Kuvvetli akım 7

2TMMOB

ELEKTRK MHENDSLER ODASI

ELEKTRK KUVVETL AKIM (7):Motorlar ve Tahrik Sistemleri

NotlarDerleyen:

Aydn Bodur

Emre Metin

Notlar Yayna Hazrlayan:

Aydn Bodur

Hakk nl

Elektrik Kuvvetli Akm Notlar, Turgut Odabann Elektrik Tesisat Mhendisleri Dergisinde

yaynlad yazlardan, Elektrik Kuvvetli Akm Tesisat El Kitab ile her blmn sonunda

belirtilen ABB, Schneider, Chevron, NAVFAC ve Siemensin hazrlad malat, Bakm, Montaj El

kitaplarndan EMO iin derlenmitir.

621.31906 BOD 2011

Elektrik Kuvvetli Akm:Motorlar ve Tahrik Sistemleri

/Elektrik Mhendisleri Odas1.bsankara,2011

381 s.;24 cm ISBN 9786050100617 (EK/2011/11)

Elektrik

1

ELEKTRKKUVVETLAKIM(7)

MotorlarveTahrikSistemleri

NotlarDerleyen:

AydnBodur

EmreMetin

NotlarYaynaHazrlayan:

AydnBodur

Hakknl

M.TurgutOdabanaSayglarmzla

ElektrikKuvvetliAkmNotlar,TurgutOdabannElektrikTesisatMhendisleriDergisindeyaynlad yazlardan, Elektrik KuvvetliAkm Tesisat El Kitab ile her blmn sonundabelirtilenABB,Schneider,Chevron,NAFVACveSiemensinhazrladmalat,Bakm,MontajElkitaplarndanEMOiinderlenmitir.

ELEKTRK KUVVETL AKIM NOTLARI (7) ELEKTRK MOTORLARI VE TAHRK SSTEMLER

3

NDEKLER

7.1.Asenkronmotorlar...................................................................8

7.1.1.Asenkronmotorunyaps..............................................8

7.1.2.Sincapkafesliveyaksadevrerotorluasenkronmotor...............................................................................................10

7.1.3.MomentHzkarakteristikleri......................................14

7.1.4.Asenkronmotorunstabilitesi......................................15

7.1.5.Geriliminetkisi.............................................................17

7.1.6.Rotordirencininetkisi.................................................18

7.1.7.Motorunyolalmasesnasndagerekeng................22

7.1.8Yolalmaesnasndaizinverilenscaklkykselmesi......22

7.1.9.Enerjiteminedilenebekeninksadevregc...........23

7.1.10.Motorlarzerindegerilimvefrekansgibiebekebozunmalarnnetkisi............................................................25

7.1.11.YolAlmaKarakteristikleri..........................................30

7.2.YkKarakteristikleri................................................................32

7.2.1Sabitmomentliykkarakteristii.................................32

7.2.1Sabitg/momentykkarakteristii..........................35

7.2.2MotorunYolAlmaSresi..............................................36

7.3.AsenkronMotorlardaYolvermeekilleri................................47

7.3.1.Dorudanyolverme....................................................47

SONULAR...................................................................................129

7.3.2.Yldzgenyolverme...............................................131

7.3.3.Ksmisargldorudanyolverme...............................172

TMMOBELEKTRKMHENDSLERODASI

4

7.3.4.Motorstatorunadirenbalayarakyolverme..........173

7.3.5.Ototransformatrlerleyolverme.............................183

7.3.6.BilezikliAsenkronMotorlardaYolverme...................186

7.3.7.SoftStarterlerleYolverme(yumuakyolvericiler)....188

7.4.YolVermeMetotlarnnFarklTahrikleriinUygulanmas...211

7.4.1.SantrifjFanlar..........................................................212

7.4.1.1.Santifjfanlaradorudanyolverme......................212

7.4.2.SantrifjPompalar.....................................................215

7.4.3.Kompresrler.............................................................223

7.4.4.Bantlkonveyrler.....................................................227

7.5.ElektrikMotorlarnnFrekansKonvertrileTahrikindeBoyutlandrma.............................................................................231

7.5.1.FrekansKonvertrlTahrikSistemlerininBoyutlandrlmas.................................................................231

7.5.2.AlakGerilimAsenkronMotorFrekansKonvertrleri........................................................................236

7.5.3.OrtaGerilimFrekansKonvertrleri...........................238

7.5.5.KontrolMetotlar.......................................................242

7.5.6.FrekansKonvertrnnKullanlmas.........................243

7.5.7.SistemlerinEntegrasyonu..........................................250

7.5.8.AGSrclerininBelirlenmesi...................................254

7.5.9.Frekanskonvertrlsistemlerdeboyutlandrma......256

7.5.10.MotorlarnYklenilebilirlii.....................................269


5

7.5.11.Frekanskonvertrnnvemotorunseimi............270

7.6.ReaktansKullanarakGerilimAzaltmaMetoduileyolverme......................................................................................284

7.7.AsenkronMotorlarlaTahrikEdilenSistemlerinDevreyeAlnmasveletmedeHatalarn

Bulunmas....................................................................................291

7.7.1.Asenkronmotoriletahrikedilensistemlerindevreyealnmasndannceyaplanilemler.....................291

7.7.2.MotorYataklar..........................................................298

7.7.3.Motorunmilinvekapliniiletahrikedilenmakinannmilivekaplinininhizalanmas(alimanlama)........................300

7.7.4.Asenkronmotorlarndevreyealnmasveiletmeninizlenmesi............................................................308

7.7.5.letmeninizlenmesi..................................................315

7.8.Asenkronmotorlarlatahrikedilensistemlerdemeydanagelenproblemlerinbalcanedenleri.........................................317

7.8.1.GerilimDeiimleri....................................................318

7.8.2.Hatalmomenthzkarakteristiklimotorseilmesi...321

7.8.3.Motorunyolalmasresinininokuzunolmas..........325

7.8.4.Sreklialmahalindemotorunyklenmemiktarnnbelirlenmesi........................................................327

7.8.5.MotorunYolalmaesnasndaaniolarakdevredolmas..................................................................................333

7.8.6.Motorunaryktendolaydevrededilmesi.......334

7.8.7.Arsnma................................................................334

7.8.8.Grltvetitreim....................................................336


6

7.8.9.Hatalarnbulunmasiinilemsras.........................338

7.9.nsanMakineArayz.........................................................349

7.9.1.nsanmakinearayzndebilgiak..........................349

7.9.2.Bamszlk.................................................................350

7.9.3.Bamllk....................................................................350

7.9.4.Operatrnrol.........................................................350

7.9.5.Arayztasarmnnkalitesi........................................351

7.9.6.Farklkontrolvegstergeniteleri...........................353

7.10.Kontaktrler.......................................................................354

7.10.1.Kontaktrlerinseimindeetkiliolankarakteristikler.....................................................................354

7.10.2.Kullanmkategorileri...............................................357

7.10.3.ACuygulamalardakullanmkategorileri.................357

7.10.4.Standartmotorlarnalmaekilleri.......................359

7.10.5.Kontaktrlerinseimi..............................................361

7.10.6.AC1KATEGORSSEM.........................................363

7.10.7.AC3Kategorisikullanm.........................................366

7.10.8.Uzunmesafeuzaktankontrol..................................367

7.10.9.Kontrolkablosukesitininseimi..............................368

7.10.10.Kontroltransformatrleri......................................376

FAYDALANILANKAYNAKLAR........................................................378

SONSZ.......................................................................................379


8

7.1.Asenkronmotorlar

7.1.1.Asenkronmotorunyaps

.

ekil7.1Asenkronmotorlarnyaps


9

Endstriyel sistemlerde ounlukla ksa devre rotorlu/sincapkafesli asenkronmotor kullanlmaktadr. Bu nedenle sz konusumotorlar ve bunlara ait besleme devrelerinin boyutlandrlmasincelenecektir.Genellikleasenkronmotorlaraadaverilenksmve paralardan meydana gelmitir. Birbirinden hava aral ileayrlmmanyetikaknngetii,iindemotorsarglarbulundurankanallardanolumuvebirbirinden statorverotordan ibaretbirmanyetikdevredenmeydanagelir.

Genellikle 3fazl olan stator bobinleri yol verme sistemlerizerinden ebekeye balanrlar. Rotor sarglarnn yapsna balolarakasenkronmotorun2tipivardr:

- Bilezikli veya rotoru sargl asenkron motor.

- Sincap kafesli veya rotoru ksa devre asenkron motorlar

Bilezikliveyarotorusarglasenkronmotorlar

ekil 7.2. Asenkron motorun genel yaps

Rotor sarglar,daima3fazlveyldz sargldr.Rotor sarglarnnk ular mil zerine monteli zerine karbon fralarn bast


10

bileziklere balanr. Bylece gerek hz gerekse hz ayarndakullanlabilecek ayar elemanlarn rotor devresne balamakimkandoar.

7.1.2.SincapkafesliveyaksadevrerotorluasenkronmotorTek kafesli rotor

Rotor devresi iki metal halka arasnda boydan boya iletkenubuklarn sincap kafesine benzer ekilde birletirilmesindenmeydanagelir.Tabikibukafes,manyetikdevreiinerotorusarglmotorabenzerekildeyerletirilecektir.

Bu tipmotorlarn yapsbileziklimotorlaragredahabasitolup,daha ucuz ve salamdr. Bu nedenle yaygn olarak daha fazlakullanlr

Balca sakncas yol verme esnasnda rotora ayarlanabilir birdiren yerletirilemediinden; yol almada yksek akm ekerekgerilim dm nedeniyle dk yolalma momentine sahipolmasdr.Ancakbu saknca, ift veyaderinoluklu sincap kafeslirotorkullanlarakzlr.


11

ekil 7.3: tek kafesli rotor.

ift kafesli rotor

Rotor iki koaksiyal kafesten meydana gelir. (Bak ekil. 7.4):

- Bir darda (genellikle prin veya bronzdur) relatif olarak daha yksek direnli olmak zere d kafesten meydana gelir.

- Dieri ise (genellikle bakrdr) daha dk direnli demir iine gml birincisine gre daha yksek kaak reaktans haiz i ikinci kafestir.

.

ekil 7.4: ift kafesli motor


12

Yol almada besleme ebekesi f frekans ile ayn frekansa sahiprotorakmnnbykbirblm, dahayksekdirencihaizkafeszerinden w kafes reaktansna ters orantl olarak d kafeszerindenrotorunmaksimumakmakar.Yksekdirenlidrotorakmdarbesiniazaltarakmomentiarttrr.

Dier taraftanmotor normal olarak s kk kayma ve sf dkfrekans tarafndan karakterize edilen nominal iletme eklineulatnda akm, daha dk direnli olan i kafesten akmayabalar.Byleceteksincapkafeslimotorlaragreyaklakolarakikikatdahafazlayolalmamomentieldeedilir.

ekil 7.5 hzla balantl olarak ift kafesli motorun momentdeiiminigstermektedir.

Tn : Nominal moment

n : rotor hz

sn : senkron hz.

ekil 7.5. Hza bal olarak ift kafesli motorun moment erileri


13

Derin oluklu rotor

ift kafesli rotorun imalat, tek kafesli rotora gre daha zor vepahaldr.

