EMO YAYIN NO:EK/2011/8

TMMOBElektrik Mühendisleri Odası

e-kitap ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM (1)

DİZAYN İŞLEMLERİ

*TEMEL TASARIM

*TEK HAT ŞEMASI

*YG/OG ŞEBEKE YAPILARI

*TRANSIYENT ANALİZİ

*GÜÇ TEMİNİ *GÜÇ TEMİNİ

*YARDIMCI GÜÇ SİSTEMLERİ

TURGUT ODABAŞI

1 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM (1) 

 

 

Dizayn İşlemleri  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

2 

 

 

 

 

         

 TMMOB 

ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM  (1): Dizayn İşlemleri 

 Notları Derleyen: Aydın Bodur Emre Metin 

 Notları Yayına Hazırlayan: 

Aydın Bodur Hakkı Ünlü 

 M.Turgut Odabaşı’na Saygılarımızla 

 

621.31906 BOD 2009    

  Elektrik Kuvvetli Akım: Dizayn İşlemleri  

Elektrik Mühendisleri Odası‐1.bs‐ankara,2011    104 s.;24 cm  ISBN978‐605‐01‐0061‐7 (EK/2011/8)  

Elektrik      

Elektrik  Kuvvetli  Akım Notları,  Turgut Odabaşı’nın  Elektrik  Tesisat Mühendisleri  Dergisinde yayınladığı  yazılardan,  ‘Elektrik  Kuvvetli  Akım  Tesisat  El  Kitabı’  ile  her  bölümün  sonunda belirtilen ABB, Schneider, Chevron, NAVFAC ve Siemens’in hazırladığı İmalat, Bakım, Montaj El kitaplarından EMO için derlenmiştir. 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

3 

 

 

Genel .................................................................................................... 8 

Temel  dizayn projenin başlangıç safhası olup aşağıda            açıklanan bölümleri kapsar, ........................................................ 11 

Detay dizayn aşağıdaki bölümleri kapsar ................................... 12 

Elektrik tesisleri tasarımında göz önüne            alınması gereken temel esaslar. ................................................................................. 15 

Temel tasarım veya temel projelendirme ...................................... 21 

Yüklerin belirlenmesi ve toplamı ................................................ 21 

Yük verileri .................................................................................. 21 

Yüklerin yerleşimi ....................................................................... 23 

Detaylı yük toplamları................................................................. 23 

Sistemdeki yüklerin sınıflandırılması .......................................... 26 

Yüklerin Çalışma Şekli ve Çalışma Süresine göre Sınıflandırılması ...................................................................... 26 

Niteliklerine göre yüklerin sınıflandırılması ............................ 28 

Devreye girme sırasındaki davranışına göre yüklerin sınıflandırılması ....................................................................... 29 

Özelliklerine göre yüklerin sınıflandırılması............................ 29 

Güç temini .................................................................................. 30 

Yardımcı güç sistemleri ............................................................... 31 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

4 

Yardımcı güç kaynakları .............................................................. 33 

Yardımcı güç kaynaklarının tasarımında göz önüne alınması gereken esaslar. .......................................................................... 34 

Sistem gerilimleri ........................................................................ 35 

Dağıtım gerilimi .......................................................................... 37 

Kullanım gerilimi ......................................................................... 37 

Tek hat şeması ............................................................................ 38 

Besleme kaynaklarının Ayrılması ................................................ 40 

Topraklama sistemlerinin seçimi ................................................ 45 

Tip projelerin hazırlanması ......................................................... 51 

Detay projelendirme şartnameleri ............................................. 51 

Detay tasarım ................................................................................. 54 

Şebeke yapısının belirlenmesi .................................................... 54 

YG/OG Şebeke yapıları ............................................................ 55 

Orta gerilim şebeke yapıları .................................................... 55 

Alçak gerilim şebeke yapıları .................................................. 56 

Kısa devre akımlarının belirlenmesi ............................................ 56 

Aktif ve reaktif güçlerin belirlenmesi .......................................... 57 

Transiyent analizi ........................................................................ 58 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

5 

 

Motorların yol alma olayının incelenmesi ve besleme sisteminin yeterliliğin kontrol edilmesi ...................................... 58 

Harmonik  analizi ........................................................................ 59 

Transformatörlerin seçimi .......................................................... 61 

Jeneratörlerin seçimi .................................................................. 62 

İletkenlerin kesitlerinin belirlenmesi .......................................... 63 

Koruma sisteminin belirlenmesi ................................................. 64 

Besleme istasyonu yardımcı ekipmanları ................................... 65 

Güvenilebilirlik araştırması ve analizi ......................................... 66 

Güvenilebilirlik araştırmasının gerekli olduğu alanlar (Tüm şebeke tipleri ve kontrol ve izleme sistemleri için uygulanmalıdır): .......... 69 

Güç faktörü düzeltme sistemleri ................................................ 74 

Sistem dizaynı için gerekli hesaplamalar ve          incelemeler ....... 75 

Şebekelerin elektriksel davranışları ............................................ 75 

Elektrik tesisleri için gerekli hesaplar ......................................... 78 

Güvenilebilirlik  hesapları ....................................................... 79 

Sürekli çalışma şartları hesapları ............................................ 83 

Kısa devre hesapları ................................................................ 86 

Koruma ................................................................................... 89 

Stabilite ................................................................................... 92 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

6 

Harmonikler ile ilgili hesaplamalar. ........................................ 94 

Aşırı gerilimler. ........................................................................ 96 

Elektromanyetik uygunluk .................................................... 100 

FAYDALANILAN KAYNAKLAR ......................................................... 103 

 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

7 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

8 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Genel    

Başarılı  bir  elektrik  tesis  projesi,  çizilecek  proje  resimlerinin, çizelgelerin ve teknik yapım şartnamelerinin etkili, geçerli ve gerçekçi olarak  düzenlenmesine    bağlıdır.  Bu  nedenle  sistemin  genelini kapsayan  (mimari,  tesisat,  elektrik,  proses)  kullanımını  belirleyen, olması gereken  ihtiyaçları, garantileri açıklayan ve sistemin    işleyişini ortaya  koyan,  kullanılacak  ekipman  ve  cihazların  genel karakteristiklerini tesisin genel yapısını ve tipini belirleyen kavramsal 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

9 

 

tasarımın    işveren  tarafından   gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Bu tasarımın tamamlanmasından sonra sistemin tesis ve tesis gruplarına ait disiplinlerinin temel tasarım, detay tasarım, yapım (konstrüksiyon) tasarımı  ve  sonunda  (as‐built)  uygulanmış  proje  safhaları  sırası  ile gerçekleştirilebilir.  Bu  safhaların  her  birinde  diğer  tesis  disiplinleri arasında  koordinasyonun  sağlanması  için  koordinasyon  ve  kontrol teknik  ekibinin  kurulması    iyi  bir  tasarım  ve  istenen  performansta verimli bir tesis kurulması için gereklidir.   

 

Elektrik  tesisleri  dizayn  işlemlerinin,  proje  resimlerinin  ve şartnamelerin  aşağıda  açıklanan  genel  özelliklere  sahip  olması gerekir.   

 

1. Elektrik tesisatını yapacak yüklenicinin tesisat sırasında çalıştıracağı personel  sayısını,  vasıflarını  ve  kullanıcak  tesis  araç  ve  gereçleri belirleyebilecek,  tesisin  yapım maliyetlerini  ve  teklif  hazırlanmasını sağlayacak açıklıkta ve detayda olmalı  

 

2. Tesis edilen yapıdaki   diğer  tesisatların durumunun açıklanmasını  ve  tesis edilecek hat ve ekipmanların montajı  için gerekli  talimat ve montaj  resimleri  ile  montaj  kılavuzlarını  ihtiva  etmeli  ayrıca  tesis yapımında oluşabilecek tehlike risklerinin açıklaması yapılmalı 

 

3.  Tesisin  yapımı  sırasındaki  değişiklikleri  ve  sonradan  yapılması ihtimali  olan  değişiklikleri  ve  güç  artışları  ve  bunların  nasıl 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

10 

gerçekleştirilebileceği  ve  maliyetleri    hakkında  gerekli  veyeterli bilgilere sahip olmalıdır. 

Tasarım  işlemleri  tesisin  tamamlanıp  teslim  aşamasına  gelinceye kadar    temel,  detay  konstrüksiyon    ve  uygulanmış  (as‐built) projelendirme safhalarından oluşur.  

 

Bu  safhalardan  temel    ve  detay  projelendirme  tesisin  yapım aşamasına gelinceye kadar gerçekleştirilen safhalardır. Bu safhalarda gelecek bölümlerde   detaylı olarak açıklanacak  işlemleri,   ölçütleri ve hesap  metotlarını  kapsayacak  tesisin  ana  yapısı  ekipman  ve  tesis hesapların  yapımı,  detay  boyutlandırma  ve  tesisin  genel  ve konstrüksiyon  resimlerinin  verilmesi  özetle  tesisin  yapımı  için  tüm hesaplarının ve işlemlerin gerçekleştirilmesi sağlanır.  

 

Bütün  bunlara  rağmen  tesisin  yapımı  sırasında  ekonomik  esneklik temin  etmek    ve  gerek  tesis  malzemelerinin  alımında  ve  gerekse ekipmanların  seçiminde  rekabetçi  ortamı  sağlamak  ve  optimum maliyeti  gerçekleştirebilmek  için  imalatçıların  biri  veya  bir  kaçı tarafından  imal edilen makina veya   malzeme boyutları esas alınarak boyutlandırma  yapılmaz,  ayrıca  tesisin  yapım  aşamasında  yeni ihtiyaçlar  ve  proses  geliştirme  gereği  ortaya  çıkabilir.  Bütün bunlardan  dolayı  yapım  sırasında  kullanılmasına  karar  verilen malzeme  ve  ekipman  boyutlarının    revizyonu  anlamına  gelen konstrüksiyon  detay  tasarımı  genellikle  gerekli    olur.  Tesisin tamamlanmasından sonra işletme ve bakım kolaylığı ve gerekli bakım ve  işletme  için  yedek  malzeme  stoklamasının  kolaylaştırılması 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

11 

 

açısından  uygulanmış  proje  (as‐built)  olarak  adlandırılan projelendirme işlemi gerçekleştirilir.  

Ülkemizde  ne  yazık  ki  konstrüksiyon  projelendirmeye  gerekli  önem verilmemekte  ve  bu  nedenle  temel  ve  detay  projelendirmede gerçekleştirilen proje ölçütlerinden, hesaplamalardan uzaklaşılmakta ve  gereken  sistem  performansı  sağlanamakta  ve  sistemi  belirleyen ana kriterlerden uzaklaşılmaktadır.   

 

Temel  dizayn projenin başlangıç safhası olup aşağıda            açıklanan bölümleri kapsar,  

• Proses ve yük verilerinin ve değerlerinin toplanması, 

• Sistemde gerçekleştirilecek çalışma ve uygulamalar  için bara ve  taşıyıcı  sistemlerin  belirlenmesi  ve  sistem  için  en  uygun şebeke konfigürasyonun belirlenmesi ve seçilmesi, 

• Sistem için  özelliklerine en uygun güç kaynağının ve besleme sisteminin belirlenmesi, 

• Enerji  temini  için  bağlanacak  şebekenin  güvenirliliğinin belirlenmesi  ve  güvenilir  alternatif  enerji  temin  yerlerinin veya altenenatif güç üretiminin belirlenmesi,    

• Sistem gerilimlerinin belirlenmesi, 

• Tesisin  bulunduğu  yere  ait  çalışma  ve  ortam  şartlarının belirlenmesi,  

• Temel seviyede tek hat diyagramlarının hazırlanması,  

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

12 

• Detay  dizayna  esas  olacak  detaylandırma  prensiplerini belirleyecek detay dizayn şartnamelerinin hazırlanması.  

 

Detay dizayn aşağıdaki bölümleri kapsar  

• Tek hat diyagramlarının geliştirilmesi,  

• Sistemdeki  çalışma  tarzlarına  göre  yük  tiplerinin  (normal, temel  yük,  hayati  önemi  haiz  yük,  şebeke  gerilim  ve  akım sapmalarına  hassas  olan  kritik  yükler)  ve  sistemdeki davranışlarına  göre  yük  tiplerinin  (sakin,  darbeli,  lineer  ve lineer olmayan yükler olarak) sınıflandırılması,  

• Bu  yüklerin  uygun  ve  gerekli  işletme  performansını sağlayacak  besleme sistemlerinin belirlenmesi, 

• Ekipman ve besleme sistemlerinin boyutlandırılması, 

• Sistem  performans  çalışmaları    ve  istenilen  performans  ve işletme güvenliğine uygun şebeke yapısının belirlenmesi, 

• OG  ve  AG  sistemler  için  gerekli  topraklama  ve  dolaylı temaslara karşı koruma sistemlerinin  belirlenmesi, 

• Patlayıcı  ortamlara  uygun  ve  gerekli  emniyete  sahip  cihaz, şebeke yapısı ve şebeke elemanlarının belirlenmesi, 

• Ana  besleme kaynağı devre dışı olduğunda veya enerji alınan sistemde  enerji  kaybı  olduğunda  işletmenin  devam  etme şeklinin ve enerji süreklilik gerekliliklerine göre acil durum ve 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

13 

 

stand‐by  jeneratör  grupları  ile  kesintisiz  güç  kaynaklarına (UPS)      ait  güç  değerlerinin    ve  söz  konusu  yardımcı  güç kaynaklarının çalışma şeklinin ve tipinin belirlenmesi, 

• Sisteme ait kısa devre güçlerinin belirlenmesi, 

• Sistemde  transformatörlerin  veya  asenkron  motorların devreye  girmesi  gibi  geçici  olayların  sistemdeki  etkilerinin belirlenmesi,  

• Muhtemel  geçici  gerilim  çökmelerinde  sistemin  dinamik stabilitesinin analizi, 

• Sistemde  oluşabilecek    harmonik  miktarlarının  tahmin edilmesi ve bunların neden olacağı etkilerinin giderilmesi için gerekeli tedbirlerin alınması,  

• Aydınlatma ve topraklama sistemlerinin projelendirilmesi, 

• Koruma  sistemlerinin  projelendirilmesi.  Koruma  röle tiplerinin  gerek  ekipman    seviyesinde  gerekse  sistem seviyesinde belirlenmesi, 

• Koruma  rölelerinin  seçiciliğini  sağlayacak  şekilde  açma  akım eşik değerlerinin  ve  açtırma  sürelerinin belirlenmesi  ve  tüm sistem için seçici koruma koordinasyon planının çıkartılması 

• Sistemde  kullanılacak  elektrik  ekipmanlarinin  standartlara uygun şekilde imal satın alma, montaj, test  ve devreye alma şartnamelerinin ve talimatlarının hazırlanması, 

• Besleme  sisteminin  yerleşimi  ve montajı  ile  ilgili  projelerin hazırlanması, 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

14 

• Dağıtım  sistemi  ile  ilgili  yerleşim  ve  montaj  projelerinin hazırlanması,  

• Sistemin  işletme  ve  bakım  planları  ve  prosedürlerinin hazırlanması 

• İşletme  için  gerekli  yedek  parça  listelerinin  ve  bakım çizelgelerinin hazırlanması,  

• Sistemin gerek malzeme alım ve gerekse tesis ve montajının maliyetlerinin çıkartılması, 

• Sistemin işletme esnasında gerek kullanılan enerji ve gerekse enerji kayıpları esas alınarak işletme senaryolarına göre enerji maliyetlerinin çıkartılması, 

• İşletmenin  sürekliliği  ve  güvenirliliğini  sağlayacak  bakım maliyetlerinin belirlenmesi, 

• Enerji alım tarifesinin belirlenmesi, 

• Sistemin elektriksel kayıplarının azaltılması yönünde gereken tedbirlerin alınması,  

• Sistemin  malzeme  ve  ekipmanlarının  niteliklerinin belirlenmesi  temini,  sistemin  montajını  ve  montaj  usul  ve kurallarını  ve  insan sağlığı ve emniyeti ile ilgili gerekli esasları belirleyen ve yönlendiren Tesis yapım, montaj, devreye alma, sistemin  kabulü  ile  ilgili  esasları  belirlemeyen  yapım şartnamelini hazırlama.  

 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

15 

 

Elektrik tesisleri tasarımında göz önüne            alınması gereken temel esaslar.  

