kısa devre akım hesabı

Embed Size (px)

Text of kısa devre akım hesabı

  • 8/3/2019 ksa devre akm hesab

    1/13

    Ksa devre Akmlarnn HesabTURGUT ODABAIElektrik MhendisiBota BTC Proje

    Direktrl CMT [email protected]

    Hata Topolojileri

    3-fazl sistemlerde aada belirtilen tiplerde hatalar meydana gelebilir.

    3-fazl hata 2-fazl hata Faz-ntr hatas

    Faz-PE hatas

    Formllerde aada belirtilen semboller kullanlacaktr.

    KI Ksa devre akm rU Nominal gerilim LZ Faz iletkeni empedans NZ Ntr iletkeni empedans PEZ PE koruma iletkeni empedans

    Aada 3-faz simetrik ksa devre ,2-faz ve 1-faz asimetrik ksa devre deerleri ile ilgiliifadeler generatordan uzak ksa devre hali iin zet olarak gsterilmitir.

    ekil 1: 3-faz hatas

    1

    mailto:[email protected]:[email protected]
  • 8/3/2019 ksa devre akm hesab

    2/13

    ekil 2: 2-faz hatas

    ekil 3: Faz-ntr hatas

    ekil 4: Faz-PE iletkeni hatas

    2

  • 8/3/2019 ksa devre akm hesab

    3/13

    Aada verilen tablo ksa devre akmlarnn yaklak deerlerinin abuk bulunmasnsalar.

    Tablo 1:

    Ksa Devre Akmlarnn Belirlenmesi

    Ksa devre akmlarnn belirlenmesi iin Ksa Devre Gc Metodu (MVA) kullanlabilir.Sz konusu metod tesisin herhangi bir noktasnda oldukca byk bir dorulukta ksadevre akmnn belirlenmesine imkan salar.

    Ksa devre g metodunda KI ksa devre akm

    3-fazl ksa devrelerder

    K

    K

    U

    SI

    .3=

    2-fazl ksa devrelerder

    KK

    U

    S

    I .2= ifadelerine gre hesab edilir.

    Burada

    KS Hata yerinde grnen ksa devre gc

    rU Hata yerindeki gerilim

    KS grnen ksa devre gcn belirlemek iin hata yerine kadar olan tm ebekeelemanlar gz nne alnr. Sz konusu elemanlar

    Ksa devre yerini besleyen ,ebeke, generator, motor gibi elemanlar Ksa devre akmn snrlayan kablo,reaktans bobini, transformator gibi

    elemanlardr.

    3

  • 8/3/2019 ksa devre akm hesab

    4/13

    Ksa devre akm hesabnn ilem sras

    1. Tesisteki eitli elemanlarn ksa devre glerinin hesab2. Hata yerindeki ksa dever gcnn hesab

    3. Ksa devre akmnn hesab

    KnetS Enerji al noktasndaki ksa devre gc olup rnetrKnet IUS ..3= ifadesiylehesap edilir.

    rU enerji al noktasndaki nominal gerilimdir.

    Eer ebeke al noktasndaki ksa devre gc ile ilgili herhangi bir veri bulunamazsaKnetS deerleri aada verilen tablodan referans deerler olarak alnabilir.

    Tablo 2:

    Generator

    Generatorun ksa devre gc%100.

    x

    gen

    KgenX

    SS = ifadesiyle bulunur

    %d

    X : Ksa devre olyn deerlendirme ekline gre dX sub transiyent reaktans veya dX transiyent reaktans veyahut dX senkron reaktans olarak alnabilir.

    Genel olarak reaktanslar generatorunrgen

    rgen

    dS

    UZ

    2

    = ifadesiyle verilen nominal generator

    empedansnn % olrak ifade edilirler.

    Bu ifadede

    4

  • 8/3/2019 ksa devre akm hesab

    5/13

    rgenU generatorun nominal gerilimirgenS generatorun nominal gc

    Tipi deerler olarak generator iin

    dX %10-%20

    dX %15-%40

    dX %80-%300 deerleri alnabilir.

    Normal olarak en kt durum gz nne alnmas gerektiinden dX subtransiyentreaktans deerlerine gre ksa devre akmlarnn hesab yaplr.

    Aada verilen tabloda5,12%=

    dX

    deeri iin generatrlarn ksa devre gleri yaklakolarak verilmitir.

    Tablo 3:

    3- fazl Asenkron Motorlar.

    Ksa devre artlarna gre motorlar ksa devre yerini ksa bir peryot(5-6 peryot) sre ileksa devre yerini besler.

    Motorun KmotI ksa devre akmna (bu akm ayn zamanda motorun yol alma akmdr)gre ksa devre gc aada verilen ifade yardmyla bulunur.