Bu saknca, ift kafesli rotorunavantajnazaltr.Ancak tek kafesiok katl ubuklardan yaparak vederinolarakmanyetikdevreyegmerek;tekkafes,iftkafesliyegredahaelverilihalegetirilir.(Bakekil7.6)

ekil 7.6: Derin oluklu rotor tipleri a)derin oluk b)Trapez iletken

- Yol almada reaktans sn hzna eit rotor frekansnda direnle karlatrldnda daha stndr. Reaktans derinlikle artar akm hatlarnn ylmasndan dolay daha kk kesit ve ve artan bir diren salanr. Bylece yol alma akmlar azaltlrken yol alma momenti artrlr.

- Dier tararftan normal alma esnasnda rotor frekans dk olduundan; direnle karlatrldnda reaktans daha zayftr. Bylece yol alma esnasnda grlen etkiler


14

kaybolur, akm hatlar tm kafes ubuklar boyunca yaylarak dk direnli devre meydana gelir.

Bu tip motorlar derin oluklu motorlar olarak adlandrlr vezellikle dikkate deer bir ekilde yksek gerilim ve yksek yolalmamomentidurumlarndakullanlrlar.Bununlaberabermotorg faktrnazaltmasveokbyk rotorapgerektirmesibutipmotorlarndezavantajlardr.Buprobleminstesindengelmekiiniletkenleretrapezekilverdirilir.

7.1.3.MomentHzkarakteristikleriMotormomentininkarakteristikdeerleri

Tst : Yol alma momenti (rotor kilitleme testi ile belirlenir)

Tmin : Minimum moment (kme momenti zellikle ift kafesli motorlarda gz nne alnmaldr.)

Tmax : Maksimum moment (devrilme momenti)

Ist : Yol alma akm


15

ekil 7.7 : Sincap kafesli asenkron motorun hz/moment

karakteristikleri

7.1.4.Asenkronmotorunstabilitesi

ekil 7.7 de grld gibi M iletme noktas, motor momenterisiileykmakinasmomenterisininkesitiinoktadayeralr.Motorsadeceykszvemaksimumykmomentiartlararasndastabil davrana sahiptir. Bu iletme blgesinde motorun devirhznnazalmasnatekabledenmomentartvardr.


16

Tmax tarafndan:

- Maksimum izin verilen ani ar yklenme

- Maksimum izin verilen ani gerilim dm veya kme gerilimi outpullU belirlenir.kme gerilimi nominal yke

eit bir yk momenti olduunda motoru durdurmayacak seviyede olan gerilim ihtiyac olarak ifade edilir.

2

max

=

outpull

MN

MN UU

TT

rnek:

MNU.7,0 gerilimdeerindemotorunalmayadevamedebilmesiiin

2

max

7.01

>MNT

T

04.2max >MNT

T olmaldr


17

7.1.5.Geriliminetkisi(Baknz ekil 7.8) Asenkron motorlar zellikle gerilimdeiimlerine hassastr ve gerilim deiimlerinde motordanekilen akmndeiimi ilebirliktemotorunmomentidedeiir.Bu deiim zellikle motorlarn yol alma srasnda yol almanngereklemesiveyolalmasresizerindenemlietkilermeydanagetirir.

f ve n sabit olmak zere; motor momenti, 2U ile doruorantldr.AkmiseU iledoruorantldr.

ekil 7.8: Motor momenti ve akm zerine gerilimin etkisi


18

7.1.6.RotordirencininetkisiR2 rotor direncindeki art, yol alma momentinin artmasnaneden olur. Bu zellik bilezikli asenkron motorlarn yol almaproblemlerinin zmnde nemli imkanlar salar. Rotordevresine direnler sokularak motor momentinin ykselmesinekarlk motorun besleme ebekesinden ekilen akm oldukader .Motorunhzarttkadirenlerkademeliolarakdevredenkartlarakmotorun hzlanmas salanr vemotor iin sakin yolalmagerekletirilir.

Rotorusarglveyabilezikliasenkronmotor

Motorbileziklerizerindedeerideitirilebilendiren kullanmilemomenterilerideitirilebilir(ekil7.9).Farkldevirhzlarndave motor moment erleri ile yk erilerinin kesime noktalariletmenoktalarnbelirler.

R R Rc b a> > : Rotor devresine balanan ilave direnler


19

ekil 7.9: Rotoru bilezikli asenkron motorda rotora bal direnlere gre moment-hz erisindeki deiiklikler.

ekil7.9da grleceizere rotordevresine sokulandirenlerindeeriarttka,yolalmamomentinindedeeriartmaktadr.

KsadevreSincapkafeslirotorlumotor.

ekil 7.10 de standard rotorlara ait 4tip motor erilerininmukayesesigrlmektedir.

Yol verme ekli ve yol verme cihazlar belirlenirken projecitarafndantesisinhesaplanmasndagerekliolan

- Yk momentlerinin deerlerini ve yke ait hz/moment karakteristiini

ekil 7.10: Kafeslerin eitli tipleri iin moment karakteristikleri


20

- ebeke yapsna ve yeterliliine gre yol alma akmlarnn snrlandrma gereklilikleri ve snrlar

- Yol verme skln bilmek ve ya belirlemek zorundadr.

Elektrik motoruna enerji verildiinde motor empedans ilkenerjilendirilmeesnasndayeterli ekilde ztelektromotorkuvvetolumadndanokdktrvebalandebekezerindeneerbelirli bir cihaz yardmyla akm snrlandrlmamsa; nominalakmn57katdeerindedarbeeklindeyolalmaakmeker.

Besleme ebekesiaslasonsuzglbir ebekeolamayacandan;ebeke zerinde dier bal cihazlarn normal almasnetkileyecek ekilde gerilim dmlerine neden olacaktr. Bugerilim dm, ar snmaya neden olmas veya bal olduumakinann hznn dmesinden ve hatta enerjili motorundurmasndan dolay motorun iletme srasnda fonksiyonunauygunalmamasnanedenolacaktr.

Genellikle santrifj makinalarda nemli yaklaklkla ortalamamotormomentiaadakiifadeyardmylahesaplanabilir.


21

Lnuprunst

m TTTTT

T +++= 6

22 max

ekil 7.11:Moment /hz karakteristikleri

Terminallerinegerilimuygulandndaasenkronmotorundavransekonderiksadevreedilen transformatorgibidir.Yolalmaakm

Ist nominalakmn In 5 ila7katnaular Enuygunyolvermezmn bulabilmek iin aada belirtilen art gz nnealnmaldr.

Tst : Yol alma momenti

Trun up :kme momenti (ift kafesli rotorlu asenkron motorda)

Tmax : Maksimum moment veya devrilme momenti

LT : Ortalama yk momenti


22

- Motorun yol alabilmesi iin tahrik edecei makinann belirlenen artlarda ve srede harekete geirmek iin gerekli ve yeterli yol alma momenti

- Yol alma esnasnda izin verilen scaklk ykselmesi ve snr

- Besleme ebekesinin ksa devre g snrlar.

7.1.7.MotorunyolalmasesnasndagerekengMotorundarbeyaniyolalmaakmnnsonucuortayakangerilimdmn snrlandrmak tabiki szkonusuakmnazaltlmasnabaldr;fakatbuteknikmotormomentindeizinverilenazalmailesnrldr.Motorunyolalabilmesi iinmotormomenterisininherdurumdavehzdeerindeykmomenterisininzerindeolmasgerekir ve emniyet aral hzn yeteri kadar hzl ykselmesinisalayacak ekilde olmas gerekir. Motor momentleri (yol almamomenti, kmemomenti,devrilmemomenti,nominalmoment)geriliminvedolaysylaakmnkaresiiledoruorantldr.

7.1.8YolalmaesnasndaizinverilenscaklkykselmesiBir asenkron motorun yk altnda yol almas esnasnda rotora verilen termal enerji, dner ktleye vermesi gereken kinetik

enerjiye 12

2J baldr.

Ksa devre kafesli motorlarda, termal enerjinin tamam, rotorkafesitarafndanabsorbeedilmelidir.


23

Eer motor nerilen snr deerini aan atalet momenti ile yolverilmesi istenirse veya makinann yol verme says arttrlmakistenirse;budurumdadaha yksekdeerdemoment salayacakmotorkullanlmalverotorkafesininmaksimumtermikkapasitesiarttrlmaldr

7.1.9.EnerjiteminedilenebekeninksadevregcBuoknemlibirparametredir.Eermotorunbalandnoktadaksadevregcyksekse;motordahaabuk,dahaaz snarakvebesleme ebekesi zerinde daha az deerde gerilim dmmeydanagetirerekyolalr.

Eer enerji alnan ebekenin ksa devre gc, motor nominalgcnn 100 katndan yukarda ise; enerji alnan ebekenin ksadevregcnnyksekolduuveszkonusumotorunyolalmaveebeke stabilitesi asndanherhangiproblemininolmad kabuledilebilir. GenellikleOG yolalmaesnasndabudeereulamak,eer ayn datm barasndan dier ykler de besleniyorsa,ekonomik adan uygun olmamaktadr. Bu nedenle motorlarnbaland transformatr sekonder ana baralarndaki ksa devregcnnbalanandieryklerlebirliktemotoryolalmagcnntoplamnn10kat birdeer,ebekedinamikstabilitesiasndanyeterliolmaktadr.

Motor dorudan enerjilendiinde tam hzna eriinceye kadargenellikle

- nMSNn III 75


24

- 0 1 0 6. cos .<


25

Burada:

MNP : Motorun nominal mekanik gc

M : Motorun nominal verimi MNcos : Nominal g faktr

MSI : Yol alma akm

MNI : Nominal akm

7.1.10.MotorlarzerindegerilimvefrekansgibiebekebozunmalarnnetkisiGerilimkmesi

Gerilimkmesimeydanageldiindemomentgeriliminkaresi iledoru orantl olarak aniden der ve motorun yavalamasnaneden olur. kme sresi ve byklnn fonksiyonu olanyavalama, esasnda yk momenti ve dner ktlelerin ataletmomentinebaldr.

Motoryavaladktansonra ebekegerilimigerigeldiindeherbirmotor, tam gerilim altnda yol alma akmndan okdaha yksekbirakmeker.Busafhadadevredeolantmmotorlarnyolalmaakmlarnn toplam, ana besleme kesicisindeki ar akmkorumalarnnatrmayaptrmalarnanedenolabilir.


26

Bu ar akmlar, ayn zamanda st ebeke elemanlarnnempedanslar, zellikle transformatr empedanslar zerinde okadaryksekgerilimdmlerinesebepolacaktrkimotorveykmomenti arasndaki kk farktan dolay ar snmal tekrarhzlanma vemotorun eski hzna dnmesi imkansz olmasa dahiok zor olacaktr. Bu geici olay (transiyen) esnasnda motorunmekaniksistemindetahribatlarmeydanagelirvehattabuyksekdeerdekiakmlar,motorunsarglarnnyanmasnanedenolabilir.Bunedenletmsistemindevredolmasnnlemek iingerilimkmesi durumunda, dk gerilim rleleri vastasyla atrmayaptrmakgerekir.