Elektrik  tesislerinin  tasarımı  yapılırken  aşağıda  belirtilen  esaslar, mutlaka göz önüne alınmalıdır.  

 

• Emniyet:  İnsan hayatı ve sistem emniyeti elektrik sisteminin dizaynında mutlaka  göz  önüne  alınması  gereken  en  önemli kritik  faktörlerden birisidir. Mevcut ve yürürlükteki ulusal ve uluslararası  standartlara,  yerel  yönetmelik  ve  yasa gerekliliklerine  insan  hayatı  ve  sistem  emniyeti  açısından özellikle malzeme ve ekipman seçiminde kesinlikle uyma şartı vardır. 

 

• Güvenirlilik:  Gereken  çalışma  ve  işletme  sürekliliği  tesisin veya prosesin tipine bağlıdır. Tesisin bazı bölümlerinde geçici olarak  enerji  kesilmesine  müsaade  edilebildiği  halde  diğer bölümlerinde  bu  sürenin  yedek  besleme  kaynaklarının devreye  girme  süresi  kadar  olması  istenir,  hatta  bazı bölümlerde  (kontrol/kumanda,  koruma  ve  izleme  devreleri gibi)  enerjinin  hiç  kesilmemesi  ve  bu  bölümlerin  sürekli enerjide kalması istenir. 

 

• Bakım  kolaylığı:  Bakım  gereklilikleri  ve  kolaylığı  elektrik sistemlerinin dizayn  safhasında göz önüne alınmalıdır.  İyi ve düzenli bakım yapılan  sistem daha emniyetli ve güvenilirdir. 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

16 

Elektrik  tesisleri  prosesin  çalışmasını  önemli  bir  kesintiye uğratmayan  şekilde  bakımı  yapılabilecek  şekilde tasarlanmalıdır.  Ayrıca  işletme  ve  bakım  personeli  tercih edilen  sistem  konfigürasyonuna  ve  mevcut  bakım prosedürlerine göre bilgilendirilmelidirler.  

 

• Esneklik:  Elektrik  sistemlerinde  esneklik,  tesisin  işletme süresince  gelecek  yıllarda  değişen  ve  artan  çalışma ihtiyaçlarına uyum sağlayabilme özelliğidir. Gerilim seviyeleri, güç  besleme  kaynağı  kapasitesi,  ekipmanların  değer  ve kapasiteleri,  ilave  ekipmanlar  için  gerekli  yer  ve  besleme kapasitelerin  bulunması  elektrik  tesislerinin  dizaynında  göz önüne  alınmalıdır.  Ana  ve  yardımcı  besleme  kaynaklarının özellikleri  ve  kapasiteleri  tesisin  gelecekteki  genişlemelerini karşılayabilecek şekilde hesap edilmelidir.  

 

• İşletmenin basitliği:  İşletme, sistem  ihtiyaçlarını karşılayacak ölçüde  mümkün  olduğu  kadar  basit  olmalıdır.  İşletmenin basitliği  emniyetli  ve  güvenilir  bir  çalışmayı gerçekleştirebilmek için gerekli bir faktördür. 

 

• Gerilim regülasyonu : Kullanım gerilimi tüm yüklenme şartları altında  ekipman  nominal  geriliminin  tolerans  sınırları dahilinde  kalmak  zorundadır.  Kötü  bir  gerilim  regülasyonu, elektrik ekipmanlarının çalışma performansı ve  işletme ömrü üzerine  olumsuz  etki  yapar.  Genellikle  nominal  gerilim, 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI  

işletme gerilimi ve kullanım gerilimi kavramları birbirleriyle karıştırılmakta,  gerek  elektrik  sistemlerinin  tasarımında gerekse  işletmede  yanlışlıklar  yapılmaktadır.  Söz  konusu kavramlar  bir  örnekle  açıklanabilir.  Örnegin  36  kV  nominal gerilimli  orta  gerilim  dağıtım  sisteminin  işletme  gerilimleri 31,5kV,  33kV  ve  34,5  kV olabilir.  Kullanım  gerilimi  ise  ± %5 tolerans  olmak  üzere  31,5  kV  işletme  geriliminde  ise   

( ) kV925,2905,01.5,31 =−   ile  ( ) kV075,3305,01.5,31 =+   arasında 

değişmektedir. Aynı şekilde 400 Volt alçak gerilim sisteminde 400 Volt  işletme gerilimini haiz elektrik motorunun bağlantı klemenslerindeki  kullanma  gerilimi  ± %5  tolerans  dahilinde 

( ) Volt38005,01.400 =− ile ( ) Volt42005,01.400 =+   arasında  olmak 

zorundadır.  Genellikle  bu  kavramlar,  sıkça  birbirleriyle karıştırıldığından  gerilim  düşümü  hesaplarına  göre  iletken kesiti  belirlenmesinde  ya  kablo  kesiti  gereğinden  düşük hesaplanarak  aşırı  değerde  gerilim  ve  performans düşüklüğüne  neden  olunmakta  veya  kesitler,  gereksiz  yere büyük  seçilerek  tesisin  yatırım  maliyetleri  arttırılmaktadır. Örneğin  kesit  hesaplarında  iletken  ısınma  yönünden  uygun olmak  şartıyla motor  terminallerindeki gerilim düşümü %5,5 ise  bir  üst  kablo  kesiti  seçmek  yerine  transformatörde bulunan  boşta  kademe  değiştirici  vasıtasıyla  transformatör sekonder  gerilimi  %2,5  arttırıldığında  söz  konusu  elektrik motorunun bağlantı terminallerindeki gerilim düşümü %5,5 ‐ %2,5 = %3 istenilen sınırlar dahiline çekmek imkün olacaktır. 

 

Ayrıca  ülkemizde  yüklenme  durumuna  göre  enterkonnekte 154  kV  şebekede  gerilimler  nominal  gerilim  seviyesinden değişik değerler almakta ve  fakat  söz konusu değişimler göz önüne  alınmadan  yapılan  tesis  boyutlandırılmasında    cihaz 

17 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

18 

terminallerine uygulanan gerilim,  istenen gerilim değerinden aşağı  değerde  olmakta  ve  sonuçta  tesiste  gerilime  bağlı performans  düşüklüğü  görülmektedir.  Bu  nedenle  tesis tasarımında enerji  temin edilen  şebeke  iyi analiz edilmeli ve gerekirse dinamik veya statik regülasyon gerçekleştirilmelidir.  

 

• Çevre  şartları:  Elektrik  ekipmanlarının  karakteristikleri  ve performans  değerleri  imalatçı  firmalar  tarafından  standart çevre  şartları  için  verilir.  Tesisin  yapıldığı  sahanın  gerçek şartları  ile  ilgili  parametreler,  ekipmanlardaki  performans düzeltme  faktörlerini  belirlemek  veya  tesis  içinde  gereken performansı  sağlanması  için gerekli değişiklikleri yapabilmek üzere  projeyi yapan tarafından bilinmesi gerekir.  

• Elektrik  tesisleri  tasarlanırken    tesis  edilecek  ortamın bilinmesi gereken özellikleri:  

 

1. Yanıcı  ve  parlayıcı  atmosferik  ortamın  varlığı  veya patlayıcı gaz varlığından dolayı patlama riskleri, 

2. Deprem riskleri, 

3. Deniz seviyesinden yükseklik, 

4. Maksimum, minimum ve ortalama sıcaklıklar, 

5. Toprağın termal ve elektrik özgül dirençleri, 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

19 

 

6. Toprakta ve çevrede don durumu (donmuş toprakta toprak özgül direnci çok yüksek değerlere çıktığından topraklama sistemi gereken  şekilde çalışmaz), kar ve rüzgar durumu, 

7. Yıldırıma karşı tesisin korunması için bölgesel yıldırım yoğunluk seviyesi, 

8. Atmosferik  ve  çevresel  kirlenme  (toz  korozyon  ve nem miktarı), 

9. Çevre  düzenidir  (kırsal  alan  veya  şehir  içi  tesisleri gibi…). 

 

• Maliyet:  Yatırım maliyetleri  başlangıçta  çok  önemli  olmakla beraber  tesisin  işletme  ve  bakım  giderleri  ve  elektriksel kayıplara tekabül eden giderler, göz önüne alınmalıdır.  

 

Maliyetler 3 grup olarak belirlenmelidir. 

 

1.  Tesis  ekipmanlarının malzeme, montajı  test  ve  devreye alma  giderlerini  kapsayan  yatırım  maliyetleri:  Genellikle yatırım giderleri göz önüne alınmadan yapılan tesis projeleri,  elektriksel  hesaplar  gerekli  ölçütleri  sağladığı  halde  şebeke yapısının  ve  sistem  yapılanmasının  yatırım  maliyetleri  göz önüne  alınmadan  projelendirilmesi  sonucu  ortaya  yatırım maliyeti  çok  yüksek  tesis  ortaya  çıkar.  Örneğin  yatırım maliyetlerini  yükselten nedenlerden birinin  transformatörün 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

20 

yüklerinin  yoğun  olduğu  yere  yakın  tesis    edilmemesinden dolayı  gerilim  düşümü  standartlara  uygun  olarak  seçilen kabloların maliyetlerinin çok yüksek olduğudur.     

 

2. Enerji giderleri ve kayıpları kapsayan  işletme maliyetleri: Bunların  başında  ana  besleme  hatlarının  yüksek  akım değerinde  ve  uzun  mesafeler  çekilmiş  olması  gelir.  Hat 

kayıpları genelde    ifadesi ile verilen (RI .2 I hat akımı,   hat kesitine ve hat uzunluğuna bağlı hat direnci) omik kayıplardır. Örneğin  söz  konusu  hat    transformatörü,  yüklerin  ağırlık merkezine yakın yere çekerek mesafenin yarıya  ve hat kesiti 

ve  hat  çift  devre  çekilip    akım 

R

2I düşürüldüğünde  kayıplar  

4..

2

22 RIRI=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛   olacak;  yani  hat  kayıpları  ¼  oranında 

azalacaktır. Diğer  bir  kayıpta  transformatorun  tam  yükünde uzun  süreli  çalıştırılması  veya  belirli  bir  süre  aşırı  yükte çalıştırlmasıdır.  Bu  ise  gerek  transformatör  kayıplarının artmasından dolayı enerji maliyetlerinin artmasına   ve diğer taraftan  aşırı  ısınmadan  dolayı  transformatör  yağının bozulmasına  bağlı  olarak  yağ  değişim  maliyetlerine  ve transformatörün  çabuk  eskimesine  neden  olacağı  için amortisman maliyetlerine etki eder.  

 

3. Tesisin güvenilir bir şekilde çalışmasını sürdürebilmesi için gerekli  olan  bakım  ve  onarım  maliyetleri:  Gerek  prosesin işleyişi  ve  gerekse  tesis  için  enerji  alınan  noktadaki 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

21 

 

araştırmanın  yeterli  olarak  yapılmamasından  dolayı; şebekede  sık  sık  enerji  kesilmesine  bağlı  ve  jeneratör gruplarının uzun veya kısa süreli çalışmasına bağlı olan enerji giderlerinin artışıyla birlikte proses durması nedeniyle ortaya çıkan üretim kayıpları meydana gelir.   

 

Temel tasarım veya temel projelendirme  

Yüklerin belirlenmesi ve toplamı  

Elektrik dağıtım sistemine bağlanacak olan yüklerin hepsi detaylı olarak  listelenecektir.  Besleme  sistemlerinin  bağlanacak ekipmanlara uygun bir şekilde boyutlandırılması için sistemin güç ihtiyaçlarının belirlenmesi gerekir. 

 

Yük verileri  

Yük  toplamlarını  belirleyebilmek  için  ilgili  tesisin  prosesle  ilgili gereken bilgileri, aynı anda devrede olacak tüm yüklerin verilerini bir  araya  toplamak  gerekir.  Genellikle  endüstriyel  tesislerin yükleri,  prosese  ait  ekipmanların  birer  fonksiyonları  olup;  söz konusu  yük  listeleri,  prosesi  tasarlayan  firmalardan  alınmalıdır. Liste,  elektrik  motor  sürücülerinin  çalışırken  çekeceği  yükü  ve motorların plaka değerlerini  ve diğer proses ekipmanlarının  güç tüketim değerlerini kVA veya kW cinsinden ifade etmelidir. Ayrıca sistemlerde  kullanılacak  olan  UPS,  frekans  konvertörü,  ark ocakları ve elektronik ekipmanlar gibi lineer olmayan ve harmonik 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

22 

üreten  cihazlara  ilişkin  harmoniklerin  değerleri  temel  bileşenin yüzdesi olarak  imalatçılardan  ve  ilgili  standartlardan  alınmalıdır. Bu  bilgiler  tesis  için  gerekli  gücün  tahminine  ve  uygun  sistem  ekipmanlarının ve sistem yapısının seçimine yardımcı olacaktır. 

Tasarım başlangıcında yük verilerinin gerçek değerlerine ulaşmak, sınırlı  olabilir.Yüklerin  gerçek  değeri,  dizayn  safhasının  sonuna malzeme siparişine kadar kesin olarak belirlenmelidir. Başlangıçta özellikle  besleme  sistemi  ile  ilgili    ekipmanların  düşük boyutlandırılmasından  sakınmak  için  yüksek  değerlere  göre tahmin etmek daha faydalı olacaktır. 

Yük verileri aşağıdaki tabloya göre düzenlenecektir. 

 

PANO ADI 

 

 

 

Sıra 

No 

Yükün 

adı 

Yeri 

 

Gerilim

Değeri 

Volt 

Yükün gücü 

kW  

Kullanım 

Faktörü 

% 

Yükün  

Çektiği  

Güç  

kW 

ϕCos Reaktif 

Güc 

kVAR 

Görünen güç 

kVA  

Yükün cinsi

(Normal darbeli harmonik üretici) 

1         

2         

3         

 

Tablo1.1 Tali panolar için yük veri tablosu  

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

23 

 

 

Yüklerin yerleşimi  

Büyük  tesislerde  önemli  derecede  büyüklükte  yük  çeken elemanları gösteren  pilot planlar kullanarak yük yerleşimi yapılır. Yüksek yük yoğunluğuna sahip alanlarda gerek kablo kesitleri ve gerekse  transformatör  ve  jeneratör  güçleri  açısından  tesisin optimum  boyutlandırılmasını  sağlamak  ve  gerekse  işletme basitliğini  gerçekleştirmek,  işletmedeki  gerilim  düşümlerinin ortaya  çıkardığı  performans  düşüklüğünün  önüne  geçmek  ve işletme  maliyetlerini  azaltmak  için    yük  dağıtım  ve  OG/AG transformatör merkezlerinin  bu  yerlerde  kurulması  gerekliliğini ortaya  çıkarır;  diğer  bir  deyimle  yük  yerleşim  planı  güç  dağıtım merkezlerinin  yerlerinin  seçimini  ve  güçlerinin  ve  boyutlarının gereken  ve  arzu  edilen  bir  şekilde  ekonomik  olarak  belirlenmesine imkan sağlar. 

 

Detaylı yük toplamları  

Detaylı  yük  toplamları  yük  verilerinden  toplamından  ve  yük yerleşiminin  gerçekleştirilmesinden  sonra  yapılabilir.  Temel dağıtım sistemi seçilerek her bir baraya veya panoya bağlanacak yükler belirlenir. 

 

Detaylı yük toplamları 3‐ana nedenden dolayı hazırlanır. 

 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

24 

1. Her bir yük ve motor kontrol merkezinin güç  ihtiyaçlarını belirlemek,  dağıtım  gerilimini  seçmek  ve  transformatör, jeneratör,  baralar,  kesiciler,  yol  vericiler  ve  fiderler  gibi besleme  ve  dağıtım  elemanlarının  güçlerinin belirlenmesini ve boyutlandırılmasını sağlamak, 

2. Tüm  sistemin  güç  ihtiyacını  belirleyerek  güç  temin sistemini boyutlandırmak, 

3. Maliyet tahmini için temel oluşturmak. 

 

Öncelikle  yük  toplamı  herbir  yük  ve  motor  kontrol  merkezi  için gerçekleştirilir;  sonra bu  toplamlar, bir  araya  getirilerek  tüm  sistem için  genel  güç  ihtiyacı  belirlenir.  Tali  dağıtım  panolarına  bağlanacak tali panolara ait yük veri çizelgesi tablo 1.2 ye göre hazırlanacaktır.  

