enerji hatlari

8/7/2019 enerji hatlari

1/37


2/37

Genel2

Enerji Hatlar Bahar Dnemi

Baar Deerlendirmesi:

Derse Devam % 15

Ksa Snavlar* % 20

Ara Snav % 25

Final Snav % 40


3/37

Kaynaklar3

1. Yksek Gerilim Enerji Nakil Hatlar Proje (15.8 kV-36 kV), Atilla Yunusolu,2004.

2. Elektrikle Enerji Tama,Hseyin Tekinel , ADMMA Elektrik Blm, 1974.3. Yksek Gerilim Hava Hatlarnn Mekanik Hesab,Muhittin Dilege , T

Ktphanesi, 1963.

4. Yksek Gerilim Teknii- I, Muzaffer zkaya , T Ktphanesi, No. 1359,1988.

5. Yksek Gerilim Tekniinin Temelleri,Sefa Akpnar , KAT Mh. Fak., Yayn No

185, 1997.6. High Voltage Engineering Fundamentals, E. Kuffel, W.S. Zaengl and J. Kuffel ,

Newnes/ELSEVIER, 1986.

7. High Voltage Engineering- Theory and Practice, M. Khalifa, Marcel Dekker,

1990.


4/37

Dersin ierii4

1) Yksek Gerilim (YG) Enerji letim Sistemleri

2) Yksek Gerilim Temel Devre Elemanlar

3) Yksek Gerilim Tekniinin Temelleri Statik Elektrik Alan ve Elektrot Sistemleri Kat, Sv ve Gaz Yaltkanlarda Boalma Olaylar

4) Enerji letim Hatlarnn Genel Tasarm lkeleri5) Enerji letim Hatlarnda Kullanlan Donanmlar

6) Enerji letim Hatlarnn letilmesi


5/37


6/37

Giri6

Gerilimin ykseltilmesi beraberinde can gvenlii, delinme ve atlama

sorunlar, lme ve koruma gibi baz sorunlar da getirmektedir.

Yksek gerilimlere kldka elektrod sistemleri ile bunlarda kullanlan

yaltkan trleri de aratrma konusu olmu, bir yandan bunlarn delinme

dayanmnn ykseltilmesi gndeme gelirken te yandan uzun mrl, ucuz,

hafif ve kk boyutlu olanlar dikkati ekmitir.

rnein bugn artk SF6 gazyla hem yksek yaltm seviyelerine klabilmekte

hem de kullanlan aygtn boyutu kltlebilmektedir.


7/37

Giri7

Yksek gerilim teknii (YGT) evre mhendisliine, yksek gerilimli ozon

generatrleri yardmyla naho kokulu gazlar gidererek yardmc olurken te

yandan da baca gazlaryla kan tozlar elektrostatik yolla kelterek evre

kirliliinin nlenmesine yardmc olmaktadr.

Elektron mikroskoplarnda (1938 ,University of Toronto; 1939, Siemens) yine

YGT yardmyla byk deerli alan iddetlerine kabiliriz.

Evlerimizde, televizyonlarda grnt tp iin yksek gerilim kullanld gibi

laboratuvarlarmzda kullanlan osiloskoplarda da yksek gerilimden

faydalanmaktayz.


8/37

Yksek Gerilimin Tarihesi8

Elektrik mhendisliinde temel bulular, rnein Ohmun, AmperinEdisonun bulular doru gerilim zerine olmakla beraber enerji iletimialannda hzl gelimeler, tarih itibariyle alternatif gerilim alannda olmutur.

War of Currents- 1890l yllar

Edison vs. Tesla and Westinghouse

Edisonun alternatif akm daha ldrcdr (being electrocuted or

Westinghoused ) kampanyasnn sonucu olarak 6 Austos 1890 da ilkelektrikli sandalye icat edilmitir!!!


9/37


10/37


Elektrik enerjisinin balangta alternatif gerilimle iletilmesinin tercihnedenlerinden biri (en nemlisi) transformatrlerin icaddr.