    KmotrmotKmotIUS ..3=

    Tipik olarak

    rmotKmot

    rmotKmot

    II

    SS

    .75

    .75

    = = 5 kk gteki motorlar iin 7 byk gteki motorlar iin

    kullanlr.

    Transformatorlar

    Transformatorun KtrafoS ksa devre gc rtrafok

    Ktrafo Su

    S .%

    100= ifadesiyle bulunur.

    Aadaki tabloTransformatorlarn yaklak ksa devre gcn vermektedir.

    5

  • 8/3/2019 ksa devre akm hesab

    6/13

    Tablo 4:

    Kablolar

    yi bir yaklaklkla kablolarn ksa devre gcL

    r

    Kcable

    Z

    US

    2

    = dir

    rU sistem nominal gerilimi

    LZ Kablo empedans

    Aadaki tablodan kablo ksa devre gleri belirlenebilir.Ksa devre gleri 10m kablouzunluu iin verilmitirTablo 5:

    Bi fazda birden fazla n adet paralel kablo var ise tablodaki deerler n ile arplr. Eer

    devredeki kablolarn uzunluu (Lact) 10m den farkl ise empedanslaractL

    10

    ile arplr.

    Hata noktasnda Ksa Devre Gcnn Hesab

    Tesisteki bir noktadaki ksa devre gcn bulurken admtanslarn toplanmasndakikural uygulanacaktr.

    Seri bal elemanlarn ksa devre gleri paralel empedanslarn toplamndaki gibi terstroplam olacak yani

    6

  • 8/3/2019 ksa devre akm hesab

    7/13

    i

    K

    S

    S1

    1

    =

    ve devrede paralel bal olan elemanlarn ksa devre gleride seri empedanslarn

    edeer toplamndaki kurala gre olcaktr, yani

    iK SS =

    Ksa devre akmlarnn hesab

    Ksadevre akmn belirlemek iin ksa devre yerine bakldnda maksimumum ksadevreti verecek durum ele alnr .

    rnein aadaki ekilde maksimum ksa devre CB1 kesicisinin ebeke barasna bal

    st tarafnda meydana geldii grlr.

    ekil 5:

    Ksa devre akmlarnn belirlenmesinde ncelikle hata yerindeki edeer toplam ksadevre gc bulunur ,daha sonra bu g esas alnarak ksa devre akmlarn verenifadeler yardmyla veya aada verilen diyagram vastasyla ksa devre yerindeki ksadevre akm bulunur.

    Bu diyagramda KUPS besleme tarafndaki ebeke ksa devre gc KELS hata yerindekiedeer ksa devre gcdr.

    7

  • 8/3/2019 ksa devre akm hesab

    8/13

    ekil 6: 400 V gerilimde fazl ksa devre akmnn hesab

    -fazl ksa devre akm hesaplandktan sonra tablo 1 de verilen ifadeler yardmyladier hata ekillerine ait hata akmlar bulunur.

    rnek :

    ebeke31,5 kV

    MVASKnet 500=Transformator

    kVASrtrafo 1600=

    6%=k

    u

    VUUrr

    4003150021

    =

    Motor

    8

  • 8/3/2019 ksa devre akm hesab

    9/13

    kWPrmot 220=6,6=rmotKmot II

    917,0=9,0cos =

    Dier ykler

    9,0cos

    4,1143

    ==

    AIrL

    Elemanlarn ksa devre glerinin hesab

    ebeke MVASKnet 500=

    Transformator MVASKtrafo 7,261600.6

    100=

    Motor kVAP

    S rrmot 2679,0.917,0

    220

    cos.===

    MVASS rmotKmot 76,1.6,6 = ilk 5-6 peryotta 50Hz frekans iin 100msan.

    Kesicilerin seimi ve ksa devre akmnn hesab

    CB1 Kesicinin en fazla zorlanaca hal ksa devrenn kesicinin hemen kndaolmasdr. Sz konusu hata yerinde ksa devre edeer gc

    MVASS

    SSS

    KtrafoKnet

    KtrafoKnet

    KCB 35,25.

    1 +=

    bulunur. Ksa devre akm kAU

    SI

    r

    KCBKCB 6,36

    .3

    1

    1= hesaplanr .Devredeki dier hata

    cinsleri iin Tablo 1 de verilen ifadeler yardmyla belirlenir.

    Ayn deerleri ekil 6 daki diyagramlar kullanarakta bulabilirizve

    9

  • 8/3/2019 ksa devre akm hesab

    10/13

    CB2 Kesicisini enfazla zorlayacak maksimum ksa devre akm CB1 ile ayn ve 36,6 kAdeerindedir.

    CB3 de maksimum ksa devre kesicinin k tarafnda olup motor hata yerine ksadevre akm verme si durumunda meydana gelir.