 

 

 

 

 

 

 

 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI  

Tali dağıtım  

panosu 

 

 

Sıra 

No 

Bağlı pano  

No 

Yeri 

 

Gerilim

Değeri 

Volt 

Toplam kurulu güç  

kW  

Eş zamanlık

Faktörü 

% 

Talep   

Gücü 

kW 

ϕCos 

Reaktif 

Güc 

kVAR 

Görünen güç 

kVA  

Yük sınıflaması

(öncelikli, normal, krıtik) 

         

         

         

 

Tablo 1.2 Tali dağıtım panosu veri tablosu 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

26 

Ana pano yük verileri aşağıdaki tablo 1.3 e göre hazırlanacaktır.  

 

Ana  dağıtım panosu  

 

 

 

Sıra 

No 

Bağlı alt pano  

no 

Yeri 

 

Gerilim

Değeri 

Volt 

Toplam kurulu güç  

kW  

Eş zamanlık

Faktörü 

% 

Talep   

Gücü 

kW 

ϕCos Reaktif 

Güc 

kVAR 

Görünen güç 

kVA  

Yük sınıflaması 

(öncelikli, normal, kritik) 

         

         

         

 

Tablo 1.3 Ana dağıtım panosu yük veri tablosu  

 

Sistemdeki yüklerin sınıflandırılması   

Yüklerin Çalışma Şekli ve Çalışma Süresine göre Sınıflandırılması  

1. Devrede olan yük: İşletme esnasında gerçek olarak sistemin çektiği yüktür. Devrede  olan  yük  değeri  ile  bağlantı  devreleri  jeneratörler, transformatörler,  fiderler  ve motor  kontrol merkezleri,  kesiciler  ve kesintisiz güç kaynakları boyutlandırılır. Devrede olan yükü belirlemek 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

27 

 

için  devreye  bağlanacak  yükler,  sürekli,  fasılalı  veya  yedek  yük olarak  tanımlanmalıdır.  Sürekli  yüklerin    ve  gelecekte  sürekli  olarak devrede  olacak  şekilde  planlanan  yüklerin  tamamı  devrede  olacak şekilde  yüklenme  hesabına  dahil  edilir.  Devrede  olan  yük  hesap edilirken güç faktörü ve verim başlangıçta tahmin edilerek ve özellikle büyük güçlü motorlarda gerçek güç  faktörü ve verim elde edildikten sonra  kVA  cinsinden  bulunmalıdır.  Örneği  bir  su  temin  sisteminde tesis edilen 2 pompadan bir sürekli çalışırken diğeri devrede olmayıp 1.  pompanın  arızalanması  halinde  işletme  süreklilğini  sağlamak amacıyla devreye alınır. 

 

2.  Sürekli  yükler:  3‐saat  veya  daha  fazla  devrede  kalacak  yükler yükler  olarak  tanımlanır.Devrede  olan  yüklerin  hesabında  yük değerlerinin tamamı hesaba dahil edilir. 

 

3.  Fasılalı  yükler:  Sürekli  çalışma  peryodu  3‐saatten  az  olan  yükler olup devrede olan yüklerin belirlenmesinde yükün belirli bir yüzdesi olarak hesaba dahil edilirler. 

 

4.  Yedek  yükler: Diğer  yükler  devrede  olmadığı  zamanlarda  çalışan cihazlara  ait  yüklerdir  ve  devrede  olan  yük  hesabında  hesaba  dahil edilmezler. 

 

 

 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

28 

  Niteliklerine göre yüklerin sınıflandırılması  

1. Normal  yükler:  Herhangi  bir  nedenle  uzun  süre  enerjisiz  kaldığı durumlarda  işletmenin  çalışması  ve  verimliliği  üzerine  herhangi  bir etkisi olmayan cihaz ve ekipmanlara ait yüklerdir. 

 

2.  Temel  yükler:  Herhangi  bir  nedenle  enerjisiz  kaldığı  durumlarda işletmeyi  ve  üretimi  kalite  ve  miktar  açısından  önemli  seviyede etkileyen cihazlara ait yükler olup söz konusu yüklerin mümkün olan en kısa sürede tekrar  enerjilendirilmesi gerekir. 

 

3.  Hayati  önemi  haiz    yükler:  Enerjisiz  kalması  halinde  işletmede, emniyetsiz  işletme  şartlarının  ortaya  çıkmasına  ve  insan  hayatının tehlikeye  girmesine  veya  tesiste  önemli  zararların  meydana gelmesine neden olan cihazlara ait yüklerdir. Bu ekipmanların sürekli enerjili olması gerekir. 

 

4.  Kritik  yükler:  Bilgisayarlar,  programlanabilir  lojik  sistemler, telekomünikasyon  ve  kontrol/kumanda  sistemleri  gibi  kritik fonksiyonları  yerine  getiren  şebeke  dalgalanmalarına  ve bozunmalarına karşı hassas olan ve bu nedenle söz konusu etkilerden izole eden güç kaynağı üzerinden beslenmesi ve sürekli enerjili olması gereken yüklerdir. 

 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

29 

 

Devreye girme sırasındaki davranışına göre yüklerin sınıflandırılması   

1.Darbeli  yükler:  Devreye  girme  sırasında  nominal  akımın  katları şeklinde  enerjilenme  akımları  çeken  ve  sistemde  yüksek  değerde gerilim düşümüne neden olan yüklerdir. Bunlar motorların doğrudan yol almasında olduğu gibi 15‐20 saniye süreli, kondansatör gruplarının devreye  girmesinde  olduğu  gibi  mili  saniyeler  mertebesinde  kısa süreli olabilir.  

 

2. Sakin yükler: Bu yükler enerjilendiğinde en fazla nominal akımları kadar  yük  çekerler. Aydınlatma  yükleri, dirençli  ısıtıcılar bu  gruptan yüklerdir.  

 

Özelliklerine göre yüklerin sınıflandırılması   

1.  Lineer  yükler:  Bu  yükler  harmonik  akımları  üretmeyen  ve  bu özelliklerinden  dolayı  şebeke  gerilimini  distorsiyona  uğratmayan doğrudan  şebekeye  bağlı  elektrik motorları,  dirençli  ısıtıcılar,  akkor lambalı aydınlatma cihazları gibi yüklerdir.  

 

2. Lineer olmayan yükler : Yüksek genlikli harmonik akımlar üreten ve bu özelliklerinden dolayı  şebeke gerilimini oldukça  fazla distorsiyona uğratan UPS, frekans konvertörü, deşarj lambalı aydınlatma cihazları, bilgisayarlar, ark ocakları ve elektronik cihazlar gibi yüklerdir.  

 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

30 

Güç temini  

Güç  temininin,  sistem  güvenirliliğine  etkisi  sistemin  diğer elemanlarından  çok  daha  fazladır. Güç  ya  enerji  üretim  ve  dağıtım şirketlerinden alınır veya jeneratörler vasıtasıyla otoprodüktör olarak tesis  içerisinde  üretilir  ancak  hangi  durum  tercih  edilirse  edilsin, işletme sürekliliği açısından güvenilir olmalıdır. Sık sık ve uzun süreli enerji  kesintileri  zaman  kaybına  bağlı  olarak  üretim  ve  maliyet kayıplarına  ve  ekipmanların  zarar  görmesine  neden olmakla  birlikte personel yaralanmaları riskide artar. Gerilim çökmeleri ve şebekedeki harmoniklerin neden olduğu distorsiyonlar özellikle bilgisayar kontrol ve  izleme  sistemleri  ile  deşarj  lambaları  üzerinde  problemler meydana getirir. 

 

Güç  temini  enerji  üretim  ve  dağıtım  şirketlerine  ait  şebekelerden yapılacaksa,  enerjinin  temin  edileceği  şebekelerin  enerji  kalitesi  ve  güvenirliliğinin mutlaka  araştırılması  gerekir.  Şebeke  güç  analizi  ile birlikte  yıllık  arıza  istatistikleri  incelenerek  enerji  kesilmelerinden oluşabilecek üretim ve işletme kayıpları mutlaka belirlenmelidir. 

 

Eğer  güç  temini  tesis  içinde  kurulacak  enerji  üretim  sistemi  vasıtasıyla gerçekleştirilecekse  üretilecek  gücün miktarı  güvenirliliği  ve  kalitesinin yanında  enerji  üretim  maliyetleri  ve  yatırım  maliyetleri  mutlaka araştırılmalıdır. 

 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

31 

 

Ayrıca  enerji  alınan  noktanın  tesis  için  yeterli  seviyede  gücü sağlayacak  kapasitede olup olmadığının  çalışmasının mutlaka  yapılması çok önemlidir. Bu yapılmadığı takdirde tesis ne kadar mükemmel dizayn edilirse edilsin enerjinin yoğun olarak çekildiği durumlarda enerji çekilen noktada  meydana  gelen  aşırı  gerilim  düşümleri  ve  şebeke  salınımları tesisi çalışamaz hale getirir.  

 

Yukarda  açıklanan  nedenlerden  dolayı  enerji  alınan  noktanın güvenilirliğine göre  tesis güvenliği  için optimizasyon göz önüne alınarak ya alternatif besleme kaynakları  tesis edilir veya güvenilir enerji  temini için güvenilir kaynaklar aranır.  

 

Yardımcı güç sistemleri  

Normal elektrik beslemesi kesildiğinde  işletmenin  sürekliliğini  sağlamak amacıyla  tasarlanırlar.  “Acil  durum”  ve  “Stand‐by”  olarak  iki  kategori altında belirlenirler. 

 

Yardımcı güç  sistemlerinin dizaynında  ilk adım her bir  sistem  için  farklı fonksiyonlar ve  farklı güç  ihtiyaçlarını ve   varsa yardımcı güç  sistemleri üzerinden  beslenecek  diğer  yükleri  acil  durum  veya  stand‐by  olarak belirlemektir. 

 

Acil durum  sistemler enerjinin kesilmesi esnasında personelin emniyeti için  devrede  olmak  üzere  dizayn  edilen  sistemlere  güç  ve  aydınlatma temin  ederler.  Bu  sistemler,  ülkenin  kanunlarının  gerektirdiği  ve 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

32 

olmaması nedeniyle insan hayatı kaybı oluştuğunda veya insanların zarar görmesi  durumunda  işletmenin  yasal  olarak  sorumlu  tutulacağı sistemlerdir. Acil durum beslemede işletme ve üretim durur ve bağlı olan şebekede enerjinin gelmesi beklenir. 

 

Tipik  acil  durum  yükleri,  çıkış  ve  kaçış  sinyal  ve  aydınlatmaları,  insan hayatını sürdürebilmesi  için gerekli havalandırma sistemleri, asansörler, yangın  ve  gaz  algılama  ve  ihbar  sistemleri,  yangın  pompaları  ve  enerji kesilmesi  esnasında  hayati  tehlikelere  sebep  olabilecek  endüstriyel proseslerdir. 

 

Acil durum güç temin sistemi, enerji kesildikten sonra en çok 10 dakika içerisinde  gerekli  ekipmanları  enerjilendirmesi  gerekir.  Acil  durum yüklerin  bağlantıları  bütün  diğer  bağlantılardan  tamamen  bağımsız olmalıdır. 

 

Stand‐by  sistemler,  yangın  söndürme  kurtarma  ve  hayati  tehlikelerin kontrolünü yapan sistemlere enerji kesilmesi halinde enerji sağlar. Tipik stand‐by  yükler,  haberleşme,  havalandırma  belirli  aydınlatmalar,  klima sistemleri  ve  yangın  söndürme  sistemlerine  ait  yüklerdir.  Stand‐by sistemleri,  enerjisiz  kalma  durumunda  proseste  ve  işletmede  ciddi zararlara  sebep  olabilecek  kritik  yükleri  de  besler.  Stand‐by  besleme sisteminde,  acil  durum  yüklerinin  beslenmesi  ile  birlikte  aynı  zamanda  işletme ve proses sistemleri de çalışmaya devam eder. 

 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

33 

 

Yardımcı güç kaynakları  

Acil durum ve stand‐by yükleri, ayrı kaynaktan beslenebileceği gibi aynı enerji  kaynağı  üzerinden  de  beslenebilirler.  Genellikle  daha  ekonomik olduğu için acil durum ve stand‐by yükler aynı jeneratöre bağlanırlar. Acil durum  ve  stand‐by  yükleri  için  4‐tip  yardımcı  besleme  kaynağı mevcuttur. 

 

1. Motor –Jeneratör grubu: Bu tip yardımcı güç kaynağı çoğunlukla acil  durum  ve  stand‐by  yükleri  aynı  anda  beslemek  için kullanılırlar. 

2. Aküler:  Bu  sistem,  akümülatör  bataryalardan  ve  akü  şarj cihazlarından meydana gelir. 

3. Kesintisiz  güç  kaynakları(UPS):  Bu  güç  sistemi,  tipik  olarak  şarj cihazı üzerinden besleme hattı vasıtasıyla sürekli olarak şarj olan akümülatör  grubu  ve  doğru  gerilimi  alternatif  gerilime  çeviren inverterden meydana gelir. Kesintisiz güç kaynaklarından yüksek kaliteli distorsiyonsuz güce  ihtiyacı olan acil durum ve  stand‐by yüklere enerji verilir. 

4. Ünite ekipmanları: Üzerinde tekrar şarj edilebilir bataryaya sahip ekipmanlardır  ve  normal  beslemenin  kesilmesi  durumunda otomatik olarak batarya üzerinden cihaza gerekli elektrik enerjisi sürekliliği  sağlanır.  Bu  ünite  elemanları  özellikle  acil  durum aydınlatmalarda kullanılır. 

 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

34 

Yardımcı güç kaynaklarının tasarımında göz önüne alınması gereken esaslar.   

Acil  durum  ve  Stand‐by  güç  sistemlerinin  dizaynında  aşağıda  belirtilen soruların açıklığa kavuşturulması gerekir. 

 

1. Acil  durum  ve  stand‐by  güç  ihtiyaçları  nelerdir.  Yüksek güvenilirlikte  ve  kalitede  güç  ihtiyacı,  işletme  ve proses  için ne olmalıdır. Gücün kalitesi ne olmalıdır? 

2. Motorlar için yol verme gücü ne kadardır? 

3. Gelecekte olabilecek yük artışı ne kadardır? 

4. Stand‐by güç  ihtiyacı ne kadardır. Gereken stand‐by güç  ihtiyacı kısa süreli midir ve normal besleme sağlanıncaya kadar stand‐by sistem güç vermeye devam edecek midir? 

5. Enerji  kesildiğinde  acil  durum  ve  stand‐by  sistemin  devreye girme süresi ne  kadar olmalıdır? 

6. Tek kaynaktan birden fazla tesisin enerjilendirilmesi düşünülüyor mu? 

7. Sistemin sürekli olarak devrede kalma süresi nedir? 

8. Sahada  stand‐by  ve  acil  durum  enerji  üretimi  için  kullanılacak birincil  enerji  kaynağı  nedir?  Gaz,  buhar,  likit  hidro  karbon (benzin,  dizel  yakıtı,  LPG)    yakıtlardan  hangisi  seçilecektir?  Bu yakıtların  seçilmesinde  çalışma  süresi,  yakıt  maliyeti,  bakım 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

35 

 

maliyeti,  personel  gereklilikleri,  atmosferik  ve  gürültü kirliliği, atık ısının potansiyel değerleri göz önüne alınacaktır. 

 

Sistem gerilimleri  

Dağıtım ve kullanım gerilimlerini  seçmek  için aşağıdaki  faktörler göz önüne alınmalıdır. 

 

1. Özel yükler (büyüklüğü ve gerilim seviyesi), 

2. Ulusal    dağıtım  şebekesinin  gerilim  seviyesi;  Enerji  üretimi tesis içinde yapılıyorsa üretim sisteminin gerilim seviyesi, 

3. Tesisteki mevcut gerilim seviyeleri, 

4. Farklı gerilim seviyelerinde ve akım değerlerindeki kabloların ve elektrik ekipmanlarının maliyetleri, 

5. Düşük gerilim seviyesi kullanımında yüksek akımlardan dolayı ortaya çıkan kayıplar, 

6. Sistemin esnekliği (gelecekteki genişlemelerden dolayı yeterli yedek kapasitenin bulunması), 

7. Tesisin toplam gücü, 

8. Minimum kısa devre güç ihtiyacı, 

9. Tesis tarafından üretilen ve tolere edilen bozunmalar, 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

36 

10. Tesisin yapıldığı  saha yakınlarındaki enerji dağıtım hatlarının gerilim seviyeleri, 

 

Kontrol  ve  izleme  sistemleri  aşağıda  açıklanan  faydaları  sağlayacak şekilde düzenlenmelidir.  