Ksasrelikesilmeler

Besleme geriliminin tamamen kesilmesi durumunda motorterminallerindeki gerilim aniden ortadan kalkmaz. Gerekterotordadepolananakanidensnmez.Rotortarafndanmeydanagetirilendner alan statordabyklssel fonksiyon eklindeazalan ve zaman sabiti, birka on saniye olan bir artk gerilimendkler. Bu gerilimin frekans, dnme hz ile azalr. ebekedegerilim ve besleme tekrar geldiinde remenans (artk) gerilimleolanfazterslii, motoryolalmaakmnntepedeerininyaklakmotornominalakmnn12ila15katbirakmmeydanagetirir..

Bumotoriinciddisonularortayakarr.

- Scaklkta ilave ykselmeler izolasyonun bozulmasna neden olacak sarglarda elektrodinamik zorlamalar.


27

- Anormal mekanik zorlamalara yol aabilecek tehlikeli moment sarsntlar (zellikle kaplinlerde).

Bylebirriskekarkorunmannyolu,artkdkgerilimkorumastesisetmektir.

Gerilimdengesizlii

3fazl sistemlerdeki dengesiz tek fazl ykler ve diren frnlar,kaynakmakinalargibi simetrikolarak almayan3fazlyklerdengesizgerilimlermeydanagetirirler.

3fazbeslemegerilimidengesizliipozitifbileen,negatifbileenve sfr bileenlerin varl ile grlebilir.Negatif bileen sistemi,rotorun ters dnme ynnde dnen bir dner alan meydanagetirir.Sistemdebirnegatifsralgerilimsistemiolduunda;statorebeke frekansnn iki kat frekansnda akm endkler. Bu akm,scaklktailaveykselmelerevemekanikzorlamalaranedenolacakdarbemomentlerineveanormalgrltlerenedenolurlar.

Ayn zamanda endklenen rotordakibu akmlarn varl, ebekegerilimdengesizliiniazaltacakyndeetkieder;yanimakina,birdengesizlikkompanzatrolaraketkieder.

Motordakisfrsralsistemin,(motorunsarglargenveyantryaltlmyldzeklindebalandndanvebunedenlesfrbileenempedanslarsonsuzolduundan)hibiretkisiyoktur.

IEC 892 standard, gerilim dengesizlii ile ilgili 3fazl kafesliasenkron motorlarn nominal gcndeki azalma faktrn ekil7.12degrldgibibelirlemitir.


28

ekil.7.12 :Gerilim dengesizlik deerine gre 3-faz kafesli motorun yklenmesindeki azalma

OGasenkronsincapkafeslimotorlar,rotoryapsnagre:

teksincapkafeslive

ift/derinoluklusincapkafesliasenkronmotorlarolmakzere iki snfaayrlrlar.Budurumyolalmaakmveyolalmamomentiasndangenibirseimimkansalar.

Teksincapkafeslirotorlarhaizasenkronmotorlarda

0,61 TMN seviyesinde nisbeten dk deerde yol almamomenti

22,2TMNseviyesindemaksimummoment


29

4,55,5IMNsnrlararasndayolalmaakm

ift/derinoluklusincapkafeslimotorlarda

0,81,2TMNseviyesindeyolalmamomenti 22,2TMNseviyesindemaksimummoment 56,5IMNaralndayolalmaakmeldeedilir.

TMNmotorunnominalmomenti

IMNmotorunnominalakm

Asenkron sincap kafesli motorlarn hz motor karakteristiklerizellikle santifj pompalar, kompresrler, takm tezgahlar, fangibimakinalariinokuygundur.

Motorlarda yol almaolay aadabelirtilen durumlarnbir veyabirkanngereklemesidurumundamutlakaincelenmelidir.

STN (kVA) transformatr gcnn, motorun elektrikebekesinden ektii nominal mil gcne tekabl edenelektrikselgcnnSMN(kVA)katndanazolmas

Motor ile transformatr arasnda ekilen kablo motorterminallerinde elde edilen ksa devre gcn (MVA)azaltr. Bu motor terminallerindeki ksa devre gcnnmotor yol alma gcnn (MVA) sekiz katndan daha azolmas

Besleme panosu, bara ksa devre gcnn (MVA)motoryolalmagcnnonkatveyadahaazolmas


30

Yknveykmakinasnnyksekataletesahipolmas Motorun beslendii kaynaktan dier elektrik cihazlar

besleniyorsa; yol alma olay esnasnda meydana gelengerilim dmlerinin cihazlarn almalarnetkileyebilecekdeerdeolmas.

7.1.11.YolAlmaKarakteristikleriMotor imalatkataloglarnda imaledilenmotorlar iinazamiyolalma sresi, motor byklne ve hzna gre verilir. Bununlabirlikte IEC3412de yol alma sresi yerine tahrik edilenmakinalarnmsaadeedilenataletmomentleriverilmitir.

ekil7.13.Teksincapkafesliasenkronmotor


31

ekil7.14ift/derinoluklusincapkafesliasenkronmotor

Yolalmaesnasndaakmvemomentbalantlar

N

SMSMS

N

S

MS

MS

UUII

UU

TT

............)( '2''

==

..'MT Yolalmagerilimindemotormomenti

..'MSI Yolalmagerilimindemotoryolalmaakm


32

MSI Motor nominal gerilim deerinde meydana gelecek yolalmaakm

7.2.YkKarakteristikleriUygun motorun ve yol verme sisteminin seilebilmesi iin ykprofiliniveykndevirhzmomentkarakteristiklerininbilinmesigerekmektedir.

Geneldeuygulananykkarakteristikleri

7.2.1Sabitmomentliykkarakteristii

ekil7.15.Sabitykmomentkarakteristikleri


33

Sabitmoment karakteristikli ykler olarak delme kompresrleri,kmrtamabantlargsterilebilir.Busistemlerdemomentsabitolup,ghzladoruorantlolarakartar.

Kuadratikmoment

Tipik uygulamalar santrifj pompa ve fanlardr. Moment, devirhzylakaresioranndaartarken,gkbikolarakartar.

ekil7.16.Kuadratikykmomentkarakteristikleri


34

Sabitglykkarakteristii

ekil7.17.Sabitglykmomentkarakteristikleri

Bu tipkarakteristik sarmave rulolamamakinalarndabulunur.Butipkarakteristiklerdegsabitkalrkenmomentdevirhzyla tersorantlolarakazalr.


35

7.2.1Sabitg/momentykkarakteristii

ekil7.18.Sabitgmomentkarakteristikleri

Buyk tipikatendstrisindeskauygulanr.Sabitgvesabitmomentkarakteristiklerininbirkombinasyonudur.

makinalarnn tamamnda gerekli moment deerleri imalatfrmadan alnmaldr. Eer bu mmkn olmazsa, gemitekitecrbelere dayanarak yaklak deerler kullanlr. Bu ekildeseimyaplrsadahayksekdeerseilmesiuygunolacaktr.

Tamykakmnn,motoruntamykmomentiiledorudanilikisivardr. Gerekli hzda motor tarafndan tahrik edildiinde motorakmokunaraktatminedicibiryaklaklklamotormomentitayinedilebilir.


36

Eer motorlarn ve tahrik ettikleri makinalarn moment ve hzkarakteristikleri bilinirse yol alma sresi aada verileneitliklerdenyararlanarakhesaplanabilir.

( )dtdxJJTT LMLM+=

Buifadede

TMNmolarakmotormomenti

TLNmolarakykmomenti

JMkgm2olarakmotorunataletmomenti

JLkgm2olarakyknataletmomenti

rad/solarakasalhz

Eer devir saysn deitirmek amacylamotor ile tahrik edilenmakinaarasna redktryerletirilmi iseTL ile JL redktr/dilievirmeorannagreTLveJLdeerlerinedntrlr.

7.2.2MotorunYolAlmaSresiMotorlardayolalmasresininhesabndaaadakibilgilereihtiyavardr

MJ Motorunataletmomentikgm2

LJ Tahrikedilenmakinannataletmomentikgm2


37

Motorun nominal gerilimde momentdevir hzkarakteristii ve motorun yol alma esnasndaki gerilimegrehazrlananmomentdevirhzkarakteristikleri

Tahrik edilen makinann momentdevir hzkarakteristikleri

Motorun yol alma esnasndaki ani gerilim dmlerininhesab

Motorun tam ykteki devir hz ve eer motorla tahrikedilen makinann balants bir redktr sistemi ileyaplmsa tahrik edilen makinann motor tarafndakidevirhz

Nominalgerilimdemotorunakmdevirhzkarakteristii Motorungfaktr

ekil7.19.Motorykivmelendirmehesabiinmomenthzerileri


38

Yolalmasresinitehlikelibirekildeuzatacakbir ivmelendirme/hzlandrmamomenti ortaya karsa aada ngrlen tedbirleralnmaldr.

Motorunyolalma esnasndayksekgerilimdmlerinemsaade edilebiliniyorsa daha byk gte motorlarkullanlabilir

Dahayksekkalkmomentlimotorlar seilir.Bunun iinmotor imalatsrotorunkafesubuklarndeitirmesivedaha yksek yol verme mometi salayacak rotor imaletmesigerekir.

letme artlarnn uygun olmas durumunda, motoraykszhaldeyolverilir

Transformatr gc ykseltilerek ve nisbi ksa devregerilim deeri azaltlar ve ayrca motor balantisnsalayan kablo kesiti byltlerek besleme uygun halegetirilir.Bu sayede gerilim dm azaltlr ve yol almamomentinin deeri bytlerek vmelendirme momentidahauygunhalegetirilir.

MotorunyolalmamomentiTSveazamimomentiTmaxbiliniyorsa

ACCLMst T

KJJt 1).( += Motorun yol almasresi

pfnnK MM

.60.....30.

1 == pMotoruniftkutupsays


39

MJ Motorunataletmomentikgm2

LJ Tahrikedilenmakinannataletmomentikgm2

ACCT vmelendirmemomenti Nm

1K Sabitsinindeerleriaadakitablodanalnacaktr.


40

Tablo7.1. 1K katsaylar

MT Motormomentininortalamadeeriyaklakolarak

).(45.0 maxTTT SM += ifadesiilebelirlenir.

HzSabiti

KutupSays Frekans

Hz

2 4 6 8 10

50

Mn

1K

3000

314

1500

157

1000

104

750

78

600

62

Mn

1K

3600

377

1800

188

1200

125

900

94

720

75

60


41

LLMACC TKTT .= hzlandrma/ivmelendirmemomenti

LK yklenmekatsaysdeerlerideiiktahriktipleriiinaadaverilentabloyagrealnacaktr.

Tablo7.2. LK katsaylar

Ayrca KL deerleri olarak aadaki deerler gz nne alnarakhesapyaplabilir.

LK Yol alma esnasnda tahrik edilen makinann yklenmekatsays.

Kaldrma

hareketi

Fanveya

Santrifjpompa

Pistonlu

pompa

Yksz

durum

LK

1 1/3 0.5 0


42

Bu katsay imalat firmalarn verecei tahrik makinasnn ykerisinden elde edilebilecei gibi bu erilerin bulunamayacadurumlardaaadaverilenkatsaylarkullanlabilir.