Son yllarda g elektroniinde ortaya kan gelimelerle birlikte yksek

doru gerilimle (YDG) enerji iletimi aratrmaclarn dikkatini ekmi veuygulama alanna yeniden sokulmutur.

lk YDGle enerji iletim uygulamas1954 ylnda svele Gotland adasarasnda 96 kmlik bir deniz alt kablosuyla yaplmtr. Tek iletkenle 30 MWlkbir g 150 kVluk bir doru gerilimle iletilmitir. Akma dn yolu denizzerinden saland iin deniz ierisinde bulunan dier endstriyel kurulularaait borular ciddi elektriksel korozyona uramtr. Bu yzden tek iletkenle iletimyerine bugn artk iki iletkenli doru gerilimle iletim yaplmaktadr.


11/37


1970de Amerikada Oregon ile California arasndaki 1362 kmlik mesafeye

1600 MWlk bir g 400 kVluk bir doru gerilimle iletilmitir.

Son olarak 1989- 1990 ylnda Gney Finlandiya ile Dou sve arasnda 35

kmlik 220 kVluk doru gerilimle 420 MWlk bir g iletilmitir.

Bugn dnyann deiik blgelerinde 60 akn yerde yksek doru gerilimle

enerji iletimi yaplmaktadr.


12/37

Gerilim Seviyeleri12

IEC(The International Electrotechnical Comission) nin tanmlamalarna gre;

1. Alternatif gerilimde 1.000 Vun,

2. Doru gerilimde 1200 Vunzerindeki gerilimleryksek gerilim olarak

anlmaktadr.

ELEKTRK KUVVETL AKIM TESSLER YNETMEL, 2000.

Alak gerilim < 1000 V

Yksek gerilim > 1000 VTehlikeli gerilim > 65 V


13/37


14/37


15/37

YG Sistem Elemanlar15

B. lme ve Koruma Elemanlar

1.Akm Transformatrleri

2.Gerilim Transformatrleri

3.Gerilim Blcler

4.Parafudurlar

5.Ark Boynuzlar ve Koruma Halkalar

6.Koruma (Topraklama) Hatlar

7.Rleler


16/37


B. lme ve Koruma Elemanlar

1.Akm Transformatrleri

2.Gerilim Transformatrleri

3.Gerilim Blcler

4.Parafudurlar

5.Ark Boynuzlar ve Koruma Halkalar

6.Koruma (Topraklama) Hatlar

7.Rleler


17/37


C. Kontrol ve Kumanda Elemanlar

1. Rleler

2. Kesicilerin Kontrol ve Kumanda Devreleri

D. Gerilim Ayar Elemanlar

1. Seri veya Paralel Bal Reaktrler

2. Seri veya Paralel Bal Kapasitrler


18/37

Enerji letim Sistemleri18

Endstrinin gelimesi elektrik enerjisine olan ihtiyac artrmaktadr. Bu istei

ek olarak yaam seviyesi arttka toplumlarn da elektrik enerjisi tketimi

artmaktadr. te yandan elektrik enerjisinin retildii yerden tketildii yere

iletimi enerjide kayplara yol amaktadr. rnein fazlbir sistemde;

Pknn ifadesinden grld gibi bal kayplar kk tutabilmek iin iletim

gerilimini (U) yksek tutmamz gereklidir.


19/37


Ayn U geriliminde enerji iletim sistemi iin;

Alternatif Gerilimle Enerji letiminde (AGE) gfaktr Cos ortaya

kmaktadr.

Doru Gerilimle Enerji letiminde (DGE) g faktr tanml olmayaca iin

Pknn klmesine yol aacaktr.

letimin DGE ile yaplmas retim tarafnda dorultucu, tketim tarafnda

evirici kullanm zorunluluunu getirmektedir. Bu da maliyet sorunlarna ek

olarak ama- kapama sorunlarn beraberinde getirmektedir.


20/37


zde iletkenlerde D.G.deki doru akm ile A.G.deki etkin akmn, sl etki

gz nnde tutularak eit olduunu kabul edersek iletken bana,

a. DGEde aktif g Pd = Ud . Id b. AGEde aktif g Pa= Ua. Ia.Cos olur.