 

Saha içindeki gerilim seviyelerinin seçiminde 

 

• Güç bölüşümü ve sahanın boyutları, 

• Büyük  güçlü  motor,  ark  ocakları  gibi  OG  kullanan yüklerin varlığı.  

 

Gerilim  seviyelerinin  seçiminde önemli olan  faktör  kablo  ve ekipman maliyetleridir.  Yüksek  seviyede  dağıtım  geriliminin  kullanılmasının amacı aynı gücün dağıtımında daha az akıma  ihtiyaç göstermesinden dolayı gerilim düşümlerinin ve dağıtım kayıplarının küçük tutulması ve bu sayede kablo kesitlerinin daha küçük seçilmesini sağlamasıdır. 

 

 

 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

37 

 

Dağıtım gerilimi  

Dağıtım  gerilimi  seviyesi,  işletme  güç  ihtiyacına  bağlı  olarak  büyük çoğunlukla  kullanım  gerilimi  seviyesinden  daha  yüksektir.  Dağıtım geriliminin  seviyesinin  belirlenmesinde    enerji  alış  noktasındaki gerilim seviyesi öncelikle göz önüne alınır. Ülkemizde dağıtım gerilimi seviyeleri genellikle 31,5kV, 33kV, 34,5kV seviyelerinde olup nadiren 15kV  seviyesinde  dağıtım  sistemlerine  rastlanılır.  Büyük  güçlü  ve geniş tesislerde  (tesis  içinde birden  fazla dağıtım transformatörünün tesis edilmesi gereği olan ve büyük güçlü OG motorlarının bulunduğu) dağıtım  emniyeti  açısından  ve  motorun  gerilim  seviyesine  uygun olarak giriş dağıtım merkezine ana dağıtım indirici transformator tesis ederek 6kV ve 3kV gerilim seviyesinde dağıtım gerçekleştirilir. 

 

Kullanım gerilimi  

Kullanım  geriliminin  seçimi  öncelikle  kullanılacak  ekipmanların gerilimine  bağlıdır.Ülkemizde  alçak  gerilim  ekipmanların  nominal gerilimi 400/231 Volt AC  ve 24Volt  veya 48Volt DC dir. Bu nedenle alçak  gerilim  alternatif  akım  tesislerinde  kullanım  gerilimi,  nominal olarak 400/231 Volt’dur. 

 

Orta  gerilim  dağıtım  sistemlerinde  genellikle  31,5‐33‐34,5  kV değerlerindedir.  

 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

38 

Büyük  güçte  orta  gerilim  motorlarının  nominal  gerilimi  6,3  kV olmasından dolayı sistem kullanım gerilimi 6,6 kV olarak belirlenir.  

 

Genelde tercih edilen kullanım gerilimleri 400/231 Volt ve 6,6 kV, 35 kV dur. 

 

Tek hat şeması  

Elektrik  sisteminin  yapısını  açıklayan  grafik  semboller  ve  standart semboller  kullanılarak  çizilen  şematik  bir  diyagramdır.  Standart sembol  ve  şekiller elektrik ekipmanlarını  göetermek  için  kullanılırlar şemada  bulunan  hatlar  cihaz  ve  ekipmanların  birbiri  ile  bağlantısını gösterir. 

 

Elektrik ekipmanlarının değerleri, tipi ve büyüklükleri tek hat şemaları üzerinde belirtilir.  

 

Bir  tek  hat  şeması,  elektrik  sistemini  değerlendirmek  ve  planlamak için yeterli veriyi ve detayı kapsamalıdır.  

 

Aşağıdaki bilgilerin tek hat diyagramı üzerinde gösterilmesi gerekir. 

 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

39 

 

1. Güç kaynakları: Jeneratörler, transformatörler, kesintisiz güç kaynağı  ve  bunlara  ait  gerilim  değerleri,  oluşabilecek  kısa devre akımlarının değerleri, topraklama metotları, 

2. Ölçü  ve  koruma  sistemleri:  Ölçü  ve  röle  tipleri,  akım  ve gerilim  transformatörlerinin  çevirme  oranları,  doğruluk  sınır faktörleri,  kısa  süre  akım  dayanım  kapasiteleri,  kesicilerin açma ve kapama akım kapasiteleri ve gerilim değerleri, 

3. Transformatörler: Güç  kapasiteleri,  gerilimler,  empedanslar, sargı bağlantı tipleri ve topraklama metotları, kuru veya yağlı tip olduğu, regülasyon tipleri, 

4. Baralar ve bara  sistemleri: Gerilim ve akım değerleri  ile kısa devre dayanımı,  

5. Orta gerilim panoları: Akım ve MVA olarak kısa devre güçleri, röle açtırma ayarları, 

6. Orta gerilim motor yol vericileri: Akım değerleri ve kısa devre güçleri ve röle açtırma ayarları, 

7. Motorlar  için  kullanılacak  sürücü  tipleri  ve  bunlara  ait karakteristik değerler,  

8. Alçak  gerilim panoları: Akım değerleri,  kısa devre  güçleri  ve röle açtırma ayarları, kapalılık tipi, 

9. Sigortalar: Büyüklüğü ve tipi, 

10. Fiderler: Büyüklükleri iletken sayıları ve güçleri, 

11. Yükler: Büyüklükleri, açıklamalar, 

12. Güç faktörü düzeltme sistemleri.  

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

40 

 

Tek hat  şemalarında  gelecekte olabilecek  genişlemeler,  güç  artışları ve bunlara ait fiderler ile yedek fiderler gösterilmelidir. 

Besleme kaynaklarının Ayrılması Şebekede  bulunan  gibi  bazı  yükler    doğrudan  yol  alan  büyük  güçlü motorlar,  frekans konvertörü  ile yol alan büyük güçlü motorlar veya ark ocakları  besleme sistemi üzerinde  salınımlara, distorsiyonlara ve enterferanslara sebep olurlar. Bu nedenle gerek sistem stabilitesi ve gerekse  enerji  kalitesi  açısından  yüklerin  sınıflandırılmasına  göre aşağıda  şekil  1.1,  2,  3,  4,  5,  6    da  görüldüğü  gibi  ayrı  besleme sistemleri üzerinden enerjilendirilmeleri gerekebilir.  

 

 

 

 

 

 

 

 

     

Şekil 1.1  Endüstriyel tesislerde OG/AG dağıtım merkezi  

                 (Yük tiplerine göre besleme tipleri ayrılmış) 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI  

 

 

 

 

 

 

 

 

Şekil 1.2. Sanayi sitelerine ait OG dağıtım merkezi  

                (Besleme mesafesine göre dağıtım) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Şekil 1.3. AG dağıtım sistemi   

41 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

42 

 

 

 

 

 

 

 

 

Şekil 1.4. Endüstriyel tesisler için dahili yük dağıtımı 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Şekil 1.5.  Bölgesel enerji dağıtımı  

 

 

 

 

43 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

44 

 

 

 

 

 

 

 

 

Şekil  1.6.  Darbeli  yüke  sahip  olan  sistemin  elektrik  santralı  vasıtasıyla                     senkron olarak beslenmesi 

Şekillerde  de  görüldüğü  gibi  salınımlara  ve  enterferanslara  neden olan  yüklerin  diğer  yüklerden  ayrılmasını  sağlamak  ve  sistemin  güç kalitesini  yükseltmek  ve  yük miktarı  ve  yükün uzaklığı  esas  alınarak gerilim  düşümünü  ve  güç  kayıplarını  standartların  ön  gördüğü seviyede tutmak ve güç kalitesini arttırmak amacıyla tek bir noktadan tüm  sistemi  beslemek  yerine  birbirinden  ayrı  ayrı  besleme kaynaklarına  bağlanır.  Bu  şekilde  beslemelerin  ayrılması  aşağıda belirtilen avantajları sağlar. 

 

• Koruma  cihazları  arasında  seçicilik  düzelir  ve  buna  bağlı olarak  diğer  yüklerin  gereksiz  açmalardan  dolayı  devreden çıkmaları önlenir. 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

45 

 

• Yük tiplerine uygun olarak topraklama sistemleri uygun hale getirilir. 

• Yük dağıtımı uygun hale gelir 

 

Topraklama sistemlerinin seçimi   

Standartlar  ve  yönetmelikler,  yasalar  elektrik  tesislerinde  doğrudan ve dolaylı temaslara karşı insan hayatını korumayı şart koşar. Genelde koruma  işlevi  otomatik  olarak  hata  akımı  ve  gerilimi  meydana geldiğinde  ve  seçiciliğin  öngördüğü  şekilde  ve  gerekli  sürede  hatalı bölümü besleme sisteminden ayırmaktır. 

 

Şebekelerde  topraklama  sistemi  aşağıda  belirlenen  krıterlere  göre yapılmaktadır. 

 

• Tesisin  yapıldığı  ülkedeki  genel  eğilimler  (Şebekenin  nötr noktası ile ilgili işletme topraklamalarındaki genel eğilimler), 

• Yasal gereklilikler, 

• Şebekedeki yapım zorlukları, 

• Şebekenin işletilmesindeki zorluklar, 

• Yük tiplerinden ileri gelen zorluklar. 

 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

46 

Şebeke Nötrünün 5 tip topraklama şekli vardır. 

 

1. Nötrün doğrudan topraklanması, 

2. Nötrün reaktans üzerinden topraklanması, 

3. Nötrün söndürme bobini üzerinden topraklanması, 

4. Nötrün omik direnç üzerinden topraklanması, 

5. Nötrün yalıtılması, 

 

Her bir nötr topraklama sisteminin yapısından kaynaklanan avantaj ve sakıncaları  vardır.  Topraklama  sistemi  seçilirken  bu  avantajlar  ve sakıncalar göz önünde bulundurulmalıdır. 

 

Nötr topraklama sistemlerinin avantaj, sakıncaları ve kullanım yerleri 

 

Nötrün doğrudan topraklanması 

 

Avantajları: 

 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

47 

 

• Toprak hata akımlarının algılanmasında ve seçici korumanın yapılmasındaki kolaylıklar, 

• Hata  esnasında  meydana  gelebilecek  aşırı  gerilimlerin sınırlandırılması. 

 

Sakıncaları: 

 

• Yüksek  hata  akımlarının  meydana  gelmesi  ve  buna  bağlı olarak insan hayatını tehlikeye sokacak yüksek temas ve adım gerilimlerinin oluşması  ve  transformatör,  jeneratör,  kablolar gibi tesisin önemli elemanları üzerinde hasarlanma riski 

 

Kullanım alanları: 

 

• Alçak gerilim 4 veya 5 hatlı şebekelerde sıklıkla kullanılmasına rağmen orta ve yüksek gerilimli şebekelerde yüksek dokunma ve hata gerilimleri ile hata akımlarının yüksek seviyede olması nedeni ile tercih edilmezler. 

Nötrün reaktans üzerinden topraklanması  

Avantajları: 

• Toprak hata akımları sınırlandırılır. 

Sakıncaları: 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

48 

 

• Nötrü  doğrudan  topraklı  sistemlere  göre  daha  kompleks koruma sistemi gerektirir, 

• Şebekenin yapısına bağlı olarak kuvvetli sürekli ve transiyent aşırı  gerilimlerin meydana  gelmesinden  dolayı  daha  yüksek seviyede izolasyon gerekliliği ortaya çıkar. 

 

Kullanım alanları:  

 

• Devrenin  toplam  hata  direncine  göre  eğer  reaktansın empedansı  düşük  ise  özel  ön  tedbirler  alınmadan uygulanabilir. 

 

Nötrün söndürme bobini üzerinden topraklanması 

 

Avantajları: 

 

• Toprak hata akımının söndürülmesi. 

 

Sakıncaları: 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

49 

 

 

• Kompleks koruma sistemi ihtiyacı (yönlü koruma elemanınım uygulanmasındaki güçlükler). 

 

Kullanım Alanları: 

 

• Bazı doğu ülkelerinde kullanılır. 

 

Nötrün izole edildiği sistemler. 

 

Avantajları: 

 

• Toprak hata akımları sınırlandırılır. 

 

Sakıncaları:  

 

• Toprak hatası halinde  gerilim  yükselmeleri  ve  transiyet  aşırı gerilim darbeleri, 

• Şebeke elemanlarında ve kablolarda yüksek izolasyon seviyesi gerekliliği, 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

50 

• Aşırı gerilimlere karşı koruma gerekliliği, 

• İzolasyon izleme sistemine gerek olması. 

 

OG  şebeke  topraklama  sistemlerinin  seçimi  için  krıterler  göz önüne alınır. 

 

• İşletme sürekliliği, 

• Meydana gelen aşırı gerilimlerin seviyesi, 

• Ekipmanın faz toprak izolasyon seviyesi, 

• Toprak  hata  akımının  büyüklüğüne  bağlı  olarak  termik zorlamalar, 

• Koruma sisteminin yapısı, 

• İşletme ve bakım ihtiyaçları, 

• Şebeke büyüklüğü. 

 

Alçak gerilim topraklama sistemi seçim kriterleri 

 

• İşletme sürekliliği, 

• Meydana gelebilecek aşırı gerilimlerin seviyesi, 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

51 

 

• Elektriğin yol açtığı yangın riskleri, 

• İşletme ve bakım ihtiyaçları. 

 

Tip projelerin hazırlanması   

Hazırlanması gereken tip projeler : 

• Yerleşim ve konstrüksiyon tip projeleri, 

• Ekipman koruma tip projeleri, 

• Ünite koruma tip projeleri,  

• Kontrol devresi tip projeleri, 

• Sistem konfigürasyonu tip projeleri,  

 

 

Detay projelendirme şartnameleri   

Detay projenin yapımı için gerek ekipman ve gerekse ünite ve sistem bazında  detay  projelendirme  esaslarını  açıklayan,  uyulması  gereken standart  ve  yönetmelikleri  belirleyen  detay  projelendirme şartnamesinin hazırlanması gerekmektedir. 

 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

52 

Detay  dizayn  şartnameleri  genellikle  aşağıda  belirlenen  tesis  ve elemanlar için yazılır.  

 

1. Genel  kurallar  ve  genel  ihtiyaçlar  şartnamesi:  Elektrik sisteminin genel gerekliliklerini ve elektrik sisteminin dizaynı için genel  şartları kapsar. Bu  şartname elektrik  sistemlerinin detaylı  projelendirilmesi  için  geçerli  olan  ve  kullanılması  ve göz  önüne  alınması  gereken  ulusal  ve  uluslar  arası şartnameleri,  enerji  alım  ve  besleme metotlarından,  tesisin projelendirilmesinde esas olacak hesap metotlarını ve analiz ve sentez kurallarının açıklanmasından meydana gelir.  

 

Genellikle aşağıda verilen başlıklar altında hazırlanır: 

• Şartnamenin amacı, 

• Şartnamenin kapsamı,  

• Kısaltmalar ve açıklamalar, 

• Şartnamenin  hazırlanmasında  esas  alınacak yönetmelik ve standartlar, 

• Fonksiyon  ve  performans  kriterleri:  ekipmanların boyutlandırma  esasları,  güç  temini,  yardımcı  ve  acil güç kaynakları  ile ilgili açıklamalar  OG ve AG dağıtım sistemlerinin esasları, dağıtım ve kontrol sistemleri ile diğer  sistemlere  ait  projelendirme  ve  hesaplama esasları,  

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

53 

 

• Tesisin  projelendirme  kriterleri:  elektrik  güç ihtiyacının belirlenmesi,  işletme  ve  izolasyon  gerilim seviyelerinin  belirlenmesi  esasları,  koruma topraklaması  ve  işletme  topraklamasının belirlenmesi,  Sağlık  emniyet  ve  çevre  için gereklilikler,  

• Tesis yapımı ve montajı için temel gereklilikler,  

• Kabul ve test genel esasları ve gereklilikleri,  

• Dokümantasyon:  çizimler  ve  detay  resimlerle  ilgili açıklamalar  

       

2. Ana  dağıtım  sistemi  şartnamesi:  Ana  transformatör  ve dağıtım merkezinin yapım  ihtiyaçlarını ve hesap metotları  ile tesis ve  ilgili ulusal ve uluslararası standartlara göre sistemin dizayn  gerekliliklerini  kapsar.  OG  ve  AG  dağıtım  sistemi şartnameleri olarak hazırlanmakta olup; eğer sistemde doğru akım  dağıtım  sistemleri  mevcutsa,  DC  dağıtım  sistemleri üzerine şartname hazırlanır.  