Santrifjpompalar(bota,ykszhalde) 0,200,30

Dalgpompalar 1,001,75

Kompresrler(ykboaltcsz) 1,201,80

Kompresrler(ykboaltcl) 0,400,75

Bandlkonveyrler(bota)0,750,80

Bandlkonveyrler(tamykte) 1,221,50

Krclarvedeirmenler2,002,50

Matbaamakinalar1,00

Santrifjfanlar(direktbal)0,500,65

Eermotor ile tahrik edilenmakina arasnda bir redktr varsayk momenti ve atalet momenti aada verilen formllerleyenidenhesaplanr

M

LLL n

nTT .' = ve 2).(M

LLL n

nJJ =


43

Farkl tip yk momentlerinde yol alma performanslar ile ilgilirnekler

rnek

4kutuplumotor160kW1475rpm

Motormomentleri

TN=1040Nm

TS=1.7x1040=1768Nm

Tmax=2.8x1040=2912Nm

Motorunataletmomenti

JM=2.5kgm2

Redktrevirmeoran

1/2

Ykmomenti

TL=1600NmnL=nM/2rpm

NmxTL .800211600' ==

Yknataletmomenti

JL=80kgm2


44

22' .20)21(80 kgmxJ L ==

Toplamataletmomenti

2' .5.22205.2 kgmJJ LM =+=+ Moment

ekil7.20.

rnek

NmTL .1600= NmTL .800' =

vmelendirme esnasnda yk momenti sabit ortalamaivmelendirmemomentiuygunbiryaklakla

'max )(45.0 LSACC TTTxT +=


45

NmxTACC .1306800)29121768(45.0 =+=

Yolalmasresi

snxTKxJJtACC

LMst .7.213061575.22)( 1' ==+=

rnek:

NmTL .1600= NmTL .800' = vmelenmeesnasndaykartlineerdir.

NmxxxTTTxT LMAXSACC .170680021)29121768(45.0

21)(45.0 ' =+=+=

( ) sxTKxJJtACC

LMst .1.217061575.221' ==+=


46

ekil7.21.

rnek:

NmTL .1600= NmTL .800' = Ykerisifanlardavesantrifjpompalardaolduugibikareseldir.

NmxxxTTTxT LMAXSACC .183980031)29121768(45.0

21)(45.0 ' =+=+=

( ) sxTKxJJtACC

LMst .9.118391575.221' ==+=

rnek:.

Motoruntahrikedilenmakineileykszkalk

NmTL .0=


47

NmxxTTTxT LMAXSACC .2106)29121768(45.021)(45.0 ' =+=+=

( ) sxTKxJJtACC

LMst .9.121061575.221' ==+=

7.3. AsenkronMotorlardaYolvermeekilleri

Asenkronmotordevreyealndndayksekbirdarbeakmeker;eerebekeuygundeilse, iletmeyietkileyecekvegenelebekestabilitesinibozabilecek ekildegerilimdmlerimeydanagelir.Bu gerilimdmdearj lambal aydnlatmaekipmanlarndahietkileyebilecek byklkte olur; ayn zamanda bu yol almaakmlar ve darbeli ykler, enerji temin edilen genel datmebekesinin stablitesini bozarak dier tketicileri de olumsuzynde etkileyebilir. Bu etkiyi ortadan kaldrmak amacyla enerjidatm irketleri belirlenen darbeli gcn tesinde motorlaradirektyolverilmesiniyasaklamlardr.

Motorveykartlarnagrebirdenfazlayolvermesistemivardr.Bunlarn seimini elektriksel, mekanik, ve ekonomik faktrlerbelirler.Tahrikedilenykncinsiyolvermesistemininseimi iinoknemlidir.

7.3.1. DorudanyolvermeStatorun ana kaynaa dorudan baland en basit yol vermeeklidir.


48

ekil7.22:Dorudanyolverme

Motor kendisine ait moment devir says ve akm devir sayskarakteristiklerinegreyolalr.Motordevreyealndndaaltgei


49

(alttransiyen) durumu hari.Motor kafesinin ok dk direncidolaysylaksadevreakmekenbirtransformatrgibidavranr.Buanabeslemedendarbeeklindeekilenrotordaindklenenbirakmdr

Yol alma esnasnda ekilen akm, motor yapsna gre nominal(anma)akmnn58katdr. Yolalmasrasndaekilenmomentise motor ana terminallerine uygulanan gerilime ve nominalgerilimdeverilennominalyolalmamomentininuygulanangerilimdeerinegre0,51,5katarasndaolur.

Basit, yksek yol almamomentinin salanmas hzl yol alma vedk maliyet gibi avantajlar olmasna ramen, dorudan yolvermeaadaaklanandurumlariinuygundur:

Darbe akmnn etkisi ile den geriliminden dolay yolalma momentine tekabl eden motor gcnn tahrikedilenmakinanngerekliyolalmagcndenyksekolmashalinde,

Makinann yol almasnda kademeli hzlandrmaya gerekolmamas ve yol vermenin etkisinin snrlandrlmas iinamortismancihazlarnasahipolmasdurumunda,

Yol verme momenti tahrik edilen makinann iletmeetkisinden ve tahrik edilen ykten daha yksek olmashalinde.

7.3.1.1. Dorudanyolvemeeklindeboyutlandrma

7.3.1.1.1. Boyutlandrmadatakipedilecekmetot

i Tahrik edilecek makinann yklenme moment hzerisinden hareketle , motorun tam devrini almas


50

iin gereken sre belirlenerek, gereken hzlanma(ivmelendirme) momenti belirleyerek, bu momentinmotor terminallerinde hangi gerilim deerinde eldeedilebileceinitesbitetmek,

ii Belirlenen gerilim deerini verebilecek elektrikdevresinin(enerjinakilhatt,transformatr,yolvericiler balant kablolar) elemanlarnboyutlandrmakve

iii eer gerekiyorsa gerilimin istenilen deerlerini eldeedebilmekiin;transformatrgeriliminikademedeitirici vastasyla izin verilen snrlar dahilindeykseltmek veya yol alma akmnn ok byk birblmendktifreaktifakmolmasdolaysyla,bunun bir blmn kompanze etmek iin yol almasresindetransformatrkbaralarnauygundeer ve boyutta nt (paralel) kondansatr grububalayarak, yol alma akmnnn beslemetransformatrne geen ksmn azaltmak gibi ilaveuyguntedbirleribelirlemektir.


51

ekil 7.23: Motor ve yk makinas momenthz veakmhzkarakteristikleri

Gerekliifadelerveeitlikler

MNT Motorun nominal gerilim ve frekansnda verilen nominaldevir saysnda milinden verebilecei nominal moment. Birimi(Nm)dirveaadaverilenifadeyardmylahesaplanr


52

( )( )rpmn

kWPTM

MMN

.9550=

( )kWPM motorun plakasnda yazlan ve motor terminallerinenominal frekansl nominal gerilim uygulandnda verebileceinominalmilgc

Mn Nominal moment uygulandnda motor milinin devir hz(rpmdevir/dakika)

MST Motora yol alma esnasnda nominal gerilim ve frekansuygulandndamotorunmilindenverebileceiyolalmamomenti.Birimi Nm. Yol alma momenti motordaki rotor yapsna greyapsnagrenominalmomentin1.1ila2.2katkadarolabilir.

maxT Motorun verebilecei azami moment olup birimi Nm dir.Nominalmomentin,rotoryapsnagre2ila2.5katkadardr

ST Yolalmasresindemotorunterminallerineuygulananyolalmagerilimi altnda motorun yol alma momenti Birimi Nm dir. Budeer yol alma gerilimi altndak yol alma kalkmonenti olupaadaverilenifadeyardmylabulunabilir.

2

.

=

MN

SMMSS U

UTT


53

SMU Sistemin yol almas iin motorum terminallerineuygulanmas gereken minimum gerilim (Volt) MNU Motorunplakasndayazlannominalgerilim(Volt)

maxST Yol alma sresindemotorun terminallerineuygulanan yolalmagerilimialtndamotorunmaksimummomentiBirimiNmdir.Budeer yolalmagerilimialtndakyolalmakalkmonentiolupaadaverilenifadeyardmylabulunabilir.

2

maxmax .

=

MN

SMS U

UTT

LT Tahrik edilenmakinann yol alma esnasndaki ykmomenti.Birimi Nm dir. Tahrik edilen makinann fonksiyonuna ve tipinegreeitlikarakteristiklerehaizdir.

( )L

LL n

kWPT .9550=

MT Motorun nominal gerilim ve frekans altndaki ortalamamomenti.BirimiNmolupaadakiifadeyardmylabulunur.

( )MAXMSM TTT += .45,0 SMT Motorun yol alma olay esnasnda motor terminallerine

uygulananyolalmagerilimialtndaalacaortalamadeer.BirimiNmolupadaverilenifadeyardmylabulunur.

( )22

..45,0.

+=

=

MN

SMAXMS

MN

SMSM U

UTTUUTT


54

ACCT Tahrik sisteminin motorun terminallerine nominal gerilim vefrekansuygulandndaalacaivmelendirmemomenti.BirimiNmolup,eer tahrik edilen makina motor miline dorudan balanmsa

ML nn = alnarak( )MAXMSLLMACC TTTKTT +== .45,0. ifadesiyle

eer balant dili sistemi veya hidrolik kaplin vastasylasalanyorsa

( ) 1....45,01...

=

=

M

LLLMAXMS

M

LLLMACC n

nTKTTnnTKTT

ifadesiylehesaplanr.

diliveyagaktarmasistemiverimi%

SACCT Yol alma gerilimi altnda tahrik sisteminin ivmelendirmemomenti. Birimi Nm olup, eer tahrik edilen makina motoradorudanbalanmsa

( ) LLMAXMSMN

SMLLSMSACC TKTTU

UTKTT ...45,0.2

+

==

eerdiliveyagaktarmasistemizerindenbalanmsa

( ) 01.....45,0..2

>

+

=

= M

LLLMAXMS

MN

SM

M

LLLSMSACC n

nTKTTUU

nnTKTT

ifadesiylehesaplanabilir.


55

Yolalma esnasnda motor klemenslerine uygulanan yol almagerilimialtndatahriksistemininyolalmasresi

( )SACC

LMst TKJJt 1.+=

MJ Motorun atalet momenti olup, birimi kgm2 dir ve imalat

firmakataloglarndaneldeedilir.

LJ Tahrikedilenmakinannataletmomentiolup,birimikgm2dirveimalatcfirmakataloglarndaneldeedilir.

fadelerbirletirilip

2

MN

SM

UU

ve SMU iinzlrse:

Yolalmaysalayacakmotorterminalgerilimiifadesitahrikedilenmakinannmotoradorudanbalanmashalinde

( )( )MAXMS

LLst

LM

MNSM TT

TKtKJJ

UU +++

=.45,0

...

1

veyagaktarmasistemizerindenbalanmsa


56

( )( )MAXMS

MM

LLL

stLM

MNSM TTnn

nTKtKJJ

UU +

++

=.45,0

1.....