Eer iletkenleri ayn direkler zerinde ayn izolatrler vastasyla tayacakolursak, izolatrn dayanabilecei gerilimUd ise, AGE durumunda, ayn

izolatr Ua geriliminin tepe deerine dayanabilecektir.


21/37


Bu karlatrmay DGEde iki iletkenle, AGEde iletkenle enerji iletimi

iin yaptmzda:

Pd = 2.Ud .Id

Pa= 3.Ua.Ia.Cos


22/37


Grld gibi her ikisi de ayn gc tayabilmektedir. Ancak, DGE ile

enerji tarken daha az iletken dolaysyla daha az izolatr, direk konsolu

vs. kullanlacandan DGE ile iletim daha ekonomik olacaktr.


23/37

AGE23

Elektrik alannda ilk bulularn ou doru akm alanndadr. Yine, ilk

elektrik enerji iletiminin 1882de, Thomas A. Edison tarafndan 100 Voltluk

bir doru gerilimle, New Yorkta 1.6 kmlik bir uzakla yaplmtr. Ancak,

btn bunlara ramen sonraki yllarda iletimin alternatif gerilimle

yaplmasna transformatrlerle asenkron motorlarn bulunuunun yol

at sylenebilir.


24/37

AGE24

Transformatrn, enerji iletiminin her kademesinde gerilimin ykseltilmesinde,

drlmesinde kullanlabilen, verimi yksek, yapm kolay bir aygt olmasnn

yannda asenkron motorlarn da doru akm motorlarna gre daha basit yapl

olmalar ve daha az bakm gerektirmeleri bunlarn tercih edilmelerine yol

amtr. Bylece, tketici aygt olarak asenkron motorun alternatif akma

ihtiya duymas enerji retiminin de alternatif gerilimde olmasn zorunlu

klmtr.


25/37


26/37

DGE26

Hat banda yksek gerilimlere

kmak iin seri bal seri

generatrler kullanlmaktayd.

Fransz mhendisi olan Rene Thury

(1860-1938) King of the DC

tarafndan tasarland iin Thury

sistemi diye adlandrlan bu

yntem 1880den 1930 ylna kadar

Avrupann deiik yerlerinde 15

uygulama alan buldu.


27/37

DGE27

Civa buharl dorultucularn Peter Cooper

Hewitt tarafndan 1903 ylnda icadyla

alternatif akmdan doru akma gei daha

verimli ve daha hzl hale getirildi.

Thyratronun 1928de icadna kadar

Eviricilerde nemli bir gelime olmad.

Bugnk Tristrlerin civa buharl kart olan

Thyratronun ortaya kyla Thury sistemine

gre daha verimli, daha ekonomik ve daha

hzl alan bir sistem oluturma imkan

dodu.


28/37

DGE28

Byk gl civa buharl dorultucu veeviricilerin de kendilerine zg sorunlarbulunmaktayd. rnein, soutma, civannzelliini kaybetmesi, ark problemleri gibi.1960lyllarda yar-iletken bir eleman olanTristrn bulunmasyla bu problemlerinou kendiliinden ortadan kalkt gibidaha statik, daha hzl, daha ucuz ve daha

ekonomik sistemler kurulabildi. Bunlardada soutma sorunlar, zellikle bykakmlarda, bulunmaktadr.

HVDC in 1971: this 150 kV mercury arcvalve converted AC hydropowervoltage for

transmission to distant cities from ManitobaHydro generators.


29/37

AGE ile DGE Karlatrmas29

1. Enerji letiminin Ekonomiklii2. Teknik Performans3. Gvenilirlik

Ekonomik karlatrmada iletim hattnn

maliyeti olarak yaplan yatrmlar (kurulu

masraflar) ile iletim masraflar elealnmtr.


30/37


Kurulu Masraflar

a. Gzergah zerindeki yerlerin

satn alnmas (istimlak)

b. Direklerin yapm, montaj,

dikilmesi

c. letkenler, izolatrler

d. Hat ba ve sonu aygtlar


31/37


32/37


AGEde hat ba gerilim fazorUb, hat sonu Us, hat reaktans X ve

faz alar arasndaki farkolmak zere iletilen g:

Uzaklk arttka byr. Kuramsal olarak ,

90olunca kararsz alma bagsterir.