 

3. Kablo ve bağlantı hatları şartnamesi: kablo hesap metotları, kablo  tesis  şartlarını  ve  kullanılması  istenen  kablo  tipi  ve bağlantı şekilleri ve tesis metotlarını kapsar.   

 

4. Elektrik sisteminde kullanılan cihaz ve ekipmanlarlarla  ilgili şartnameler: 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

54 

 

• Transformatörler  

• Acil  durum  veya  stand‐by  jeneratörler  veya  yardımcı jeneratör grupları,  

• Elektrik iç tesisat,  

• Elektrik motorları, 

• UPS ve doğru akım besleme sistemleri,  

• Topraklama ve yıldırımdan koruma sistemleri,  

• Motor yol vericiler  (frekans konvertörü, soft starter ve diğer yol vericiler) ilgili şartnameler,  

• Reaktif güç kompanzasyon sistemi şartnameleri  

 

Detay tasarım  

Şebeke yapısının belirlenmesi  

Farklı şebeke yapıları arasında en uygun yapının seçilmesi için göz önünde bulundurulması gereken kriterler 

• Gerekli ve geçerli ihtiyaçlar, 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

55 

 

• Güç  kalitesini  düşüren  ve  şebeke  güvenirliliğini  azaltan gerilim  çökmesi, dengesizlik, harmonikler,  fliker olayları  gibi bozunmaların sınırlandırılması, 

• İşletme ve bakım gerekliliklerine.  

 

YG/OG Şebeke yapıları  

Gerekli  ihtiyaçlar  ve  tesisin boyutları esas alınarak aşağıdaki  şebeke yapıları kullanılır. 

• 1‐ Beslemeli güç temini, 

• 2‐ beslemeli güç temini, 

• 2‐ beslemeli çift baralı sistem.  

 

Orta gerilim şebeke yapıları  

Saha içindeki orta gerilim dağıtımı iştenen şartlara bağlı olarak her bir bölge için dizayn edilir. 

 

Bu gereklilikler göz önüne alınarak aşağıda belirtilen  şebeke yapıları seçilir. 

• Tek  taraftan  beslemeli  radyal  şebeke:  yük  ihtiyacının  düşük olduğunda  kullanılır.  Çimento  tesislerinde  oldukça  sıklıkla kullanılır. 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

56 

• Kuplajsız  çift  beslemeli  radyal  şebeke:  demir  çelik endüstrilerinde,  petro‐kimya  tesislerinde  kullanılan  şebeke yapısı olup, yüksek yük kullanımında tercih edilirler. 

• Gözlü şebeke: gelecekteki genişlemenin yüksek olduğu büyük sahaya  yayılı  sisltemler  için  çok  uygundur.  Açık  ve  kapalı olarak  çalıştırılabilir.  kapalı  çalıştırma  şeklinin  performansı daha yüksek olup ancak daha pahalı bir sistemdir. 

• Paralel beslemeli  şebeke: gelecekteki genişlemesi sınırlı olan büyük sahaya yayılı sistemler için kullanılır. 

 

Alçak gerilim şebeke yapıları  

Yük  sürekliliği  ve  miktarına  bağlı  olarak  alçak  gerilim  panoları jeneratör  ve  kesintisiz  güç  kaynağı  (UPS)  gibi  birkaç  kaynaktan beslenebilir. 

 

Kısa devre akımlarının belirlenmesi  

Sistemin  elemanlarının  ve  bağlantılarının  belirlenmesi  için  yapılacak çalışmaların  en  önemlisi,  kısa  devre  hesaplarıdır.  Bu  çalışma sonucunda sistemin bütün noktalarında maksimum, sürekli, minimum ve darbeli kısa devre akımları belirlenir. Bu değerlerle kesicilerin açma ve  kapama  kapasiteleri,  elektrik  ekipmanlarının  elektrodinamik kuvvetlere ve kısa devre termik dayanım performansları tesbit edilir. 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

57 

 

 

Maksimum kısa devre akımının efektif değeri ile 

• Kesicilerin ve sigortaların kesme kapasitesi, 

• Ekipmanlar için gerekli termik dayanım seviyeleri.  

 

Darbe kısa devre akımının değeri ile  

• Kesiciler ve ayırıcıların kapama kapasiteleri, 

• Hatların ve baraların elektrodinamik dayanımları. 

 

Minimum  kısa  devre  akımının  değeri  ile  sigorta  ve  kesicilerin  açma eğrileri  veya  aşırı  akım  koruma  elemanlarının  açtırma  akım  eşik değerleri    belirlenir  ve  koruma  sistemine  ait  seçicilik  ve  stabilite planları hazırlanır.  

 

Kısa devre hesapları  yanında  yük  akış  analizi,  transiyent  stabilite  ve dinamik stabilite analizi ve harmonik analizi yapılmalıdır. 

 

Aktif ve reaktif güçlerin belirlenmesi  

Yük akış analizinde normal ve özel  işletme şartları altında sistemdeki aktif ve reaktif güçler belirlenir. 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

58 

 

Transiyent analizi  

Transiyent  analizi,  sadece  senkron  motor  ve  jeneratörlere  sahip tesislerde uygulanır. 

 

Motorların yol alma olayının incelenmesi ve besleme sisteminin yeterliliğin kontrol edilmesi  

Motorlarda yol alma olayı aşağıda belirtilen durumların bir veya bir kaçının gerçekleşmesi durumunda mutlaka incelenmelidir. 

 

• STN  (kVA)  transformator  gücünün;  motorun  elektrik şebekesinden çektiği nominal gücünün SMN (kVA) üç katından az olması 

• Motor  ile  transformator  arasında  çekilen  kablo  motor terminallerinde  elde  olunanan  kısa  devre  gücünü  (MVA) azaltır.  Bu  kısa  devre  gücünün  motor  yol  alma  gücünün (MVA) sekiz katından az olması 

• Besleme  panosu  bara  kısa  devre  gücünün  (kVA)  motor yolalma gücünün sekiz katından  daha az olması 

• Yükün ve yük makinasının yüksek atalete sahip olması 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

59 

 

• Motorun  beslendiği  kaynaktan  diğer  elektrik  cihazları besleniyorsa yol alma olayı esnasında meydana gelen gerilim düşümlerinin cihazların çalışmalarını etkileyebilecek değerde olması 

 

Harmonik  analizi   

Harmonik analizi güç faktörüne haiz sistemlerine ve buyük güçte yarı iletken güç çevirme  (motorlar  için AC ve DC sürücüler, UPS cihazları, kumanda/kontrol sistemleri  için doğru akım kesintisiz güç kaynakları DCPS)  ihtiva  eden  sistemlerde  yapılır.  Harmonik  akımların  ve gerilimlerin  etkilerinin  ele  alınmayarak  yapılan  elektrik  tesisi tasarımlarında  özellikle  elektronik  yol  verme  ve  kontrol  sistemine sahip  endüstriyel  tesisler  çalışamaz  ve  iş  göremez duruma  gelebilir, elektrik motorlarının performansları düşer ve  tesisteki ekipmanlarda aşırı ısınmalar meydana gelebilir.  

 

Lineer olmayan söz konusu bu yüklerin sebep olduğu deformasyon  

 

• Güç  faktörünü  düzeltmek  için  kullanılan  kompanzasyon sisteminde    aşırı  ısınma  veya  rezonans  sebebi  ile kondansatörün aşırı ısınmasına veya tahrip olmasına,  

• Motor  ve  transformatörlerde  aşırı  ısınmaya  ve  bu  nedenle güç  kullanımının  azalmasına  ve  ayrıca  motorda  sarsıcı momentleri  oluşturmasından  dolayı  motorda  bulunan 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

60 

rulman,  yatak,  mil  gibi  hareketli  parçaların  çabuk yıpranmasına,  

• Regülatör,  konverter,  kalıcı  izolasyon  monitörü  ve  koruma rölelerinin anaormal ve hatalı çalışmasına neden olurlar. 

 

Harmonik  analizi,  şebekede  oluşan  bozunmaların  azaltılması  standartların öngördüğü uygun değerlerde     çalışmaların  sağlanması için gerekli tedbirlerin alınmasını sağlar. 

Bu tedbirler aşağıda sıralanmıştır. 

• Kondansatörlerle  şebeke  endüktansı  arasındaki  rezonansı azaltacak  anti‐harmonik  bobinli  kompanzasyon  gruplarının kullanılması, 

• Harmonik akımları tutarak harmonik gerilimlerini azaltan şönt filtrelerin kullanılması, 

• Dağıtım  yüklerinin  bulunduğu  yerlerde  kısa  devre  gücünün azaltılması, 

• Aktif, pasif ve karma filtrelerin kullanılması, 

• Harmonik  üretiminin  sınırlandırılması  (doğrultucu,  UPS, frekans  konvertörü  gibi  cihazların  girişinde  6‐darbeli doğrultucular  yerine  12‐darbeli  doğrultucuların  kullanılması. Hjarmonik üreten yüklerin besleme devrelerinin diğer  lineer yüklerin besleme devrelerinden ayrılması). 

 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

61 

 

Harmonik analizi, aşağıdaki işlemleri ihtiva eder 

 

• Kullanılan  şebekede önceden bulunan mevcut harmoniklerin belirlenmesi, 

• Her bir  lineer olmayan yük  için harmonik akım ve güçlerinin belirlenmesi, 

• Kullanılacak  şebekede harmonıkk miktarların  kabul edilebilir değerlerinin belirlenmesi. 

 

Transformatörlerin seçimi  

Bir yıl içinde en fazla yüklenebileceği gündeki ve süredeki  maksimum güç esas alınarak transformator seçilir. Bu güç  analizinin kullanma ve eş zamanlılık faktörü göz önüne alınarak gerçekleştirilmesinden sonra ortaya çıkan güçtür. 

 

En  doğru metot  tesis  yük  eğrileri  ve  transformator  aşırı  yüklenme eğrileri esas alınarak transformator güçlerinin belirlenmesidir.(IEC 76‐2) 

 

Transformatörlerin  seçiminde  önemli  kriterlerden  biriside  darbeli veya sakin olmak üzere yükün uygulanış şeklidir.  

 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

62 

Sakin  yükler  (aydınlatma,  ısıtma)    için  yukarda  söz  konusu  esaslar dahilinde yüklenme belirlenir.  

 

Asenkron motorların yol almasında olduğu gibi transformatora darbe şeklinde  yükler  uygulanacaksa  ilerde  güç  kaynakları  ve  elektrik motoru  ile  tahrik  edilen  sistemlerin  boyutlandırılması  bölümlerinde 

açıklanacağı gibi transformatörlerin gücü ve  ( )%SCTu nisbi kısa devre 

gerilimİ veya diğer bir deyımle empedans gerilimi beslediği sistemde dinamik stabliteyi bozmayacak ve sistemde çalışmayı sürdürebilecek derecede gerilim düşümü meydana getirecek şekilde belirlenmelidir..  

 

Transformatörlerin  seçiminde  diğer  bir  önemli  kriter  ise transfomatora  bağlanacak  yüklerin  lineer  ve  lineer  olmayan  yükler olarak  tipleridir.  Endüstriyel  sistemlerde  frekans  konvertörlerinin kullanımının   yaygınlaşması ve özellikle proses  için kaliteli güç temini sağlayacak kesintisiz güç kaynakları UPS  lerin büyük güçlere ulaşması  büyük  miktarlarda  harmonik  üreten  güçlerin  kullanımının  artması kullanılan güçlerle birlikte bu harmonik miktarlarını da   karşılayacak güçte  ve  gerilim  toplam  harmonik  distorsiyon  faktörü  %5  i geçmeyecek şekilde transformator seçiminin yapılması gerekir.   

 

Jeneratörlerin seçimi  

Transformatörlerin  seçimindeki  tüm  kriterlerde  jeneratörler  için geçerlidir. Jeneratörlerin gücü beslemesi gereken yüklerin cinsi tipi ve 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

63 

 

bunların  miktarları  ile  bunlara  ait  toplam  güç  ihtiyacı  belirler  . Gerekli detaylı bilgiler güç kaynakları bölümünde verilmiştir.  

 

 

İletkenlerin kesitlerinin belirlenmesi   

İletkenlerin kesitlerinin belirlenmesi için aşağıda belirtilen sıraya göre olur. 

 

• Maksimum dizayn akımının hesabı, 

• Tesis metotları ve tesis şartları ile ilgili düzeltme faktörlerinin belirlenmesi, 

• Gerilim düşümü hesapları, 

• Normal  işletme  şartlarında  akan  akım  değerine  göre  ve  bu akımlar eğer harmonik  ihtiva ediyorsa harmonik miktarlarıda göz önüne alınarak  iletken kesitinin ısınmaya ve akım taşıma kapasitesine göre belirlenmesi,  

• Koruma  cihazının  hatalı  bölümü  ayırma  süresi  esas  alınarak kısa devre halinde termik dayanımın kontrol edilmesi, 

• Büyük  motorların  yolverme  esnasındaki  ve  normal  çalışma esnasındaki gerilim düşümlerinin kontrol edilmesi,  

• Alçak  gerilim  sistemlerinde  dolaylı  temaslara  karşı  insan hayatını  korumak  için  koruma  cihazlarının  kesme  veya 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

64 

açtırma akım eşik değerleri  ile  topraklama sistemlerine bağlı olarak maksimum bağlantı uzunluğunun kontrolü, 

• Orta  gerilim  sistemlerinde  toprak  hatası  esnasında  kablo ekranlarının termik dayanımlarının kontrolü, 

• Nötr,  koruma  iletkeni  ve  eş‐potansiyel  bağlantı  iletkeninin kesitlerinin belirlenmesi. 

 

Koruma sisteminin belirlenmesi  

Elektrik şebekelerinde koruma sisteminin temel görevi insan hayatı ve ekipmanların emniyeti, hatasız bölümlerdeki  yüklerin beslenmesinin sürekliliğinin sağlanmasıdır. 

 

Tesis  normal  işletmede  iken  tesiste meydana  gelen  hatadan  dolayı aşağıda belirtilen olaylar meydana gelebilir. 

• Aşırı yüklenme ve aşırı yükler, 

• Kısa devreler ve bunların sonucu meydana gelen aşırı akımlar,  

• Hatalı manevralar, 

• Aşırı gerilimler  (Yıldırım deşarjı,  toprak hatası sonucu oluşan aşırı  gerilimler  ve  bu  aşırı  gerilimlerin AG  tarafına  transferi, ferrorezonans), 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

65 

 

• Aşırı  sıcaklık  ve  aşırı  gerilimler  sonucu  izolasyon malzemesinin bozulması. 

 

Bu olayların  koruma sistemi vasıtasıyla önlenmesiyle 

• Ekipmanların  termik  ve  elektrodinamik  zorlanmalaarı sınırlandırılır, 

• Şebeke stabilitesi korunur, 

• Elektro  manyetik  bozunmaların  diğer  devrelere  olan  etkisi süresi azaltılır, 

• Tesisin erken yıpranması önlenir ve bakım giderleri azaltılır.  

 

Koruma  sistemi  sadece  hatalı  bölümü  ayıracak  şekilde  seçicilik özelliğine  sahip  olmalı    ve  sağlam  bölümlerde  enerji  sürekliliği sağlamalıdır. 

 

Besleme istasyonu yardımcı ekipmanları  

Elektrik  dağıtım  sistemine  bağlı  aşağıda  belirtilen  yardımcı  ekipman yükleri  

• Koruma röleleri, 

• Koruma  ve  kumanda  sistemini  besleyen  yardımcı  güç kaynakları 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

66 

• Kesicilerin,  anahtarların  ve  ayırıcıların  açma  ve  kapama mekanızmaları ve kilitleme ve kurma  tertibatları, 

• Elektrik  odalarının  ve  panolarının  soğutma  ve  havalandırma klima sistemleri ve ısıtma sistemlerinin dirençleri, 

• Elektrik odalarının aydınlatma sistemleri, 

• Transformatörün  soğutma  radyatörleri  havalandırma  fanları ve yük kademe değiştiricileridir. 

