” olarak gösterilir. Bu bağlantıda nötr hattı bulunmaz.

-Zigzag Bağlantı: Sembolü “Z” olarak gösterilir. Bu bağlantı sadece trafonun sekonder sargılarında yapılır. Primer sargıları üçgen veya yıldız bağlanır. Zigzag bağlantı, trafonun sekonder sargıları ikiye bölünerek yapılır.

Trafolar ister monofaze ister trifaze olsun, aynı fazdaki primer ve sekonder sargılarının gerilimleri arasındaki faz farkına grup açısı denir. Transformatör bağlantı grupları (literatürde vektör grubu olarak da adlandırılır) tanımlarken grup açısı 30 dereceye bölünerek bir sabit verilir. Ters düşünecek olursak, trafonun grup açısı 30 ile çarpılırsa aynı fazın gerilimler arasındaki faz farkı açısı elde edilir. Bağlantı gruplarında ilk yazılacak bağlantı şekli büyük harfle, ikinci yazılacak bağlantı şekli küçük harfle yazılır. Bu iki harfin yanına grup açısı numarası yazılır. Aşağıda birkaç örnek bulunmaktadır.

Dyn11: En çok kullanılan trafo vektör grubudur. Primer sargıları üçgen, sekonder sargıları yıldız (nötr mevcut) bağlı, aynı fazın primer ve sekonder gerilimleri arasındaki faz farkı 30×11=330 derece.

Ynyn0: Primer ve sekonder sargıları (nötr mevcut) yıldız bağlı, aynı fazın primer ve sekonder gerilimleri arasındaki faz farkı 0 derece.

Ynd11: Genelde step-up trafolarda kullanılır. Primer sargıları yıldız (nötr mevcut), sekonder sargıları üçgen bağlı, aynı fazın primer ve sekonder gerilimleri arasındaki faz farkı 30×11=330 derece.

Dy0: Primer sargıları üçgen, sekonder sargıları yıldız bağlı, aynı fazın primer ve sekonder gerilimleri arasındaki faz farkı 0 derece.

Yzn5: Primer sargıları yıldız, sekonder sargıları zigzag bağlı, aynı fazın primer ve sekonder gerilimleri arasındaki faz farkı 30×5=150 derece.

Yukarıda gösterilen birkaç örnekte görüldüğü üzere 0-6 ve 5-11 grup açı numarasına sahip transformatörler kendi aralarında fazörel olarak birbirlerinden 180 derece ters yönde gerilime sahiptirler.  

Genleşme Depolu Yağlı Tip Dağıtım Transformatörü

En Çok Kullanılan Trafo Bağlantı Grupları

Transformatör bağlantı grupları ile ilgili ülkemizde orta gerilim dağıtım şebekelerinde genelde Dyn11 bağlantı grubuna sahip dağıtım trafoları kullanılmaktadır. Bu bağlantıda 3 ve 3’ün katları harmonik akımları primer sargılarında yok edilir. Endüstriyel tesis ve rezidans projelerinde trafoların sekonder sargıları 400 V olduğu için bu hatta hem nötr istenir hem bu işletme topraklaması yapılması istenir. Dolayısıyla bu tür uygulamalarda sekonder hattının nötr topraklı yıldız kullanmak daha uygundur. Ynd11 transformatörler, genelde orta gerilim elektrik enerjisi üreten otoprodüktör santrallerde kullanılır. Bu trafoda primer hattı nötrlüdür ve burası nötr direnci ile topraklanır. Böylece şebekede meydana gelebilecek bir kısa devre akımı, şebekedeki transformatörlere ve üretim tesisindeki elektrik üretim ekipmanlarına (solar tesis, dizel veya gaz jeneratörü) zarar vermemesi için nötr direnci üzerinden toprağa akıtılır. 50, 100 veya 160 kVA gibi düşük güçlü dağıtım transformatörler küçük bir tüketim noktasını besler. Bunlar genelde zigzag bağlantı grubuna sahiptir.

Bu tür uygulamalarda sekonder hattında tüketim noktası az olduğu için transformatörün tek bir fazının yüklenme ihtimali vardır. Örneğin bir köyde 50 haneyi besleyen bir 160 kVA’lık bir dağıtım transformatörü olduğunu düşünelim. Kendisine bağlı az sayıdaki her bir hanenin, transformatörün L1 fazına yüklenme ihtimali yüksektir. Transformatör, fazlarının eşit yüklenmemesi sonucu dengesiz çalışır. Zigzag bağlantı sayesinde sekonder sargılarının dengeli yüklenmesi sağlanır. Bu nedenle düşük güçlü transformatörlerde zigzag bağlantı tercih edilir. Genelde 250 kVA gücüne kadar Yzn11 transformatörler kullanılır.