Dolaysyla, kararlbir g iletimi AGEde

enerji tanan uzakla baldr.


33/37


Gerilim Kontrol

A.G.E.de voltaj kontrol hat kapasiteleri ve endktif gerilim dm ile

karmak hale gelir.

Gerilim kontrol reaktif g kontrol ile gereklenir. rnein, hat zerinde birnoktann gerilimini artrmak iin o noktaya reaktif g vermek; o noktann

gerilimini drmek iin o noktadan reaktif g ekmek gerekir. Bu reaktif g

hat boyu ile artmaktadr.

Dolaysyla A.G.E.de reaktif g kontrolne, ksaca ek masraflara gerek vardr.


34/37


Gvenilirlik

G elektroniindeki gelimelerle DGEde hat banda bulunan dorultucular

ile hat sonunda bulunan eviriciler son derece gvenilir, statik yapdaki uzun

mrl elemanlar haline gelmilerdir.Enerji salnmlar da sz konusu olmadndan DGEde enerji kesintisi de sz

konusu deildir.


35/37

AGEnin sakncalar35

Reaktif Kayplar : direnci ihmal edilebilen bir iletim hattnn L ve Cdendolay bir reaktif kayb olacaktr. Eer Lnin kayb ile Cninki birbirinidengelerse, yani hattn edeer empedans hattn karakteristik empedansnaeit olursa enerji iletimi ekonomik olur. Oysa D.G.E.de reaktif enerji sz

konusu olmadndan bu ekonomiklik doal olarak salanr.

Kararllk :Eer , 90olursa kararsz almalar ortaya kar. Geici haldurumunda gvenli bir kararl alma iin < 30 olmaldr.

Akm Tama Kapasitesi :A.G.E..de iletim hatlar, zellikle yeralt kablolarndatopraa kaak akmlar hattn akm tama kapasitesini etkiler. Boalmaakmlar hesaba katlmakszn belirli bir akma gre tasarlanm hat iletmede,k tarafnda daha az akm verir.


36/37

AGEnin sakncalar36

Ferranti Olay: Bota alan iletim hatlarnda, hattn kapasitif etkisindendolay hat sonunda ar gerilimler ortaya kabilir. Ferranti olay olarak bilinenbu olay sonucunda oluan ar gerilim yaltm ve can gvenlii bakmndantehlikeli olabilir.

Frekans Etkileri: Frekans, iletim hatlarnda deri olay (skin effect) nedeniyleakm tama kapasitesini drr, hattn omik ve korona kayplarn artrr.Ayrca, frekans daha nce anlatlan faktrlerin iinde gizli olarakbulunduundan onlar da etkiler.

Gerilim Dm: Endktif ve kapasitif gerilim dmleri iletim hattnda vekablolarda gerilim ayarlamalarna dolaysyla ek masraflara yol aar.

Tesis Masraflar: Doru gerilime gre iletken says, dolaysyla direklerdekonsol, izolatr v.s. masraflar fazladr.


37/37

DGEnin sakncalar37

Evirici ve Dorultucu Kullanm Zorunluluu:D.G.in A.G.ye veya A.G.in D.G.yeevirilmesi iin evirici ve dorultucuya ihtiya vardr. Yksek gerilimde buaygtlarda kullanlan yar-iletkenlerin ok sayda sorunlar vardr.

Ama- Kapama Sorunlar: Gerek statik yapdaki (g elektronii elemanlar)gerekse mekanik yapdaki Ama-Kapama elemanlar D.G.de alrken yine oksayda problemlere sahiptir. rnein, Mekanik olanlarda ark sorunu, statikolanlarda iletimden kma sorunlar gibi.

Harmonik Sorunlar: A.G. tarafnda akm ve gerilim harmoniklerine ek olarakkullanlan trafolarn ekirdeindeki ak ve akm harmonikleri ek kayplara yolaacaktr.

ekirdeklerde Doymalar: Sistemde kullanlan trafolarn ekirdeklerinde doruak bileeni, dolaysyla doyma ile karlalabilir.

enerji hatlari

Documents