 

Sözkonusu  yüklerin  güç  teminleri,  UPS,  doğru  akım  kesintisiz  güç kaynağı DCPS doğrultucu‐akü sistemleri gibi yüksek seviyede güvenilir özel kaynaklardan sağlanmalıdır. 

 

Eğer bu kaynaklarda enerji kesilirse iki işletme prensibi kullanılır. 

• İstasyon  devre  dışı  edilir.Bu  personel  ve  ekipman  emniyeti için önceliklik istenen yerlerde uygulanır, 

• İşletmeye  devam  edilir.  Bu  prensip  ise  işletme  sürekliliği öncelikli olan yerlerde uygulanır. 

 

Güvenilebilirlik araştırması ve analizi   

Güvenilebilirlik  araştırması  tesisin  kuruluş  safhasında  yatırım maliyetlerinin belirlenmesinde   ve   tesis çalışmaya başladıktan sonra 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

67 

 

üretim  ve  işletme  kayıplarının  önlenmesi  ve  bakım  giderlerinin azaltılması bakımından yapılması çok önemli olan ve yatırımcıyı veya tesis sahibini yakından ilgilendiren dizayn işlemidir.  

 

Araştırma ve analiz kriterleri  

 

Yükün  bağlandığı  terminaldeki  gerilimi  etkileyan  unsurlar  ya  enerji temin  edilen  şebeke  veya  kullanıcıların  hatalı  tasarlanan    elektrik tesisleri ve bu sistemde ortaya çıkan hata kökenlidir. 

 

Anormal işletme ve ortaya çıkan zararların maliyeti yüklerin tipine ve endüstriyel  prosesin  krıtiklık  seviyesine  bağlıdır.  Böylece  ani  kritik yüklenmede  yükünden  dolayı  endüstriyel  proses  üzerinde  ciddi sonuçlar ortaya çıkarır. Diğer taraftan aynı rahatsızlık ve bozunmalar, yükler  üzerinde  zararlı  tesirler  meydana  getirir.  Bir  elektrik şebekesinin  dizaynında,  meydana  gelebilecek  hata  etkilerinin  ve bozunmaların  kesin  analizi  gerçekleştirilmelidir.    Harmonik  etkileri, fliker, gerilim dengesizliği,  frekans değişimleri ve aşırı gerilmeler her durumda uygun ekipman kullanarak ve şebeke yapısını uygun seçerek azaltılabilir.  

 

Güç  kesilmesine  karşı bağışıklık, normal  jeneratör grupları  veya  sıfır saniye  transfer  süreli  motor  jeneratör  grupları  ve  kesintisiz  güç kaynakları  gibi  özel  elemanların  kullanımını  gerektirebilir.  Bu ekipmanlar  genellikle  problemlerin  hepsinin  çözümü  için  uygun değildir. Şebeke yapısı, otomatik besleme restorasyon sistemleri riskli 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

68 

ekipmanların  güvenirlik  seviyeleri  kontrol  ve  izleme  sistemleri  ve bununla  beraber  bakım  sisteminin  işleyişi  güç  beslemesindeki  kesilmeleri  azaltma  veya  ortadan  kaldırmada  önemli  rol  oynarlar. Ortaya  çıkacak  problemlerin  tamamının  endüstriyel  tesisin  izin verebileceği besleme kesilmesinin oluş şekli ve süresini belirleyen bu verilerin  tamamını  hesaba  katarak  analiz  edilmesi  gerekir.  Bu çalışmalar  tesisin  ihtiyaçları  için  en  uygun  ekipman  ve  şebeke yapısının belirlenmesini sağlar. Onlar genellikle hassasiyet seviyesi ile ilgili  sınıflandırmaya  gerek  duyarlar  ve  aşağıda  verilen  farklılıklara göre söz konusu sınıflandırma yapılır: 

- Uzun süreli enerji kesilmesine izin verilen yükler 1 saat veya daha fazla,

- Bir kaç saniye sonra tekrar enerjilendirilmesi gereken yükler,

- Herhangi bir enerji kesilmesine tahammülü olmayan yükler.

 

Şekil 1.7 aşağıda açıklanan duruma göre düzenlenmiş  şebeke örneği verilmektedir. 

- Kesintisiz güç kaynağı tarafından beslenen her hangi bir enerji kesintisine tahammülü olmayan hayati öneme haiz yükler,

- Dağıtım şebekesinde enerji kesilmesinden sonra jeneratörün frekans ve geriliminde stabilite sağlanır sağlanmaz birkaç saniye sonra jeneratör grubu tarafından tekrar enerjilendirilen temel yükler,

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

69 

 

- Temel yüklerin tamamı devreye girer girmez, tekrar kademeli olarak devreye alınan öncelikli yükler (Jeneratör grubu ani olarak tüm yükleri kabul etmez ve özellikle birden fazla asenkron motorların aynı anda devreye girmesi sonucu ortaya çıkabilecek stabiliteyi bozacak aşırı yük darbelerini önlemek amacıyla söz konusu yükler, belirli bir sıra ile uygun sürede devreye alınmalıdır),

- Şebeke tekrar enerjili duruma geldiğinde ve enerjilendirilebilen ve uzun sure enerjisiz kalmasına izin verilebilen yükler.

 

İşletme  gerekliliklerine  göre  yerine  konulabilir  kaynağın boyutlandırılmasında    dogru  şebeke  seçilirse  optimizasyon sağlanabilir. Güvenilebilirlik  çalışmaları  kritik  yüklerin  güç  ihtiyaçları minimum  yapının  belirlenmesinde  mutlaka  göz  önüne  alınmalıdır.  Nötr  topraklama  sisteminin  seçiminin  çok  önemli  olduğu  hatırdan çıkarılmamalıdır 

 

Güvenilebilirlik araştırmasının gerekli olduğu alanlar (Tüm şebeke tipleri ve kontrol ve izleme sistemleri için uygulanmalıdır): - Tek taraflı beslemeli şebeke,

- Çift taraflı beslemeli şebeke,

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

70 

- Otomatik olarak tekrar kurulan gözlü şebeke,

- Çift baralı şebeke,

- Kesintisiz güç kaynaklı şebeke,

- Otomatik envesörlü sistem, yük atmalı ve eki konuma getirmeli sistemler.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

71 

 

 

 

 

 

 

 

Şekil  1.7.  Enerji  kesilmesine  karşı  hassasiyetlerine  göre  şebeke  yüklerinin                    sınıflandırılması  

 

Güvenilebilirliğin tayini için kriterler:  

- Birinci hatadan önce çalışma süresinin ortalama miktarı (MTTF: Hatanın ortalama süresi),

- İki hata arasında geçen ortalama ortalama süre (MTBF: Hataların oluşumu arasındaki ortalama süre),

- Yükün beslenmesinde güç kaynağının yeterliliği. Bunun belirlenmesinde hataların oluşumundaki sıklık ve tamirat ve hatanın giderilme süreleri hesaba katılır,

- Bir yıl süresinde meydana gelen hata miktarı,

- Onarım süresi (MTTR: Ortalama onarım süresi),

- Hata süresince sistemin ortalama kullanılamama süresi (MDT: Sistemin ortalama devre dışı olabileceği süre). Bunlara hatanın algılanma ve belirlenme süreleri, bakım

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

72 

servisinin hata yerine ulaşma süreleri hatalı ekipmanın satın alınma süreleri ve onarım süresi dahildir,

- Koruyucu bakım işlemi ortalama sıklığı ve bu işlemler sırasında tesisin kullanılabilirliği,

- Bakım sırasında geçici enerji kaynaklarının yerleştirilmesinin ekonomikliği,

- Kullanım şebekesinde meydana gelen enerji kaybında jeneratör grubunun devreye girememe ihtimali,

- Jeneratör grubu kontrol ve test işlem sıklığı,

- Bir yılda oluşabilecek öncelikli yüklerdeki enerji kesintisi miktarı,

- Jeneratör grubu kontrol ve test işlem sıklığı,

- Bir yılda oluşabilecek öncelikli yüklerdeki enerji kesintisi miktarı,

- Hayati yüklere ait gücün kesilmesine kadar bu yüklerin enerji altında tutulması gereken süre,

 

 

 

 

 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI  

Analiz tipleri  

- Tek bir yapı tipi ele alınarak gerçekleştirilen analiz.

Şekil 1.8. Tek yapı tipi ele alınarak gerçekleştirilen analiz metodu

- Alternatif bir yapı geliştirerek iki yapının karşılaştırılması metodu

73 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

74 

Şekil 1.9. İki yapının karşılaştırılması

 

 

 Güç faktörü düzeltme sistemleri   

Güç  faktörünün  değeri,    cezalı  reaktif  güç  bedeli  ödememek  için enerji  sayaçlarının  bulunduğu  ve  ölçüm  yapılan  kısımda  elektrik dağıtım  firmasının  şart  koştuğu  miktarda  olmalıdır.    Genellikle transformatörün  boşta  ve  yükte  kendisi  tarafından  tükettiği  reaktif enerjinin de kompanzasyonu göz önüne alınmadan yapılan dizayn ve yapım  sonucu  tesiste,  AG  tarafında  güç  faktörü  katsayısı  için  şart koşulan  değer  sağlandığı  halde  enerji  sayaçları  primer  OG  tarafına bağlanan  tesislerde  özellikle  yüksek  güçlü  transformatör 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

75 

 

sistemlerinde  güç  faktörü  şart  koşulan  değerden  daha  az  değer almakta ve sistemde kompanzasyon tesisi olduğu halde cezalı reaktif güç bedeli ödenmektedir. 

 

Sistem dizaynı için gerekli hesaplamalar ve          incelemeler   

Şebekelerin elektriksel davranışları   

Elektrik  şebekeleri,  birbirini  karşılıklı  olarak  etkileyen  farklı elemanlardan  meydana  gelir.  Bu  karşılıklı  etkiler  altında  sistemin kesintisiz  ve  güvenilebilir  bir  şekilde  çalışabilmesi  için  elektrik sisteminin akım gerilim, empedans ve diğer elektriksel parametreler esas  alınarak,  geçerli  standart  ve  elektrik  kanunlarına  uygun  olarak hesaplanması  ve  elemanların  bu  şebeke  hareketleri  ne  dayanıklı olarak  seçilmesi  gerekmektedir.  Sistemin  cevap  sürelerine  uygun olarak  elektriksel  davranışların  sınıflandırılmaları  aşağıda  verilen kriterler esas alınarak açıklanmalıdır  

• Devre dışı olma davranışı ve beslemenin geçici olarak devre dışı edilmesi,  

• Yavaş  davranışlar  yani  işletme  şartlarındaki  standart değişimler, 

• Kararlı davranış, sürekli işletme şartları,  

• Hızlı  davranışlar,  döner  makinaların  değişen  etkilelerininin şebeke çalışması üzerine yaptığı girişimler,  

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

76 

• Elektromanyetik  davranışlar,  kablolar  tarafından  yayılan dalgaların yaptığı girişimler,  

• Elektromanyetik dalga yayılımı.  

 

Yukarda  açıklanan  davranışların  dağıtım  sistemi  ve  proses  üzerinde aşağıda belirtilen değişik etkiler meydana getirir.  

• Elektrik beslemesinin kesilmesi,  

• Gerilim çökmeleri ve değişimleri,   

• Transiyent akımlar,  

• Harmonikler, 

• Kısa devre hesapları,  

• Elektromekanik  salınım ve titreşimleri,  

• Açma  kapamalar,  arklar  ve  toparlanma  transiyentlerinden dolayı aşırı gerilimler ve gerilim darbeleri,  

• Yıldırımın  neden  olduğu  aşırı  gerilimler  ve  aşırı  gerilim darbeleri.  

 

Yukarda açıklanan etkilerin büyüklükleri  şebekenin  tipine ve  işletme gerekliliklerine bağlıdır. 

 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

77 

 

Şebeke ve işletme karakteristiklerinin belirlenmesi  

 

Elektrik  tesislerinin  ana  parametrelerinin  belirlenmesi  için  aşağıda verilen hesapların gerçekleştirilmesi gerekir.  

 

1. Besleme kaynağının tipi  

• Kısa devre gücü,  

• Hız ve gerilim düzenlemeleri,  

• Harmonik kirlenme, 

• Normal veya değiştirilen,  

• Anahtarlama salınımları ve transiyent olaylar.  

 

2. Yükün tipi  

• Güç (Aktif / Reaktif , tesis gücü / çekilen güç ) 

• İşletme karakteristikleri (kabul edilen, bozucu etkilere karşı duyarlılık), 

• Faz dengesizliği,  

• Harmonik yükler,  

• Proses  için  farklı  yüklerin  önceliği  (Normal  /Temel /hayati önemi haiz), 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

78 

• Darbeli veya sakin yük.  

 

3. Şebeke diyagramı  

• Gerilim seviyeleri, 

• Şebeke  yapısı  (radyal,  gözlü,  çift  veya  tek  besleme,  çift veya tek bara sistemi), 

• Konfigürasyon (normal / yedeklemeli, yedekli),  

• Topraklama sisteminin düzenlenmesi,  

• Hat uzunlukları, 

• Güç faktörünün düzeltilmesi,  

• Bakım gereklilikleri. 

 

4. Standartlar, yönetmelikler ve talimatlar ve düzenlemeler. 

 

Elektrik tesisleri için gerekli hesaplar   

Hesaplamaların amacı, kurulması düşünülen sistemi analiz etmek ve çeşitli şartlardaki sistem davranışlarını önceden görmektir. Hesapların sonucu  şebeke  yapısı  üzerine,  cihazların  ve  şebeke  elemanlarının seçimine ve işletme kurallarının belirlenmesine etki eder. 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

79 

 

 

Bu hesaplamalar aşağıda belirlenen kısımları kapsar  

• Güvenilebilirlik, 

• Sürekli çalışma şartları,  

• Kısa devreler,  

• Koruma,  

• Stabilite şartları, 

• Harmonikler, 

• Aşırı gerilimler,  

• Elektromanyetik uyumluluk,  

• Değerlendirmeler  için  gerçekleştirilen  ölçmeler  ve denetimler.  

 

 

 

 

Güvenilebilirlik  hesapları   

Güç kaynaklarının (genel dağıtım şebekesinin ve enerji üretimi yapan tesislerin)  güvenilebilirliği    aşağıda  verilen  değerler  tarafından belirlenebilir.  

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

80 

• Enerjinin belirlenen  güç  ihtiyacına uygun olması  veya  enerji yeterliliği, 

• Enerji  kesintilerinin  yıllık  miktarları  ve  enerji  kesintilerinin süreleri,   

• Enerji sürekliliği.  

 

Güvenilebilirlik araştırmalarının gerçekleştirilmesi sonucunda   

• Tesisteki  yüklerin  proses    boyunca  servis  gerekliliklerinin sürekliliği  ile  belirlenen    enerji  ihtiyaçlarının  dağılımı  göz önüne alınarak optimum şebeke dizaynı yapılabilir, 

• Enerji  kesintilerinin  neden  olacağı  risklere  karşı  daha  iyi kontrolun sağlanması,  

• Çözüm  sayıları  arasında  seçim  yapamak  için  yardımcı kriterleri artırılır,  

• İşletmeyi  olumsuz  yönde  etkileyen  nedenleri  azaltmak  veya bu  etkiler  ortaya  çıktığında  gerekli  tedbirlerin  alınmasını sağlanır.    

 

Davranışlar ve orjinler  

 

Elektrik enerjisinin varlığı  

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

81 

 

• Hataların  ortaya  çıkış  süreleri  arasındakı  ortalama  zaman MTBF  veya  ilk  hataya  kadar  geçen  süre  ile  ifade  edilen işletme zaman aralığı güvenilirliği,  

• Geçerli süre veya işletme süresi,  

• Bir  hatanın  giderilmesi  için  ortalama  süre    ile  karakterize edilir.  