1

sistemin tahrik edilmesi iin motor terminallerine uygulanmasgerekenyolalmagerilimideeribulunur.

( )( ) 1.45,0

.. 1


57

rnek:

Nominaldevirde venominal yklenmede tam ykte 10900Nmtahrikmomentinihaiz1491devir/dakikadevirhznda ve sistem

atalet momenti yaklak 330=LJ kgm2 olan pompa aadazellikleriverilenelektrikmotoruiletahrikedilecektir.

ElektrikMotoruzellikleri

Motornominalgc 1950=MNP kWMotornominalgerilimi 3,6=MNU kVMotornominalmomenti 12171=MT NmMotorrotorununataletmomenti 7,57=MJ kgm2Motorun nominal yol alma momenti

730212171.6,0.6,0 === MMS TT NmMotorun nominal maksimum momenti

2312412171.9,1.9,1max === MTT Nm

Motorunnominalakm 204=MNI AMotorunyolalmaakm MNMS II .3,5=

Pompann moment hz karakteristii motor nominal momentibazalnarakaadaverilmitir.


58

ekil7.24:Pompamomenthzkarakteristikleri

Sistemin yol almas srasnda motorun yklenmesi yukardakieridenaadakigibibulunur.

SraM

Ln

n

MN

LT

T LT

No

10,00,1 121712171.1,000 ==LT Nm20,10,05 60912171.05,001 ==LT Nm30,20,05 60912171.05,002 ==LT Nm40,30,1 121712171.1,003 ==LT Nm


59

50,40,18 219112171.18,004 ==LT Nm60,50,2 243412171.2,005 ==LT Nm70,60,32 389512171.32,006 ==LT Nm

SraM

Ln

n

MN

LT

T LT

No

80,70,4 486812171.4,007 ==LT Nm90,80,58 705912171.58,008 ==LT Nm100,90,7 912812171.75,008 ==LT Nm111,00,9 1090012171.896,009 ==LT Nm

Toplam=44125Nm

401111

44125. ==LL TK Nm

368,01090040114011 ===

LL T

K Pompann yol alma sresinde

yklenmekatsays


60

Yol alma sresinin maksimum 10 saniye olmas istenmektedir.Pompamotoradorudanbalanmtr.

( )( )

( )( ) 1863,012171.9,112171.6,045,0

10900.368,010

157.3307,57

.45,0

..

max

1


61

Sisteminhareketegeebilmesiveyahzlanabilmesiiingerekliart

dynLSM TTT olmaldr.

Yukarda verilen toplam atalet momenti ifadesiyle bu ifadebirletirilip t iindzenlenirse

( )LSM

LM TTnJJt

+= .60.2.

ifadesieldeedilir.

rnek:

Yukardaki sistemde 437,53,6.863,0.863,0 === MNSM UU kVmotor klemenslerine uygulanan yol verme gerilimi altndasisteminyolalmasresikontoledilecektir.

Bunedenlencelikleyolvermegeriliminegremotorunmomenthzkarakteristiikartlacakvebukarakteristikesasalnarak,0,1

leklihzaralklarnaayrlarak LSM TT deerleribulunacaktr.


62

ekil7.25:TahriksistemineaitMomenthzKarakteristikerileri

Sra

NoS

Mn

n MST

2

.

=

MN

SMMSSM U

UTT LT LSMACC TTT =

10,10,6.TMN0,45.TMN0,10.TMN0,35.TMN

20,20,67.TMN0,5.TMN0,05.TMN0,45.TMN

30,30,7.TMN0,52.TMN0,1.TMN0,42.TMN


63

40,40,72.TMN0,54.TMN0,18.TMN0,36.TMN

50,50,78.TMN0,58.TMN0,2.TMN0,38.TMN

60,60,82.TMN0,61.TMN0,32.TMN0,29.TMN

70,70,90.TMN0,67.TMN0,40.TMN0,27.TMN

80,81,10.TMN0,82.TMN0,58.TMN0,24.TMN

Sra

NoS

Mn

n MST

2

.

=

MN

SMMSSM U

UTT LT LSMACC TTT =

90,91,25.TMN0,93.TMN0,70.TMN0,23.TMN

101,0 1,90.TMN1,42.TMN0,90.TMN052.TMN

Yukardabelirtilenhzdilimleriiindeyolalmasreleri

SraS

Mn

n n LSMACC TTT = TJ ACC

T TnJt = .

60.2.

No

10,11494259387,71,42

20,21495475387,71,10

30,3 1495112387,71,18

40,4 1494362387,71.37

50,51494625387,71,35


64

60,61493530387,71,71

70,71493286387,71,84

80,81492921387,72,07

90,91492800387,72,16

101,01496330387,70,96

Toplamyolalmasresi15,16saniye

1491490.1,0.1,0 === Mnn rpm

7,3873307.57 =+=+= TMT JJJ kgm2

Yol alma sresinin yukardaki rnek de hesaplanan deerdenyksek kmasnn sebebi hesaplamalarda hz dilimlerinin genitutulmasdr. Hesaplamalarda hz dilimleri 0,1 aralkl deil dernein 0,05 yani 75 rpm gibi aralklarda yaplrsa rnektehesaplanan deere ok yaklaacaktr. Btn bunlara ramenyukardabelirlenenyklenmeartlaraltnda


65

hesaplanan yol alma gerilimi uygulandnda; sistem en ksa 10sndeveenuzun1516sndeyolalacaktrdenilebilir.

7.3.1.1.2. Tahrik Sisteminin Elektrik G DevresininBoyutlandrlmas

ekil7.26:Elektrikmotorunaaittipikbirgsistemi


66

ekil7.27:Gsistemineaitempedansdiyagram

Devreempedanslar

ebekeempedans

( )SCN

NN S

kVUZ22 ..1,1= ohm

NU ebekenominalgerilimikV

SCNS ebeke ksa devre gcMVA. Enerji al baralarnda eldeolunan ksa devre gc olup hesaplanarak bulunur veyaTEDA/TEAyetkililerindenrenilir.


67

EnerjiNakilHattEmpedans

OHLR ohm/kmEnerjinakilhattnnkmbanaohmikdirenci

OHLX ohm/kmEnerjinakilhattnnkmbanareaktansEnerjinakilhattnnempedans

( ) OHLOHLOHLOHL LXjRZ .+= OHLL kmolarakenerjinakilhattnnuzunluu

OHLR hattnkmbanabirimdirenciohm/km

OHLX hattnkmbanabirimreaktansohm/km

Transformatrempedans

( )T

NSCTTR S

kVUuZ22

.= ohm

TS TransformatrnnominalgcolupifadedeMVAcinsindendeeriyazlacaktr

Transformatrn NU nominal gerilimi olarak motor,transformatrn sekonder tarafna bal olduundantransformatrn sekonder nominal gerilimi hesaplarda

kullanlacaktr. SCTu transformatrn % olarak ksa devregeriliminiifadeeder.Ayrcatransformatrnprimertarafndayer


68

alan ebeke empedans ve enerjinakilhatt empedans

2

NP

NS

UU

ifadesiylearplaraksekonderdeerlereindirgenecektir.

NPU TransformatrnominalprimergerilimikV

NSU TransformatrnominalsekondergerilimikV

Balantkablosuempedans

CABR ohm/kmkablonunkmbanaohmikdirenci

CABX ohm/kmkablonunkmbanareaktans

CABL kablouzunluuohm

Kablo empedans kablo transformatrn sekonderine balolduundanherhangibirindirgemeyaplmayacaktr.

Elektrikmotoruempedans

( )( )AmperIVoltUZ

MS

MNM .3= ohm

MNU MotorplakasndayazlmotornominalgerilimiVolt;

MSI MotorunnominalgerilimvefrekansaltndaekeceinominalakmAmper;


69

Yolalma akm yaklak olarak rotor yapsna gre motor MNI nominalakmnn57katolabilmektedir.

letmede motor devresinde bulunan balant elemanlarnnempedanslar nedeniyle meydana gelen gerilim dmlerindendolayyolalmaakmlarnominalyolalmaakmnagreazdeerihaizdir.

lkemizde 154/35 kV transformatr istasyonlarnn tamamndaindirici transformatrler ykte kademe deitirici kullanlarakyklerin deimesi durumlarnda otomatik kademe deitiricivastasyla bu transformatrlerin sekonder k gerilimleri sabittutulmaktadr.

Bu nedenle ekil 5deki empedans diyagramnda grlen NU nominal ebeke gerilimini sabit kabul edebiliriz veya evirmeorannnkaresi ilesekondertarafaevrildiinde okdkdeeralacandan ihmal edilebilir ve dolaysyla ebeke empedanshesabakatlmaz.

Eerszkonusuindiricitransformatryktekademedeitiriciiledonatlmamsa; bu durumda ebeke empedans hesaplarda gznnealnmaldr.

ekil 7.28 de grlen devredeki direnleri toplam CZ aadaverilendevreyieldeederiz.


70

ekil7.28:Elektrikmotorunungdevresininbasitletirilmi empedansdevrediyagram

Burada aklanmas gereken en nemli zellik motor yol almaesnasnda motordaki zd EMK sfr deere haiz olduundandevreden ekilen akm ohm kanununa gre belirlenir ve bumotorun;motor empedansnn ve bal olduu elektrik beslemedevresinintoplamempedanslarnnbelirlediiksadevreakmdr.Motor yol almasn tamamladktan ve uygulanan yke gre ztEMK olutuktan sonra; bal olduu tahrikmakinasnn ykne

balolarakbellibirg faktr Cos deerininbelirlediiaktifvereaktifakmdanoluanbirakmekecektir.

Yol alma olay sresinde elektrikmotoru yap ekline vemotorelektrik besleme devresi toplam balant empedanslarna bal

olarak 35,015,0 =Cos g faktr ile devreden byk birksmendktifreaktifolanmknatslanmaakmeker.


71

ekil 28 da grlen devreye gre motorun elektik devresindenekebileceiyolalmaakmifadesi

( )MCN

SM ZZUI += .3 Amper

Yol alma olay srasnda yol alma akmna ilave olarakmotorunbal olduu transformatr zerinden, bu transformatre bal

dier tketicilerdendolay toplam LI ykakmgeecektirvebuykakm TRHLNC ZZZZ ++= 003 empedanslarzerindenilavebirgerilimdmnenedenolacaktr.

Yol alma srasnda motor yol alma akm tarafndan motorklemenslerinekadarolangerilimdm

CSM ZIU ..304 = VoltDier tketicilerin toplam yk akmnn transformatr sekonderbaralarna kadar olan yere kadar olan ksmda neden olduugerilimdm

TROHLC ZZZ +=03

0303 ..3 CL ZIU = VoltToplamgerilimdm

Volt

Yukardakiifadedeyolalmaakmifadesiyerinekonulursa


72

Volt

Sisteminyolalmasiinizinverilenmaksimumgerilimdm

Voltolmaldr

Burada

NU NominalebekegerilimiVolt

SMU Yukarda( )

( )max1

.45,0

1.....