    MVA

    SS

    SS

    KtrafoKnet

    KmotKCB 11,2711

    13 =

    ++=

    kAU

    SI

    r

    KCBKCB 13,39

    .3

    3

    3==

    Bu metod yardmyla motorun yol alma esnasnda motor klemenslernde olangerilimdmnde hesaplamak mmkndr.

    Yukarda verilen rnekte

    Motorun Nominal gerilimi VUrmot 380= Motordan yol alma esnasnda ekilen g motorun ksa devre gcdr

    MVASS rmotKmot 76,1.6,6 = (380 V nominal gerilimde)Motoru baraya balayan kablo 30 m uzunluunda ve 3x185/95 mm2 NYY kablodur.

    Kablonun 10m uzunluk iin ksa devre gc tablo 5 den 128,5 MVA olarak bulundu

    10

  • 8/3/2019 ksa devre akm hesab

    11/13

    30m iin MVASKkablo 8,4230

    10.5,128 ==

    380 V luk motorun 400 V daki ksa devre gc MVASKmot 95,138,0

    4,0.76,1

    2

    4,0.

    =

    Motorun balant terminallerindeki e deer ksa devre gc

    kASS

    SSS

    KkabloKCB

    KkabloKCB

    KEL4,16

    8,4235,25

    8,42.35,25.

    1

    1=

    +=

    +=

    Yol alma esnasnda motor terminallerindeki gerilim dm

    6,10%10095,14,16

    95,1100.%

    4,0

    4,0

    +=

    +=

    KmotKEL

    Kmot

    SS

    SU

    Motor klemenslerindeki gerilim ( ) VUM 35801061400 ==

    380 V nominal gerilimdeki moturun yol almas esnasnda motorun nominal gerilimine

    gre gerilim dm 8,5%100.380

    358380%

    =U olacaktr.

    Ayn ekilde srekli alma halindede motor terminallerindeki gerilim dm iyi biryaklaklkla bulunabilir.

    380 V luk motorun 400 V da ektii g MVASrmot 296,038,0

    4,0.267,0

    2

    4,0.

    =

    Motor terminallerindeki gerilim dm

    8,1%100296,04,16

    296,0100.%

    4,0

    4,0

    +=

    +

    =

    rmotKEL

    rmot

    SS

    SU bulunur.

    Bu metodla zellikle direkt yol alan motorlarda g sisteminin yeterliliinin analizimmkn olmaktadr.

    Kablolarda enerji k tarafndaki ksa devre akmnn belirlenmesi

    400 V sistemde 20

    0

    C ortam scakl iin bakr kablo iin aadaki tablodan ksa devreakmlar belirlenebilir.

    11

  • 8/3/2019 ksa devre akm hesab

    12/13

    Tablo 6:

    Eer her bir faz iin paralel kablo ekilmise kablo uzunluu paralel olan kablo saysnablnerek ilem yaplr.

    rnek

    Veriler

    Nominal gerilim 400 VKablo kesiti 120 mm2Kablo uzunluu 29 mEnerji al tarafndaki

    Ksa devre akm 32 kA

    12

  • 8/3/2019 ksa devre akm hesab

    13/13

    lem sras :

    1. 120 mm2 kesitindeki kabloya ait satrdan kablo uzunluunun 29 m olmas gznne alnarak en yakn alt uzunlua (burada 24 m dir) bir hat izilir

    2. 24 m uzunlua ait stundan aa doru bir hat izilerek enerji al noktasndakiksa devre akmnn 32 kA olduu gz nne alnarak bu akm deerinin bir stdeerine doru burada 35 kA dir) getirilir ve 35 kA deerine ait satrdan izilenhat ile kesime noktasndaki deer 26 kA dir.

    3. Sz konusu kablodan gemesi muhtemel maksimum ksa devre akm 26 kA dir.

    Not: Sistemde bulunan ksa devre akm deerlerini IEC veya VDE de belirlenen artlaragetirmek iin

    Eer ksa devre generatoryakn ksa devre ise ya generatorun %dX subtransiyentreaktansn kullanmak veya elde edilen ksa devre akmn 1,1 katsays ile arpmakgerekirGeneratordan uak ksa devre ise bu katsay ile arpmaya gerek yoktur.

    Mimimum ksa devre akmlar bulunmak istenirse bulunan deerler 0,95 katsays ilearplr.

    Kaynaklar:

    Electrical Installation Handbook Volume 2 ABBCalculation of Short Circuit Current .Cahier Technique no:158Group SCHNEIDERShort circuit ABC Learn it an hour, Use it anywhere ,Memorize no formulaMoon H. Yuen. Bechtel Inc. San Fransisco CALIFORNIA

    13