 

Elektrik enerjisi temini başlıca  

• Belirlenen    işletme  şekillerinde    ve  durum  değişikliklerinde elektrik şebekesinin topolojik yapısının, 

• Çeşitli  işletme  senaryolarında  çalışma  durumunda  sistemin normal ve doğru olarak işletmeye devam etmesinin,  

• Bakım organizasyonunun,  

• Bozucu  ve  rahatsız  edici  etkilerin  ve  bozunmaların  tesbit edilmesi sonucu tayin edilir.   

 

Etkiler ve çözümleri  

 

Elektrik  sistemlerinde  aşağıda  verilen  hatalar  ve bunların  etkilerinin çözümleri aşağıda açıklanmıştır.  

• Kullanım enerjisinin kesilmesi: Şebekelerde gerek atmosferik nedenlerden  dolayı  gerekse  şebekeye  bağlı  elemanlarda oluşabilecek  hatalardan  dolayı  şebekede  bir  takım 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

82 

rahatsızlıklar  ortaya  çıkar.  Sonuç  olarak  gerilim  çökmeleri veya  kısa  ve uzun elektrik  kesintileri meydana  gelir.  Şebeke topolojisine  ve  gücüne  bağlı  olarak  bu  bozucu  etkileri  yük seviyesine çekilebilir.  

• İzolasyon  hatası:  kısa  devrelerin  sonuçları  aşağıdaki durumlara bağlı olarak yüklerde gerilim çökmelerini ve enerji kesintilerini  ortaya  çıkartır.Bu  durum  aşağıda  açıklanan tedbirlerle hafifletilir veya ortadan kaldırılır.  

1. Tesis edilen koruma cihazları ve seçicilik seviyesi  

2. Yük ve hata yeri arasındaki uzaklık  

3. Şebeke topolojisi  

• Gereksiz  veya  hatalı  açmalar:  Gerekli  hata  toleransları dahilinde rölelerin ayarlanması ile ortadan kaldırılır.  

• Açma ve kapamada meydana gelen hatalar ve geçici olaylar: Bu hatalar genellikle yükler üzerine doğrudan bozucu etkilere neden olmazlar. Bu etkiler genellikle algılanmazlar ve koruma ve  seçicilik  kaybı  meydana  getirmezler.  Gerilim  çökmeleri veya kesinti etkileri yüklerin hassasiyetine bağlıdır. Bilgisayar ekipmanları  gibi  belirli  yükler  gerilim  çökmelerine  ve  kısa süreli kesintilere karşı çok hassasdır. Bu nedenle elektrik tesisi tasarımında  hassasiyet  dereceleri  esas  alınarak  yüklerin karakterize  edilmesi  gerekmektedir.  Prosesin  ve  işletme sürekliliğinin  önemine  göre  bu  kriterizasyon  daha  önem kazanmaktadır.  

 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

83 

 

Böyle  durumlarda  sistem  gerekliliklerine  göre  aşağıda verilen çözümler önem kazanmaya başlar  

1. Kendi  otonom  besleme  kaynağı  tesis  etmek  (Diesel veye gaz generatör grupları tesis etmek), 

2. Tesis birbirinden bağımsız birden fazla noktadan veya kaynaktan beslemek,  

3. Kesintisiz güç kaynakları UPS tesis etmek,  

4. Beslemede alternatif besleme kaynakları tesis etmek,  

5. Yüksek hızda hata algılama cihazları tesis etmek.  

 

Sürekli çalışma şartları hesapları   

Elektrik  şebekesinin normal ve karalı  işletme  şartları altında düzgün işletmesi  sistemin baştan aşağı doğru ve  iyi  tasarlanmasına bağlıdır. Kararlı hal çalışması kavramı  güç frekansı olarak adlandırılan nominal frekans, akım ve gerilimlerin büyüklüğü, aktif ve reaktif güç seviyeleri ile tanımlanır.  

 

Kararlı işletme şartları altında davranışların araştırılması iletkenin ;  

• Tesis ve ekipmanların temel boyutlandırılması, sistem kontrol ve yönetimi,  

• Tesisin hatalı  işletilmesinin  veya  elektrik  cihazlarında ortaya çıkan problemlerin neden olduğu risk durumlarının göz önüne 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

84 

alınması  (İzolasyonun  eskimesi,  iletkenlerin  hasarlanması) sağlanır. 

 

Hesaplamalara esas olan davranışlar ve orjinler  

• Akım akış miktarları,  

• Dağıtım gerilimleri,  

• Aktif ve Reaktif güçler,  

• Simetrisiz yüklenme ve besleme sistemlerindeki simetrisizlik,  

• Lineer olmayan yüklerin ortaya çıkardığı harmonikler.  

 

Kararlı işletme şartları altında şebekenin düzgün çalışması   

• Şebekenin  dizayn  edildiği  işletme  ve  proses  gerekliliklerine bağlı olarak sistemin uygun kullanımına,  

• Değişen işletme şekillerine uygun şebeke yapısına bağlıdır.  

 

Etkiler ve çözümleri  

Yanlış çalışma aşağıda verilien 3 şekilde meydana gelir.  

• Besleme  gerilimlerinin  dış  toleransları:  Şebekenin  tamamı boyunca bu gerilim değişimi toleransı ± %10 içindedir. Kararlı 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI  

hal  şartları  altında  hesaplamalar,  uç  gerilim  ve  tüketim değerleri göz önüne alınarak yapılmalıdır,  

• Hatlarda  ve  transformatörlerde  gerilim  düşümü:  Gerilim düşümleri  akımlardan  dolayı  veya  aktif  P  ve  reaktif  Q  ve direnç R ve endüktans X e bağlı olarak aşağıda verilen ifadeye 

bağlı olarak meydana gelir.  ( )2UXQRP

UU +

=Δ  

Gerilim düşümleri çeşitli bozucu etkileri ortaya çıkarır.  

1. Yük ve kaynak değişimlerine bağlı olarak gerilim değişimleri ± %10 sınırları içindedir,  

2. Gerilim oynamaları aydınlatma devrelerinde filiker olaylarına neden olur. Bu gerilim oynamaları kaynak makinaları ve ark ocakları gibi yüksek değişken yüklerde ortaya çıkar, 

3. 3‐fazlı  sistemlerde  iki  veya  bir  fazlı  büyük  yüklerin bağlanmasında ortaya çıkar.  

 

Gerilim düşümü hesaplarının sonucunda  

• Elektrik  devrelerinde  aşırı  akımlardan  dolayı  ilave  sıcaklık yükselmesi ve böylece yüksek kayıplar,  

• Kesicilerin açması ve makina hızlarının düşmesi,  

• Hassas  yüklerde  ve  koruma  cihazlarında  hatalı  ve  yanlış çalışma,  

• Rahatsız edici seviyede aydınlatma sistemlerinde  fliker etkisi ortaya çıkar. 

85 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

86 

 

Gerilim düşümleri  

• R,  X  değerlerini  transformatörlerin  nisbi  kısa  devre  gerilim değerlerini    ve  hatların  kesit  değerlerini  veya  besleme uzunluklarını değiştirerek azaltmak suretiyle,  

• Besleme geriliminin nominal değerini arttırarak,  

• Kaynakların kısa devre güçlerini arttırarak,  

• Transformatörlerde  yükte  veya  boşta  kademe  değiştirici kullanarak gerilim regülasyonu ile,  

• Güç faktörünün düzeltilmesi ile,  

• Uygun  bağlantı  şekilleriyle  tek  fazlı  yükleri  dengeliyerek azaltılır. 

 

Kısa devre hesapları  Elektrik  şebekesinin  işletilmesi  sırasında  yüksek  değerde  akım meydana  getirebilecek  kısa  devre  hataları  ortaya  çıkabilir.  Kısa devreler,  iletkenlerin  birbirine  kazara  temas  etmesi  sonucu  ortaya çıkar ve  

• Tipleri (tek fazlı toprak veya nötr, faz arası, 3‐fazlı), 

• Başlangıç karakteristikleri,  

• Akım değerleri (maksimum veya minimum değerler), 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

87 

 

• Süresi (subtransiyent, transiyent, sürekli), 

• İç ve dış olmak üzerer orjinleri.  

 

Bu hesapların sonucunda  

• İnsan  hayatı  ve  aşırı  ısınma,  aşırı  gerilim  ve  elemanların üzerindeki  elektrodinamik  kuvvetlere  bağlı  olan  riskler belirlenir,  

• Gerilim çökmeleri ve enerji kesintilerinin neden olacağı hatalı çalışmalar belirlenir, 

• Hataların neden olduğu  etkilerinin sınırlandırılmasına yönelik temel kararların alınmasını sağlar,  

• Topraklama sisteminin düzenlenme şekli belirlenir,   

• Elektrik  ekipmanları  ve  cihazları,  kısa  devre  akımlarının büyüklükleri  göz  önüne  alınarak    koruma  ekipmanlarının kesme sürelerine uygun boyutlandırılması sağlanır,   

• Koruma  cihazlarının  belirlenen  hata  akım  değerleri  esas alınarak boyutlandırılması gerçekleştirilir, 

• Koruma  sisteminin  seçicilik  kriterleri  belirlenir  ve  koruma rölelerinin ayar eğerleri tesbit edilir.  

 

Davranışlar ve orijinler  

• Hata  noktalarında  yüksek  gerilim  düşümlerinin  ve  akımların oluşması,  

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

88 

• Şebeke boyunca dengesizliğin büyümesi.  

 

Etkiler ve çözümleri  

Tesisteki  elemanlar  üzerindeki  doğrudan  etkileri  aşağıda açıklanmıştır.  

• İlk yarım periyotta maksimum ani tepe değeri,  

• AC  elemanlar  üzerinden  geçen  RMS  akım  değerlerindeki artışlar,  

• Periyodik olmayan DC bileşen akımları,  

• Kablo  boyunca  ve  baralarda  elektrodinamik  kuvvetlerindeki artışlar,  

• Şalt  sisteminde  ve  hatlardan  akan  akım  değerinde  olan artışların neden olduğu aşırı sıcaklık yükselmeleri.  

 

Bu etkiler, aşağıdaki etkiler göz önüne alınarak yapılan boyutlandırma ve  uygun  ekipmanların  seçimi  sonucunda    tesisin  hasar  görmeden işletilmesini sağlayacak seviyeye indirilir.  

• Hatların  ve  cihazların  şebeke  elemanlarının  elektro  dinamik ve mekanik dayanımları,  

• Kısa  devre  akımları  değerlerine  dayanacak  değerde  termal dayanımları,  

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

89 

 

• Kısa devre açma ve kapama kapasiteleri.  

 

Gerilim  çökmeleri  ve  aktif  olmayan  iletken  bölümlerdeki  potansiyel yükselmeler  tarafından  meydana  getirilen  dolaylı  etkiler,  aşağıdaki sonuçları meydana getirir.  

• Hassas  cihazların  yanlış  çalışması,  kontakların  açılması, frekans konvertörlerinin kilitlenmesi,  

• Döner makinaların transiyent davranışlarındaki bozunmalar,  

• Cihazların di‐elektrik dayanımlarındaki zayıflamalar,  

• İşletme  personelinin  hayatını  tehlikeye  sokacak  dokunma gerilimler.  

 

  Koruma   

Şebeke  koruması  anormal  durumları  algılayan  ve  gerçek  ve güvenirliliği sağlayan cihazlar grubudur.  

 

Koruma sisteminin hesaplarını gerçekleştirmekten amaç  

• Sonuçta  insan hayatını tehlikeye sokan, tüketicilerin enerjisiz kalmasına  neden  olan  anormal  çalışma  durumlarını belirlemek,  

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

90 

• Koruma  sisteminin  belirlenmesini,  koruma  ve  kesme  cihazı kombinasyonunun  vetesisin  seçimini  sağlamak,  koruma cihazlarının ayar değerlerini belirlemekdir.  

 

Davranışlar ve orjinler 

Aşağıda belirtilen elektriksel davranışlar incelenmelidir.  

• Güç frekansında işletme sırasında nominal değerleri etkileyen bir  hatalı  çalışma  olması  durumu  göz  önüne  alınarak  akım gerilim ve frekans davranışları,  

• Toprak  hatası,  kısa  devre  ve  aşırı  gerilimlerin  meydana gelmesi durumunda normal sistem değerlerinden sapan aşırı yüklenme aşırı gerilim çökemeleri gibi anormal şertler altında uygun çalışma şekilleri,  

• Kazara oluşabilecek bozunmalar, 

• Şebeke yapıları,   

• Açma/kapama  sırasında  meydana  gelen  transiyent davranışlar.  

 

Etkiler ve çözümleri  

Hatalı bir koruma sisteminde kısa devre, toprak hatası, aşırı gerilimler meydana gelir ve bunlar 

• İşletme personeli için hayati tehlike oluşturabilecek kazalara, 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

91 

 

• Ekipman ve cihazlarda tahribata, 

• Elektrik şebekesinde proseste hatalı çalışmalara neden olur.  

 

Söz konusu etkilerden sakınmak için   

• Öncelikle  izole  IT  ,  topraklanmıış  TT  veya  TN  sistemlerden uygun olan birinin seçilmesi,  

• Kesici,  ayırma  cihazları,  sigortalar,  sigortalı  ayırıcılar kullanılması,  

• Zamana,  akıma,  hem  zamana  hem  akıma  bağlı,  yönlü, diferansiyel koruma sisteminin kullanılması,  

• Hataları  açacak  koruma  cihazlarının  söz  konusu  hataları açabilecek veya ayırabilecek kapasitede seçilmesi,  

• Koruma  cihazının  herhangi  bir  nedenle  çalışmaması ihtimaline  karşı  artcı  koruma  sisteminin  kullanılması gerekmektedir.  

 

Bu inceleme ve hesaplamaların amacı  

• Dağıtım  şebekelerinde  meydana  gelebilecek  toprak  kaçak, kısa devre aşırı yüklenme hata akım değerlerinin belirlenmesi,  

• Sahada  çalışan  döner makinalarda  oluşabilecek  hataların  ve hata değerlerinin belirlenmesi,  

• İşletme  konfigürasyonlarının  belirlenmesi  (besleme kaynakları, acil çalışma şekilleri, gelecekteki genişlemeler.), 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

92 

• Koruma  sistemindeki  cihazların,  sensörlerin  ve  rölelerin  ve açtırma şekillerinin belirlenmesi,  

• Koruma  cihazlarının  ve  koruma  sisteminin  ayarlarının  ve koruma planının belirlenmesini sağlamaktır.   

 

Stabilite  Stabilite,  özellikle  yüksek  gerilimli  yüksek  güce  haiz  şebekelerde  ve genellikle  geniş  alana  yayılı  kompleks  yapıya  sahip  ve    birden  fazla besleme sistemlerini haiz sistemlerde önem kazanır.  

 

Alternatif  akım  şebekesinin  düzgün  çalışması  sürekli  ayarlamaya  ve enerji üretim ve tüketim arasındaki dengenin kurulmasına bağlıdır.  

 

Şebeke stabilitesi kavramı  

• Düşük  büyüklükte  bozunmalarda    başlangıç  şartlarına dönülebilen kararlı hal stabilitesi, 

• Bir  stabilite  durumundan  diğerine  kayıldığı  ve  farklı durumlarda yeni bir  stabilitenin oluştuğu  transiyent  stabilite (besleme  kaynaklarından  birinin  devre  dışı  olması  veya yüksek güçte olan elektrik motorunun yol alması), 

• Bozunmaların olumsuz etkilerinin sınırlandırılması  ile kontrol edilen  sistem  işletmelerinde  geçerli  olan  dinamik  stabilite 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

93 

 

(hayati  yüklerin  devrede  kalmasının  sağlanması  için  bazı yüklerin devre dışı edilmesi), 

 

Bu  inceleme  ve  hesaplamalarının  amacı  şebeke  çalışmasındaki kararsızlıkların  ortaya  çıkaracağı  risk  durumlarını  belirlemek  ve dinamik  stabiliteyi  sağlamak  için  gerekli  yapıyı  ortaya  çıkarmaktır. Dinamik stabilitenin gerçekleştirilebilmesi için  

• Uygun  sürede  elektrik  hatalarının  temizlemek  için  gerekli koruma sistemini kurmak,  

• İşletme şekillerini optimize etmek,  

• Tesisi uygun boyutlandırılmasını sağlamak gerekir.  