TTnnTK

tKJJ

UUMS

M

LLL

stLM

MNSM +

++

= ifadesiyle

tahrik edilen sistemin yol almasn salayacak motorterminallerineuygulanmasgerekenminimumyolalmagerilimidir.

Yukardakiifadelereitlenip CZ iinzlrse


73

Genellikle transformatr baralarndan dier tketicilerbeslendiinden bunlarn alma stabilitelerini bozmamak iintransformatrbaralarnakadargerilimdmnn%10danfazlaolmamasistenir.

Transformatrbaralarnakadarolangerilimdm

Voltolmaldr.

Motorunyolalmaakmise

ifadesiylehesaplanr.

rnek3:

ncekiikirnekteverilensistem154/31,5kV25MVA 12%=Ku olantransformatrn31,5kVbaralarndantakribiuzunluu630molan 3x3/0 PIGEON enerji nakil hatt vastasyla ulusal ebekeyebalanan 31,5/6,3 kV transformatr zerinden beslenecektir.Elektrikmotorununbu transformatrebalants takriben300muzunluundabirkablovastasylasalanacaktr.


74

154/31,5kVtransformatrmerkezindekitransformatrtarafndanekilen yk en fazla 6MVA olmutur. Ayrca teminal tesisleridevreye girdiinde tesisten ekecei srekli yk en fazla 8MVAolacaktr.ndiricitransformatreitliykdurumlarndaveebekegerilimideiimlerindesekondergerilimi31,5kVdasabittutmakiin ykte kademe deitirici ile donatlmtr. ndiricitransformatr merkezinin 31,5 kV ana baralarndaki ksa devre

gchesaplarsonucu MVASK 207= olarakbelirlenmitir.31,5/6,3 kV tarnsformatr ayrca6,3 /0,4 kV 1600kVA gcndeAlakgerilimdatmtransformatrnuve6,3kV,840kWgcnde

85,0=Cos ve 96%= olan transfer pompas beslemektedir.Butransformatrzerindensrekliolarakazami800kVAgcndeykekilecektir.

31,5/6,3kV transformatrn gc ve karakteristikleri ile butaransformatr ve motor arasndaki balant kablosunun kesititayinedilecektir

ndiricitransformatrmerkezindebulunantransformatrzerinde

ykte kademe deitirici bulunduundan kV5,31 ebekeempedanszerindekigerilimdmlerigznnealnmayacaktr. Zira yk durumu ne olursa olsun ykte kademe deitiricivastasyla k gerilimi 31,5 kV deerinde indirici istasyonsekonderkbaralarndasabittutulacaktr.


75

ekil 7.29: Sistemin tek hat diyagram ve devre elemanlarna aitkarakteristikdeerler


76

Sistemin yol almasn salayacak motor terminallerine

uygulanmas gerekenminimum gerilim VoltU SM 5437= olarakbelirlenmitir.

Motor terminallerinde olmas gereken gerilim dm motornominalgerilimi6300Voltagreenfazla

7,13%100.6300

54376300 == MU olmaldr.

Motorunempedans

( ) ( ) ohmIVoltU

ZMS

MNM 364,31081.3

6300.3

===

AI MS 1081= motorunnominalyolalmaakm

Motorun uygulananminimum yol alma gerilimi altnda ekeceiakmifadeyardmyla

AZ

UIM

SMSM 933364,3.3

5437.3

===


77

Yol alma suresinde transformatra bal dier yklerden dolayekilenakm

1600kVAtransformatrden800kVAgcnekeceiakm

AI L 736300.3800000

1 ==

840kWmotorunekeceiakm

AI L 946300.85,0.96,0.3840000

2 ==

Toplamykakm

AIII LLL 167947321 =+=+=

fade yardmyla CZ empedans bulunmas istenirse aadaverilenilemsrastakipedilir.

31,5/6,3 kV transformatr zerinden 6,3/0,4kV transformatrkullanarak alak gerilim tketicileri beslendiinden, alak gerilimtarafnda yksek deerde gerilim dmesi olmamas iin 6,3 kVbaralarakadar%10dan fazlagerilimdmne izinverilmez.Bu


78

durumda enerji nakil hatt empedans ve transformatrempedanszerindeizinverilengerilimdm

Volt

Olmaldr.

Enerjnakilhatt31,5tarafempedans

( ) ( ) 221,0214,063,0.35,0.34,0. jjLXjRZ OHLOHLOHLOHL +=+=+= ohm

305,0221,0214,0 22 =+=OHLZ ohm

Buempedanstransformatrn6,3kVtarafnaindirgenirse

0122,05.313,6.305,0

5,313,6.

22

=

=

= OHLOHL ZZ ohm


79

U ve OHLZ deerleri yukardaki (42) ifadesinde bu deerleryerine konursa ve ( ) 630)167933.(0122,0.3 =++ TRZ ifadesi

TRZ transformatrempedansiinzlrse

ohmZTR 317,0)167933.(3)167933.(0122,0.3630 +

+=

Bu empedans verecek transformatr gc 8%=Ku olantransformatriin(23)ifadesitransformatrgciinuygulanrsa

( ) ( )( )( ) MVA

ohmZkVUuMVAS

TR

NSCTT 16,10317,0

3,6.08,0.222

=== gerilimkademesi%2,5arttrlarakstandartg10MVAseilir.

6%=SCTu olantransformatrkullanlrsa

( ) ( )( )( ) MVA

ohmZkVUuMVAS

TR

NKT 5,7317,0

3,6.06,0.222

=== olarakbulunur.Birststandartg8MVAdir.

Ancakekonomiknedenlerle +,%5gerilim toleransnkullanarakbir alt deer olan 6,3MVA transformatrn kullanlabilirliininaratrlmasgerekir.Buaynzamandastandardbirdeerdir.


80

Transformatr kademe ayarn kullanarak transformatr gerilimi%2,5arttrarak

VoltUU NN 64576300.025,1.025,1 === yaplrsa bu yenidururmagretransformatrempedans

( ) ( ) ( ) ohmS

kVUuohmZT

NSCTTR 397,03,6

457,6.06,0.222

===

Enerjinakilhattempedans

0128,05.31

457,6.305,05,31

457,6.22

=

=

= OHLOHL ZZ

ohmZZZ TROHL 41,0397,00128,003 =+=+=

Yeni gerilim deerlerine gre transformatrden ekilen dieryklereaitakmlar



81

AI L 726457.3800000

1 ==

840kWmotorunekeceiakm

AI L 926457.85,0.96,0.3840000

2 ==

Toplamykakm

AIII LLL 164927221 =+=+=

Motortoplamgdevresitoplamempedans

547,0164.41,0.35437

164.41,0.354376457.363,3..3

..3.

03

03 =+=+

=LCSM

LCSMNMC IZU

IZUUZZ

Motorunekeceiyolalmaakm

( ) ( ) AZZUI

MC

NSM 953363,3547,0.3

6457.3

=+=+=

03CZ empedansndameydanagelengerilimdm

VoltIZ SMC 677953.41,0.3..3 03 ==


82

Transformatrnsekondergerilimi:

VoltUT 57806776457 ==

Transformatr sekonderindeki nominal sistem gerilimine gre%gerilimdm:

3,8%100.6300

57806300% ==u olup31,5/6,3kV ,6,3kVA%6transformatruygunhalegetirilir.

Standarttransformatrgcolarak 6%=Ku

MVAST 3,6= 31,5/6,3 kV transformatr kullanlmasna kararverilmitir.

Yolalmasresincetransformatrnkgerilimi

VoltUT 5780= olacaktr.

Yolalmaesnasndakablozerindeizinverilengerilimdm:

VoltUUU SMTCAB 32354375760 ===


83

Sz konusu yukarda belirtilen gerilim dmn salayacaktransformatrmotorarasbalantkabloempedansenfazla

( ) ( ) ohmZZZZ TROHLCCAB 1372,0397,00128,0547,0 =+=+=olmaldr.

Kablo uzunluu 300m oldundan kablonun birim km cinsidenempedans:

kmohmLZ

ZCAB

CABCAB /457,0300,0

1372,0 ==

Kablokatalogundan

kmohmX

kmohmR

CAB

CAB

/385,0

/182,0

=

=

deerlerinihaiz

3x120/2510kVN2XSEYFGbYkabloseilmitir


84

deerlerinesahipolacaktr.

Seilendevreelemanlarnagremotorunyolalmaakm:

( ) ( ) AZZZZUI

MCABTROHL

NSM 956363,31275,0397,00128,0.3

6457.3

=+++=+++=

Seilen devre elemanlarnn empedans deerlerine gre motorterminallerineuygulanacakyolalmagerilimi:

( ) ( ) VoltIZZZUU SMCABTROHLNSM 55679561275,0397,00128,0.36457..3 =++=++=

VoltUVoltU SMSM 54375567 =>= olduundan,transformatrnn sekonder gerilim deeri %2,5 arttrlmakkaydylaseilendevreelemanlarndanmeydanagelengdevresimotorunistenilenartlardayolalmasnsalayacakyeterliliktedir.

ZELDURUM:154/31,5kVindiricitransformatrmerkezinde31,5kV sekonder bara gerilimini sabit tutacak ykte kademe

ohmZohmkmZLZ

kmohmZkmohmZ

CABCABCABCAB

CABCAB

1372,01275,0425,0.3,0.

/457,0/425,0385,0182,0 22

=


85

deitiricisininbulunmamasdurumundaveyaarzalanmaihtimaligz nne alndnda 31,5kV sekonder ebeke empedanslarhesabadahiledilir.

Budurumda

ndiricimerkezin sekonder 31,5 kV baralar iin hesaplanan ksadevregc:

MVASK 207= olduunagre(21)ifadesinikullanarak

36,4207

5,31.1,1)()(.1,1 222 === MVAS

kVUZK

NN ohmbulunur

Buempedansdeerini6,457kVdeerineindirgersek

ohmZZ NN 1832,05,31457,6.36,4

5,31457,6.

22

=

=

= eldeedilir

Motordevresindengeenyolalmaakm

( ) ( ) AZZZZZUI

MCABTROHLN

NSM 914363,31275,0397,00128,01832,0.3

6457.3

=++++=++++=


86

Motorterminallerineuygulanangerilim

( ) ( ) VoltIZZZZUU SMCABTROHLNNSM 53179141275,0397,00128,01832,0.36457..3 =+++=+++=

VoltUVoltU SMSM 54375317 =


87

( ) ( ) ( ) MVAS

kVUuohmZT

NKTR 416,03,6

615,6.06,0.222

===

Enerjinakilhattempedans:

01345,05.31

615,6.305,05,31

615,6.22

=

=

= OHLOHL ZZ

ebekeempedans:

ohmZZ NN 19227,05,31615,6.36,4

5,31615,6.

22

=

=

=

ohmZZZZ TROHLN 62172,0416,001345,019227,003 =++=++=

Yeni gerilim deerlerine gre transformatrden ekilen dieryklereaitakmlar:


AI L 706615.3800000

1 ==

840kWmotorunekeceiakm:


88

AI L 906615.85,0.96,0.3840000

2 ==

Toplamykakm:

AIII LLL 16097021 =+=+=

Motortoplamgdevresitoplamempedans:

686,0160.62172,0.35437

160.62172,0.354376615.363,3..3

..3.