Yıldız-yıldız bağlı transformatörlerdeki bir faz gerilimi hat geriliminin  üçte biri kadardır. Faz gerilimi düşük olduğundan sargıların yalıtılması daha kolaydır. Yalıtımı kolay olmasından dolayı genelde yüksek gerilim transformatörlerinde kullanılmaktadır. Üçgen-üçgen bağlantı grubuna sahip transformatörlerde, üç ve üçün katı olan harmonik akımlarının nötrden akacağı bir yolu olmadığı için üçgenin çevresinde dolaşmasından dolayı üçüncül harmonik gerilimleri olmaz. Harmonik etkilerinin kaçınıldığı özel uygulamalarda üçgen-üçgen sargılı transformatörler kullanılmaktadır.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

TRAFOLARIN PARALEL BAĞLANMA KOŞULLARI

Aralık 6, 2022 / / 0 Comments

TRAFOLARIN PARALEL BAĞLANMA KOŞULLARI

Transformatörler (kısa adıyla trafolar), üretim, iletim ve dağıtım şebekelerinde gerilim seviyesini değiştiren en önemli elektrik elemanlarından biridir. Trafolar tek başına veya birden fazla adetle birbirlerine paralel bağlanarak çalışabilirler. Bu yüzden doğru bir şekilde ürün seçimi, devreye alınması ve işletilmesi gerekmektedir. Bazı uygulamalarda mevcut projede bir trafo varken kullanıcılar ekstra güç artırımı talep edebilir. Bu durumda mevcut trafo kullanımı devam ederse trafo gücü yeterli olmayabilir ve trafolarda aşırı ısınma ve aşırı ısınmadan kaynaklanan bazı hasarlar meydana gelebilir. Böyle durumlarda sistemin güç kapasitesini artırmak gerekir. O zaman mevcut trafo yerine daha yüksek güçte başka bir trafo ile değiştirilir ya da mevcut trafoya paralel ekstra bir trafo bağlanması gerekir. Tüm gücü bir trafodan iletmek yerine trafoların çalışma güvenirliği tek bir trafoya göre daha yüksek olacağından toplam gücü bölerek birden fazla trafonun paralel çalışması daha çok tercih edilir. Ancak trafolar her koşulda paralel olarak bağlanamaz. Trafoları paralel çalıştırmanın bazı özel şartları vardır.

Trafoların paralel bağlanması için gereken koşullar aşağıdaki gibidir.

  1. Trafoların güçleri birbirine eşit ya da üçte bir oranı geçmeyecek şekilde birbirine yakın olmalıdır.
  2. Trafoların primer ve sekonder gerilimleri aynı olmalıdır.
  3. Trafoların kısa devre gerilim (%Uk) değerleri birbirlerine eşit olmalıdır.
  4. Trafoların çalışma frekansları birbirine eşit olmalıdır.
  5. Trafoların kısa devre empedansları arasındaki fark en fazla %10 olmalıdır.
  6. Trafoların vektör grupları ve aynı fazlar arasındaki faz açısı aynı olmalıdır.
  7. Trafoların polariteleri birbirine eşit olmalıdır.
  8. Trafoların dönüştürme oranı birbirine eşit olmalıdır.

Paralel bağlanacak bütün trafolar yukarıda belirtilen tüm çalışma koşullarına uymalıdır. Eğer bu belirtilen maddelerinden birinde bile bir uyumsuzluk olması durumunda, dağıtım sisteminde önemli hasarlara neden olabilir.

Trafoları Paralel Çalıştırmanın Avantajları Nelerdir?

Trafoları paralel çalıştırmanın önemli avantajları vardır. Bunlardan bazıları aşağıdaki gibidir.

  1. Daha düşük maliyetlerde daha yüksek verim elde edilir.
  2. Bakım ve enerji sürekliliğinde çok büyük avantajlar sağlar.
  3. Bakım ve arıza durumlarında enerji devresi yedek trafodan beslenmeye devam ederek enerjisiz kalmaz. Böylece enerji sürekliliği sağlanmış olur.
  4. Şebekelerde bakım ve onarım esnasında esnek bir çözüm imkânı sağlar.
  5. Yedekli çalışma ihtimalleri olduğu için kritik merkezlerde röle koruma üniteleriyle enerji güvenliğinin sağlanması gibi faydaları da bulunmaktadır.

Trafoların Paralel Çalışmasının Dezavantajları Nelerdir?

Trafolar paralel çalıştığında avantajları olduğu kadar bazı dezavantajları da vardır. Bunlardan bazıları aşağıdaki gibidir.

  1. Devrede çok yüksek kısa devre akımları oluşabilir.
  2. Operasyon, tamir, bakım esnasında teknik karışıklıklar sebebiyle hata yapılma ihtimali yüksektir.
  3. Çok trafolu bir dağıtım sistemi, karmaşık bir sistem olduğu için çok sayıda yan ekipmana ve yedek parçaya ihtiyaç duyulur.
  4. Toplam yük akımı artacağından herhangi bir arızada can ve mal kaybı ihtimali daha yüksektir.

Sonuç olarak trafoların paralel bağlanması birçok açıdan fayda sağladığı gibi bazı risklere de sahiptir. Trafoların paralel bağlanması veya seçilmesi durumunda dağıtım sisteminin uzman ekipler tarafından detaylı bir şekilde incelenip dizaynın ve tüm hesaplanmalarının doğru bir şekilde yapıldığından emin olunması gerekmektedir. Sadece doğru seçimi yapmak yetmez, aynı zamanda devreye alınması ve işletimi uzman yetkililer tarafından yapılmalıdır.

Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Teknolojileri Odaklı Dijital İçerik Platformu’nda daha fazla bilgi ve içerik görüntülemek için ana sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

« Older posts Newer posts »

SOSYAL MEDYA

İÇERİK KATEGORİLERİ

İLETİŞİM FORMU

    © 2025 Elektrik, Elektronik, Güç ve Enerji Dijital İçerik Platformu

    Theme by Anders Noren — Up ↑