 

Kararsızlık davranışları ve bunları oluşturan nedenler  

• Makinaların  elektromekanik  salınımları  (tahrik  edilen makinalarda ani yük değişimi), 

• Kaynakla  yük  arasına  bağlanan  hatlardan  akan  akımlardaki salınımlar, aktif ve reaktif güç miktarları arasındaki değişimler ve gerilim düşümleri, 

• Kısa  devreler,  gerilim  çökmesi,  enerji  kesintileri,  hatalı açmalar, cihaz hataları, insan hataları,  

• Yük değişimleri, yüksek güçte elektrik motorunun yol alması, yüklerin devreye girme ve çıkmasındaki geçici olaylar,  

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

94 

• Elektrik  şebekesinin  yapısı,Bu  araştırma  ve  hesaplamaların amacı  

• Kısa devre akımlarının ve etkilerinin belirlenmesi,  

• Hatlardaki,  besleme  kaynağındaki  ve  yüklerdeki  kayıpların belirlenmesi,  

• Motorların  yol  alması  sırasında  şebeke  üzerinde  meydana getirebileceği etkilerin belirlenmesi,  

• Standart  işletme  problemleri  göz  önüne  alınarak muhtemel geçici olayların analizi,  

• Yük  paylaşımı,  yük  atma,  yüklerin  bağlanması  esnasında şebekede  meydana  gelebilecek  olayların  ve  etkilerin belirlenmesi,  

• Besleme kaynağı regülasyonlarının belirlenmesidir.  

 

Harmonikler ile ilgili hesaplamalar.   

Harmoniklerle ilgili hesaplamalar sonucunda  

• Harmoniklerin  ortaya  çıkaracağı  sıcaklık  yükselmeleri  ,yanlış ve  hatalı  işlemeler,  hızlı  yıpranma,  elektromanyetik  ve mekanik bozunma gibi risklerin belirlenmesi,  

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

95 

 

• Standartların  ön  gördüğü  kirlenmenin  kabul  edilebilir seviyede  olmasını  sağlamak  amacıyla  alınacak  tedbirlerin belirlenmesi sağlanır. 

 

Alınacak tedbirlerle ilgili hesaplamalar ve incelemeler  

• Kirlenmeye  neden  olacak  lineer  olmayan  yüklerin miktarlarının ve harmonik seviyelerinin belirlenmesi,  

• Filtrelerin gücü ve tipi ilgili gerekli hesaplamalar,  

• Tesisin harmonik etkileri azaltacak şekilde boyutlandırılması,  

• İşletmenin optimizasyonu.  

 

Harmoniklerin etkileri ve çözümler  

• Kaynak makinaları, ark ocakları ve deşarj  lambaları gibi pasif yükler  ve  frekans  konvertörü,UPS  gibi  güç  elektroniği cihazlarının    lineer  olmayan  yükler  olup  besleme  kaynağına ait   akım ve gerilim dalgalarını distorsiyona uğratırlar; Bunun etkilerini azaltmak amacıyla 12‐darbeli konvertörler, yumuşak endüktörler ve filtreler kullanmak gerekir, 

• Harmoniklerin yükler üzerine doğrudan etkileri,  ilave sıcaklık yükselmeleri ve enerji kayıplarıdır; Bunun önüne geçmek  için standartların  öngördüğü  düzeltme  faktörlerini  kullanarak elektrik cihazlarını aşırı boyutlandırmak gerekir,  

• Harmonikler  elektrik  cihazlari  üzerinde  aşırı  gürültülere neden olurlar,  

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

96 

• Çekilen harmonik akımlar empedansın fonksiyonu olarak tüm şebeke  boyunce  şebeke  gerilimini  distorsiyona  uğratırlar; Kapasitör devreleri üzerinde rezonans meydana getirirler,   

• Harmonikler  asenkron  motorlarda  sarsıcı  momentler oluştururlar.  

 

 

Hesaplamaların amacı  

• Şebekede meydana gelecek akım ve gerilim distorsiyonlarının belirlenmesi,  

• Filtre değerlerinin filtre tiplerinin belirlenmesi,  

• Cihazların aşırı boyutlandırma hesapları,  

• Çeşitli  işletme  şekillerinde  şebeke  işletme  diyagramlarının analizi,  

• Önemli parametreler için duyarlılığın analizi.  

 

Aşırı gerilimler.   

Aşırı  gerilimler,  şebekede  aşağıda  belirtilen    dalga  şekli  ve büyüklükleri ile belirlenirler  

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

97 

 

• İşletme  gerilimi  ve  darbe  gerilimi  değeri  arasındaki  oranla belirlenen aşırı gerilim katsayısı,  

• Uzun  süreli  (yaklaşık  1  saat)  güç  frekansındaki  sürekli sinusoidal aşırı gerilim,  

• Nisbeten uzun süreli geçici sinüsoidal aşırı gerilim,  

• Titreşimli veya titreşimsiz transiyent aşırı gerilimler,  

• Ferrorezonans aşırı gerilimleri.  

 

Aşırı gerilimler ile ilgili hesaplamalar sonucunda  

• Ekipman bozulması ve elektrodinamik zorlamalar ve izolasyon eskimesine  bağlı  ve  elektronik  ekipmanların  hatalı çalışmasına neden olabilecek riskler belirlenir,  

• Aşırı  gerilimlerin  etkilerini  en  aza  indirebilecek  tedbirler belirlenir.  

 

Alınacak  tedbirler  

• İzolasyon  koordinasyonu  ve  izolasyon  seviyesinin belirlenmesi,  

• Koruma  cihazlarının  tipi,  koruma  seviyesi  ve  değerlerinin tayini, 

• Ekipmanların  ve  cihazlarinin  söz  konusu  şartlara  uygun boyutlandırılması,  

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

98 

• İşletme ve manevra tarzlarının belirlenmesidir.  

 

Aşırı gerilimlerin şebekedeki davranışları ve orjinleri  

• Normal  şebeke  işletmesinde,  endüktif  ve  kapasitif  yüklerin devreye girip çıkması durumunda, 

• Hatların  uzunluğu  ve  şebeke  nötr  noktası  şekillerine  bağlı olarak şebeke yapısı,  

• Kazara ortaya çıkan durumlar (toprak teması), yıldırım isabeti,  

• Ferrorezonans,  

 

Aşırı gerilimlerin şebekedeki etkileri ve çözümler  

• Güç  frekansında  bir  izolasyon  hatası  meydana  geldiğinde teorik  olarak  aşırı  akım  katsayısı    1,7  olacaktır;  Nötr noktasının kopması nötr noktasının yer değiştirmesine neden olur, 

• 3‐fazlı  şebekede  dengesiz  yüklenmöe  durumunda transformatorun satürasyon noktasında dengesiz hale gebilir ve  bu  durumda motor  yol  almaya  başladığı  durumda  aşırı gerilimler meydana gelir,  

• Yüksüz LC karakteristikli uzun enerji nakil hatlarında  ferranti olayı  adı  verilen  nedenle  hat  sonu  gerilimi  hat  başı geriliminden  fazla olur; Özellikle uzunluğu 300 km den  fazla 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

99 

 

olan  hatlarda  bu  etki  ihmal  edilemeyecek  seviyede  aşırı gerilim meydana getirir,  

• Ferro  rezonans,  kapasitör  ve  satüre  olabilen  endüksiyon devrelerinde    bazı  durumlarda  çok  yüksek    aşırı  gerilimler, meydana  gelebilir;  Gerilim  transformatörlerinde  ve  IT sistemlerde  faz  ile  nötr  arasında meydana  gelir;  Bütün  bu riskler  uygun  dizayn  ve  işletme  tedbirleri  ile  ortadan kaldırılabilir. 

• Açma  ve  kapamada meydana  gelen  aşırı  gerilimler,  bu  aşırı gerilimlerin  ortaya  çıkması  yüklenme  şartlarına  bağlıdır; Kapasitör devreye alınması  durumunda  aşırı gerilim katsayısı 2 ve devreden çıkartılması durumunda 3 değerine ulaşabilir; Motor  ve  transformatörün  anahtarlaması  sırasında  aşırı gerilim katsayısı 2’ye ulaşabilir; Enerji nakil hattının devreye alınıp çıkarılması halinde aşırı gerilim katsayısı 3’e ulaşabilir; Anahtarlama aşırı gerilimleri sistemin di‐elektrik dayanımının bozulmasına  ve  hatalı  çalışmasına  neden  olur;  Bu  gibi durumlarda  tavsiye edilen koruma cihazları enerji titreşimleri amortize  eden  ve  sınırlandıran  kontaktör  ve  ve  kesicide devreler arasına direnç sokmak veya RC darbe tutucular veya parafudrlar kullanılır,  

• Hata  sırasında  oluşan  darbe  gerilimleri,  hatalı  bölümün devreden  çıkarılması  sırasında  meydana  gelen  aşırı  gerilim katsayısı nötrü izole sistemlerse, tek faz hata durumunda 2,5 değerine kadar yükselir, 

• Yıldırım  darbeleri,    hata  veya  metal  yapıya  düşmesi durumunda  izolatörde atlama  ve  kısa devrelere neden olur, topraklama elektrotları  ile  tesis arasında gerilimin artmasına neden  olur;  Yıldırım  akımları,  tesiste  elektrodinamik  etkiler 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

100 

meydana  getirmekle  beraber  di‐elektrik  dayanımı  üzerinde tahribatlar meydana  getirir;    Koruma  cihazları  olarak  uygun boyutlandırılmış parafudrlar kullanılır.  

 

 Hesaplamaların ve incelemenin amacı  

• Şebeke yapısına bağlı olarak oluşan risklerin belirlenmesi,  

• Taşıma  ve  sistemde  oluşabilecek  aşırı  gerilimlerin büyüklüklerinin hesaplanması,  

• Sistem  dizaynı  ile  ilgili  önemli  parametrelerin  hassas  olarak analizi,  

• Koruma cihazlarının belirlenmesi,  

• Ekipmanların izolasyon seviyesinin belirlenmesi,  

• Yüksek gerilim tarafında oluşacak toprak hatası sonucu ortaya çıkan  aşırı  gerilimlerin  alçak  gerilim  tarafına  transferinin önlenmesi.  

 

Elektromanyetik uygunluk   

Elektromanyetik  uygunluk,  tüm  elektrik  ve  elektronik  cihazları yakından ilgilendiren bir konudur. Bu kavram cihaz, sistem kapasitesi olarak  veya  herhangi  bir  bozunmaya  neden  olmaksızın  kendi 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

101 

 

elektromanyetik  ortamında  normal  olarak  çalışan  tesis  olarak uluslararası standartlarda açıklanmıştır.  

 

Elektromanyetik uygunluk incelemesindeki amaç  

 

• Sistemin  işletmesi  esnasında  sistemin  yanlış  çalışmasına neden olabilecek durumların belirlenmesi,  

• Standartlar  ve  önceki  uygulamalara  dayanayarak  tesisteki bozucu etkilerin sınırlandırılmasını sağlanması, 

• Duyarlı ekipmanların hatalı çalışmasının önlenmesi.  

 

Elektromanyetik  uygunluğun  incelenmesi  aşağıda  açıklanan kısımları kapsar  

• Çeşitli  şebeke  elemanları  arasındaki  etkileşimlerinin belirlenmesi,  

• Dalga şekillerine bağlı olarak spektrumların belirlenmesi,  

• Etkileşim enerji miktarının ve büyüklüğünün belirlenmesi.  

 

Elektromanyetik uygunluğun incelenmesi ile  

• Bozucu kaynaklar, kuplajlar ve etkilenen elemanlar belirlenir, 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

102 

• Sistem  parametrelerinin  standartlara  uygunluğunun belirlenmesi.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (1)

 

104 

SON SÖZ Bu  notların  hazırlanmasında  2009’da  yitirdiğimiz  Sayın  M.Turgut Odabaşı’nın değerli katkılarını anmadan geçemeyiz. Botaş’ta Elektrik Mühendisliği  yapmakta  olan  Turgut  Odabaşı,  çeşitli  kaynaklardan hazırladığı notları önce Elektrik Tesisat Mühendisleri Dergisinin çeşitli sayılarında meslektaşlarına yararlı olmak üzere yayınladı.  

Kendisinin  hazırladığı  notlardan  yararlanarak,  notlarının  bir  kısmını Bileşim Yayınevi aracılığı  ile yayınlamıştık. Onun notlarından ve diğer kaynaklardan  yapacağımız  diğer  derlemeleri  ise  EMO  kanalıyla yayınlanması  kendi  isteğiydi.  Ancak    bu  isteğini  hemen gerçekleştirmek mümkün olmadı. 

Elektrik Tesisat Notları olarak, Sayın Odabaşının değerli çalışmasından da  yararlanarak  hazırladığımız  bu  çalışmanın  EMO  kanalı  ile yayınlanması için başından beri desteğini esirgemeyen Orhan (Örücü) Ağabeyimize, derlemenin hazırlanmasında katkılarından dolayı Emre (Metin) ve Hakkı (Ünlü) kardeşlerime teşekkürü borç bilirim. 

Bu  tür  mesleki  yayınların  e‐kitap  olarak  çok  düşük  bedeller  ile meslektaşlarına kazandırmak  için bu yayın portalını oluşturma kararı alan  42.  Dönem  EMO  Yönetimine  öncü  rölünden  dolayı  teşekkür ederiz.  

 E‐Kitabı Derleyen ve Yayına Hazırlayan 

İbrahim Aydın BODUR, Hakkı ÜNLÜ 

TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI

103 

 

 

 

FAYDALANILAN KAYNAKLAR   

1. Electrical Design Guide ...............................................Group Schneider  

2. Industrial Electrical Network Design Guide ................Group Schneider  

3. Electrical Manual .........................................................Chevron Company 

4. Electrical Installation Handbook ..................................Siemens 

5. Electrical Installation Handbook ..................................ABB 

6. Electrcal Engineering Design Criteria ..........................NAVFAC 

7. Elektrik Kuvvetli Akım Tesisleri El Kitabı...................T.Odabaşı 

8. ETMD Dergisi 2005‐2006 dönemi sayıları 

 

 

 

 

 

 

 

 

EMO YAYIN NO:EK/2011/8

TURGUT ODABAŞI

TMMOB Elektrik Mühendisleri OdasıIhlamur Sokak No:10 Kat:2 Kızılay/AnkaraTel: (312) 425 32 72 Faks: (312) 417 38 18http:www.emo.org.tr E-Posta: emo@emo.org.tr

EMO Yönetim Kurulu 42. Dönem‘de(Kasım 2010) bir yayın portalı oluşturdu. Bu yayın portalı üzerinde,daha önce de sürdürmekte olduğumuz, basılı dergilerimizin İnternet sürümleri, basılı kitaplarımızın tanıtımları ve çevrim içi satın alma olanakları ile doğrudan İnternet üzerinden bilgisayarınıza indirebileceğiniz e-kitapları çok düşük bedellerle edinebilme olanağına sahip olacaksınız.

İnternet sitemiz üzerinden e-kitap dağıtım hizmetini, yakında hizmete İnternet sitemiz üzerinden e-kitap dağıtım hizmetini, yakında hizmete girecek olan EMO Yayın Portalı‘nın öncülü olan, sitemizin yayın bölümünde yer alan e-kitaplarla uzunca bir süredir veriyorduk. Yayınlarımızı izleyenler hatırlayacaktır, ilk e-kitabımız, EMO üyesi Arif Künar‘ın "Neden Nükleer Santrallere Hayır" kitabının PDF baskısıydı. Hükümetin Akkuyu‘da nükleer santral kurma inadı maalesef hala kırılamadı. Dört yıl önce bastığımız bu kitap hala güncel!....güncel!.... EMO‘nun İnternet sitesi üzerinden hizmete giren bu yeni sitemizde yeni e-kitaplarla hizmete açıldı. Sizlerde varsa yayınlamak istediğiniz kitaplarınızı, notlarınızı bize iletebilirsiniz. Bu yayınlar yayın komsiyonumuzun değerlendirmesinden sonra uygun bulunursa yayınlanacak ve eser sahibine EMO ücret tarifesine göre ücret ödenecektir.E-Kitaplar tarafımızdan yayınlandıkça üyelerimize ayrıca epostaE-Kitaplar tarafımızdan yayınlandıkça üyelerimize ayrıca eposta ile iletilecektir.

Saygılarımızla Elektrik Mühendisleri Odası42. Dönem Yönetim Kurulu

e-kitap

ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM (1)DİZAYN İŞLEMLERİ