03

03 =+=+

=LCSM

LCSMNMC IZU

IZUUZZ

Motorunekeceiyolalmaakm:

( ) ( ) AZZUI

MC

NSM 943363,3686,0.3

6615.3

=+=+=

03CZ empedansndameydanagelengerilimdm:

VoltIZ SMC 1015943.62172,0.3..3 03 ==

Transformatrnsekondergerilimi:

VoltUT 560010156615 ==


89

Transformatr sekonderindeki nominal sistem gerilimine gre%gerilimdm

1,11%100.6300

56006300% ==u olup31,5/6,3kV;6,3kVA%6transformatrn sekonder baralarndaki gerilim dm snrdeer%10danfazladr.

Yolalmaesnasndakablozerindeizinverilengerilimdm:

VoltUUU SMTCAB 16354375600 ===

Sz konusu yukarda belirtilen gerilim dmn salayacaktransformatrmotorarasbalantkabloempedansenfazla

( ) ( ) ohmZZZZZ TROHLNCCAB 063,0416,001345,019227,0686,0 =++=+= +

Kablo uzunluu 300m oldundan kablonun birim km cinsidenempedans:

kmohmLZ

ZCAB

CABCAB /21,0300,0

063,0 == deerinde olup buempedans deerini verecek kesitte ve tipi haiz kabloretilmemektedir.


90

Bu nedenle 31,5/6,3 kV, 6,MVA, %6 deerlerine haiztransformatrn sekonder gerilimini 6,3 kV deerinde sabittutabilmek iin transformatrn ykte otomatik kademedeitiriciiledonatlmasgerekir.

Ykte otomatik kademe deitirici vastasyla taransformatrnsekonder terminallerinde primer tarafndaki empedanslar,transformatr empedans ve bunlarnmeydana getirdii gerilimdmneolursaolsun6,3kVdeerindesabittutulacandangzonne alnmaz ve motorun besleme devresi transformatr ilemotor arasndaki balant kablosu empedans ve motorempedansndanmeydanagelenbirdevreolacaktr.

Ayn zamanda dier ykler iin de uygun hale gelecein den31,5/6,3 kV%6 nisbi ksa devre gerilimli, 6,3MVA deerlerindezeltransformatrkullanmakyerine

31,5/6,3kV,%8nisbiksadevregerilimli,5MVAgcndestandarttransformatrkullanmaimkandoar.


91

ekil 7.30: Transformatrn ykte kademe deitirici ile donatlmashalindegdevresiempedansdiyagram

Motoryolalmaakm

Kablodameydanagelecekgerilimdm:

yukardakiifadelerbirletirilip CABZ iinzlrse


92

Kablo empedans deerini veren

ifadeeldeedilir.

rnek:

nceki 3.rnekte verilen elektrikmotoru iin balant kablosuboyutlandrlacaktr.

Kabloempedans

ohmU

UUZZ

SM

SMNMCAB 159,05437

54376300.363,3. ===

Kablo uzunluu 300 m olup imalat kablo kataloglarnda kablodiren ve reaktanslar ohm/km olarak verildiinden kablonunbirimempedans:

kmohmLZZ

CAB

CABCAB /530,0300,0

159,0 === olarakbulunur


93

Kabloimalatkataloundan

kmohmX

kmohmR

CAB

CAB

/422,0

/268,0

=

=

deerlerinihaiz3x70/1610kVN2XSEYFGbYkabloseilmitir

deerlerinesahipolacaktr.

Seilendevreelemanlarnagremotorunyolalmaakm:

( ) ( ) AZZUI

MCAB

NSM 1035363,3150,0.3

6300.3

=+=+=

( ) ( ) VoltIZUU SMcabNSM 60311035.150,0.36300..3 ===

VoltUVoltU SMSM .5437.6031 =>= olduundan g devresimotorunistenilenartlardayolalmasnsalayacakyeterliliktedir.

ohmZohmkmZLZ

kmohmZkmohmZ

CABCABCABCAB

CABCAB

159,0150,0500,0.3,0.

/530,0/500,0422,0268,0 22

=


94

TSU Sekonder transformatr baralarndaki gerilimi istenilendeerdesabittutmakiinikinciyntemtransformatrnsekonderbaralarndangeenzellikleokbykbirblmendktifreaktifolanyolalmaakmntransformatrsekonderbaralarnayolalmasresincegerekligte ntkondansatrgrubu/gruplarbalaypkapasitif reaktif akm gndermek ve azaltmak suretiyle, gerilimdmngerektiimiktardaazaltmaktr.

Ayrca enerjinin temin edildii kurum (TEDA veya zel elektrikdatmkurumlar) ebekeyeolanyolalmadarbelerininbelirlibirsnrdahilinde tutulmasn isteyebilir.Bylebirdurum karsndadayolalmadarbeleriniazaltmakamacylabumetotkullanlanlr.

7.3.1.2.Gereklikondansatrgcnnhesab

ekil 7.31: Transformatr sekonder baralarna kondansatrbalandndaempedansvegakdiyagram


95

ekil7.32:Gerilimlervektrdiyagram

Volt,Boyunagerilimdmaktifbileeni

Volt,Boyunagerilimdmreaktifbileeni

Volt,Eninegerilimdmaktifbileeni

Volt,Eninegerilimdmaktifbileeni

CosII A .= AmperAktifakm SinII R .= AmperReaktifakm

Boyunagerilimdm:


96

Volt

Eninegerilimdm:

Volt

Orta ve alak gerilim ebekelerinde enine gerilim dmgenellikle hesaba dahil edilmez. Boyuna gerilim dm esasalnr. Transformatr sekonder baralarna kadar %10 gerilimdmnsalamakiindevredenekilmesigerekenazamireaktif

g RQ ise

AktifveReaktifakmlar:

ve NUU .1,0= ve UU = .3 gznnealnarak

MVARekilenreaktifg.


97

MVAR

MVAR Gerekli kompanzasyongc.

Yol alma srasnda transformatrden ekilentoplamaktifg(MW).

Yol alma srasnda transformatrden ekilentoplamreaktifg(MVAR).

Yol alma srasndatransformatrdanekilentoplamgrneng(MVA)

LCos ,Dierekilenykleringfaktr35,0015 =SCos , Motorun yol alma olay srasnda sahip

olduu g faktr. Kk g faktr deerleri motorunbalangta yksz veya dk momentle yol amas durumuna,yksek deer ise makinann yksek momentle kalk yapmadurumunaaittir.


98

Kondansatr gc belirlenirken sistemi rezonansa getirecekdeerden kanmak gerekir ve bu nedenle aadaki ifadeyikullanarakrezonanskontrolnnyaplmasgerekir

2hSQ SCTRSCR =

SCTRSS (MVA)transformatrnsekonderbaralarndakiksadevregc.

h,sistemdekiteksaylharmoniksays

rnek5:

Bir akkan hattndaki pompa istasyonuna 6,3 kV 3,8 MVAgcnde, 5,3.IMN nominal kalk akml yol almadaki g faktr

35,0=SCos , normal almada g faktr 85,0=Cos olan 3adetpompamotoru tesisedilmitir.Pompalarbeslemekzere154/6,3kVevirmeorannda20MVAgcndeveuK=%12olan transformatr istasyonu kurulmutur. Motor beslemekablolarnnbeslemenoktasnauzaklyaklak60metredir.

Transformatr sekonder baralarnda 3. motorun yol almasesnasnda gerilim dmnn %10 olmas iin bu baralarabalanmasgerekenkondansatrgcbulunacaktr.


99

ekil7.33:ncekirneeaittekhatemas

Kablolarksaolduundanbunlarngerilimdmlerizerineetkisiburnektegznnealnmayacaktr.

Transformatreaitdeerler

( ) ohmMVAkV

SUuR

T

NRT .0238,020

3,6.012,0.2

===

94,112,112 2222 === RSCTX uuu


100

( ) 237,020

3,6.1194,0.2

===MVAkV

SUuX

T

NXT

Devredeolanmotorlarnherbirinin3.motoryolalrken ekeceig

MVAU

US

UUSS

N

NM

N

TMM 42,33,6

3,6.9,0.8,3.9,0

.. =

=

=

=

Devredeolanmotorlarnherbirininektiiaktifg:

MWCosSP nMM .91,285,0.42,3. ===

Motorunektiireaktifg:

MVARSinSQ nMM .81,153,0.42,3. ===

kimotorumektiitoplamaktifvereaktifgler:

MWPL 82,591,2.2 == MVARQL .62,381,1.2 ==

3.motoryolalrkenekeceiaktifg


101

MWCosUUSP S

N

TMSM 34,635,0,3,6

3,6.9,0.8,3.3,5...3,5 =

=

=

Reaktifg:

MVARSinUUSQ S

N

TMSM 17937,0.3,6

3,6.9,0.8,3.3,5...3,5 =

=

=

Yolalmasresinceekilentoplamaktifg:

MWP 16,1234,682,5 =+=

Toplamreaktifg:

MVARQ 62,201762,3 =+=

Yolalmaesnasndatransformatrdenekilenbirleikg

94,2362,2016,12 2222 =+=+= QPST MVA

ebeke yklenmesi hesaplanrken transformatrnde ekeceireaktif akmn aada verilen ifade gz nne alnarak hesabakatlmasgerekir.


102

2motor devrede 3.motor yol alken transformatrn ekeceireaktifg:

+

+

= TSCTTLTTSCTTLFETTR SuKSSuKPSQ .100..100.100..1000

220

Burada

2,1.20

.94,23 ==MVA

MVASSK

T

TTL

LK Transformatrnyklenmefaktr

0 transformatrn%botaakm%1,5

SCTu Transformatrnnisbiksadevregerilimi

FEP Transformatrnbotakayplar

MVARSuKSQ TSCTLTTR 18,388,2300,020.100122,120.

1005,1.

100..

1000 =+=

+

=

+

=

MVARQ 8,2318,362,20 =+=

Buesnadaoluangfaktr


103

Yolalmaesnasndasistemdenekilenbirleikg:

MVAQPS 73,268,2316,12 2222 =+=+=

ebekedenekilenaktifakm:

AU

PIT

A .12386300.9,0.312160000

.3===

ebekedenekilenreaktifakm:

AU

QIT

R .24246300.9,0.323800000

.3===

Boyunagerilimdm:

VoltIXIRU RCAC .604.2424.237,0.1238.0238,0.. 0303 =+=+=VoltUU .1046.604.3.3 ===

Transformatrsekonderbaralarnda%olarakgerilimdm


104

10%6,16%100.63001046% >==u kabul edilen snrlarn

stndedir.

10%=U gerilim dmn salamak iin transformatrunsekonderbaralarnabalanacakgereklikondansatrgc:

( ) ( ) MVARkVkVX

PRU

XU

QQC

C

C

NCOM 27,8237,0

16,12.0238,0.3,61,0237,03,6..8.23

..

.

03

03

03

=+=+=

Kompanzasyongcolarak8,5MVARseildi.

ebekedenekilecekreaktifg:

MVARQ 3,155,88,23 == olacaktr.


AU

PIT

A .12386300.9,0.312160000

.3===



105

AU

QIT

R .14026300.315300000

.3===

Gfaktr:

622,0)16,123,15(arctan)(arctan === Cos

PQCosCos S

Boyunagerilimdm:

VoltIXIRU RCAC .3621402.237,0.1238.0238,0.. 0303 =+=+=

VoltUU .627.362.3.3 ===

Transformatrsekonderbaralarnda%olarakgerilimdm

10%95,9%100.6300627%


106

154 kV ebekeyi ksa devre gc olarak sonsuz gl ebekeolarak kabul edersek; 6,3 kV baralardaki ksa devre gcn 20MVAve%12nisbiksadevregcnesahiptransformatrbelirler.Bunagre

MVAMVAuSSSCT

TSCTRS 16712,0

20 ===

5.harmoniktekrtikkondansatrgc:

MVARh

SQ SCTRSCR 6,625

16725 ===

7.harmoniktekrtikkondansatrgc:

MVARh

SQ SCTRSCR 41,349

16727 ===

Grlecei zere 5. ve 7. harmoniklerde herhangi bir rezonanstehlikesibulunmamaktadr.

Kondansatrbalandndayolalmasresindeebekeyk:

( ) MVAQPS 82,195,88,2316,12 2222 =+=+=


107

Kompanzasyondan nceki yol alma sresinde ebekeninyklenmesi:

MVAS 74,278,3.3,58,38,3 =++= olup;Kondansatrparalelbalandktansonraazalanyk:

MVASSS 92,782,1974,27 === dr.Dier incelenmesi gereken problem de: motorlar yol almailemini tamamladktan sonra devrede srekli kalpkalamayacadr. Bilindii zere Elektrik dareleri ebekedenekilen g iin g faktrnn kapasitif veya endktif 0,9 danaaolmamasnartkomuvebusalanamadtakdirdereaktifenerjibedelitahsiledilmektedir.

3.motor yol almasn tamamladktan sonra 8,5MVAR gcndekondansatrndevredekalmashalindegfaktr

( ) 57,020

8,3.3 ==MVA

MVASSK

T

TTL

MVARSuKSQ TSCTTLTTR 668,1368,1300,020.1001257,020.

1005,1.

100..

1000 =+=

+

=

+

=

Sistemdenekilentoplamendktifreaktifg:

MVARQQQ TRM 098,7668,181,1.3 =+=+=


108

Sistemeverilenkapasitifreaktifg:

MVARQC 5,8=

Sistemdekireaktifg:

MVARQQQ C 402,15,8098,7 ===

Sistemdenekilenaktifg

MWPP M 73,891,2.3.3 ===

Gfaktr:

95,0987,073,8402,1arctanarctan >=

=

= Cos

PQCosCos

kapasitifolacaktr.

Bu durumda g faktr uygun deerde olduundankompanzasyoniinsrekliolarakdevredekalabilir.


109

Sadece 1 ve 2 motorlar devrede iken 8,5MVAR kondansatrdevredeise

( ) 38,020

8,3.2 ==MVA

MVASSK

T

TL

MVARSuKSQ TKLTTR 212.1912,0300,020.10012.38,020.

1005,1.

100..

1000 =+=

+

=

+

=


MVARQQQ TRM 832,4212,181,1.2 =+=+=


MVARQC 5,8=

Sistemdekireaktifg:

MVARQQQ C 668,35,8832,4 ===

Sistemdenekilenaktifg:

MWPP M 82,591,2.2.2 ===


110

Gfaktr:

9,0630,082,5668,3arctanarctan


111

Kondansatr 3. motor devreye alnmadan nce devreyesokulacandan transformatrun yklenmesini hesap ederkentransformatrnekeceireaktifgc:

( ) 38,020

8,3.2 ==MVA

MVASSK

T

TL

MVARSuKSQ TKLTTR 212,1912,0300,020.1001238,020.

1005,1.

100..

1000 =+=

+

=

+

=

( ) MVAS 33,710212,162,382,5 22 =++= olacak ve arkompanzasyondandolaytransformatrdekigerilimykselmesi:

civarndaolacaktr.Budeer%5dendahaazolduundan.Bu isekabuledilebilirsnrlariindedir.

3.motorunyolalmassresindetransformatrnsekonderindekigerilimdmiinse:


AU

PIT

A .12386300.9,0.312160000

.3===


112


AU

QIT

R .12656300.9,0.313800000

.3===

VoltIXIRU RCAC 3291265.237,0.1238.0238,0.. 0303 =+=+=VoltUU .570329.3.3 ===

Transformatrsekonderbaralarndayzdeselgerilimdm:

10%05,9%100.6300570%


113

3. motor yol aldktan sonra kondansatrler devredenkartlmadtakdirdegfaktrise:


MVARQQQ TRM 098,7668,181,1.3 =+=+=


MVARQC 10=

Sistemdekireaktifg:

MVARQQQ C 092,210098,7 ===


MWPP M 73,891,2.3.3 ===

Gfaktr:

9,095,073,892,2arctanarctan >

=

= Cos

PQCosCos

kapasitifolacaktr.


114

Budurumdagfaktruygundeerdeolduundansrekliolarakdevredekalabilir.

Paralelbalkondansatrmotorlarnherbirinidevreyesokarkendekullanabiliriz.

Bu durumda transformatr, en fazla reaktif olarak birincimotordevreyegirmedenncebotaykszdurumdadr.

00,0==T

TTL S

SK (transformatrnykszdurumu)

Transformatrnekeceireaktifg:


1005,1.

100..

1000 =+=

+

=

+

=

Gerilimykselmesi

( )82,5%100.

20)300,0010(.12,0.100.. ====

T

TRMCSCT

T

CSCTTR S

QQQuSQuu

budeerisegeiciolaybalangcolarakkabuledilebilirmiktardr.


115

1.motordevredeiken,2.motordevreyesokulursa

19,020

8,3 ===MVAMVA

SSK

T

TL (transformatrnykszdurumu)

Transformatrnekeceireaktifg:


1005,1.

100..

1000 =+=

+

=

+

=

Gerilimykselmesi

( )2,4%100.

20)212,181,1.110(.12,0.100.. ====

T

TRMCSCT

T

CSCTTR S

QQQuSQuu

budeerisegeiciolaybalangciinkabuledilebilirmiktardr.

2. motor yol aldktan sonra kondansatrler devredenkartlmadtakdirdegfaktrise:


MVARQQQ TRM 736,4756,081,1.2 =+=+=


MVARQC 10=


116

Sistemdekireaktifg:

MVARQQQ C 624,510736,4 ===


MWPP M 82,591,2.2.2 ===

Gfaktr:

9,072,082,5624,5arctanarctan


117

Sz konusu uygulama motor, transformatr, aydnlatma gibitketici elemanlarn artnamalerce belirtilen gerilim dmdeerleri esas alnarak; bu gerilim dmn salayacak devresabitlerini (empedans, diren, nisbi ksa devre gc, yklenmekapasiteleri) belirleyerek bunlar salayan ve imalat yaplabilenstandartdevreelemanlarnsemektir.

ncelikle anlan gerilim dmn salayacak tketiciklemenslerindekigerilimdmsalayacakksadevregcksa

devreifade KS yegredzenlenerek( )

( ) SuuSK .%

%100

=

Burada

KS g tketenveyagekilenelemann terminallerinekadarolanksadevregc

MVA

S DevreelemannntkettiiveyatadykMVA


118

( )%u Devreelemanlarnn terminallerinekadar istenengerilimdm:

Metot,2.rnekteverilenTR2 transformatrnnkarakteristii,M3motorunaaitbalantkablosununkesitinibelirlemeksretiyleaklanabilir.

rnek6:

TR2nin31,5kVbalantterminallerinekadarolanTR1veTR1veTR2arasndakienerjinakilhattnnkarakteristiibelliolduundan;szkonusu TR2ninprimerterminallerinekadarolantoplamksa

devregc ( )MVASK 44,1842 = dr.

TR2TransformatrnnenfazlayklendiidurumTR21veTR22transformatrlerininherbirinden0,600MVAolmakzeretoplam2x0,600=1,2MVA yk ekilirkenM3motorunun devreye sokulup12,47MVAyolalmagcnnekildiidurumdur.

BuartlaraltndaTR2transformatrnnsekonderbaralarndaki

gerilim dmnn ( ) 10%% =u dan fazla gerilim dmtransformatrn besledii dier yklerin stabilitesi asndanistenmemektedir.Motorunbalantkablosuuzunluu1250mdir.Motorterminallerinekadarolangerilimdm ise%15deeriniamayacaktr

Bu artlar salayacak TR2 transformatr standart gc ve nisbiksadevregerilimiilemotorkablosununkesitibelirlenecektir.


119

rnekleilgilitekhatdiyagramekil7.34daverilmektedir.

ekil7.34:rnek6ileilgilitekhatemas

TR2Transformatrneaitdeerlerinbelirlenmesi:

TR2transformatrnnanaterminallerindekigerilimdm


120

( ) ( ) ( )( )( )

100.1.1.

1..1..

100..

..100.%

2121

221

2121

2121

2121

2121

2121

+

+

++

+

=

+++++=

+++=

K

M

KK

KKM

K

MK

MKK

KMM

MK

M

K

SS

SSS

SSSS

SSSS

SSSSSSSSSS

SSS

SSSu

S gc 21KS ksa devre gcne gre ok kk olduundanhesaplarsadeletirmekamacyla 0

21

+ SSS

K

alnrsavegerekli

ksaltmavesadeletirmeyaplrsa

( ) 100.%121

1

MK

M

SSSu += (46)

yukardakiifade 21KS iindzenlenirse

( ) 121 .%(%)100

MK SuuS

= eldeedilir.


121

Ayrca

( )MVASS

S

TK

K .111

2

21

+= ifadesi TS transformatr ksadevre

gciindzenlenirse

ifadesieldeedilir

AyrcaSCT

TT u

SS = ifadesi TS transformatrgciin

212

212 ...KK

KKSCTTSCTT SS

SSuSuS == olarakbelirlenir.

Buradadikkatedilecekzellik 212 KK SS olmaldr.Szkonusudeer ne kadar byk olursa, o kadar kk deerdetransformatr gc seilir. Sfr veya negatif karsa TR2transformatrnekadarolanbeslemevebalantsistemleriuygunolmaypyabeslemesistemininbytlmesiveyaeerbummknolmuyorsabakabeslemekaynaklarnnaratrlmasgerekir.


122

Yukarda verilenmotor terminallerine nominal geriliminden%15dahaazgerilimuygulandndanmotorunksadevregc

( ) 01.93,6

15,013,647,122

1 =

=MS

( )( ) ( )MVASu

uS MK .1,8101,9.1010100.

%%100

121 ===

( ) ( )MVAMVASS

SSuSuSKK

KKKTKT .68,81,8144,184

1,81.44,184.06,0....212

212 ====

10MVAgcndeuK=%6transformatrseilir.

Butransformatrgdeerininiazaltabilmekiintransformatrnbota gerilim kademe ayarn ykseltip sekonder gerilimini%2,5artrlrsa transformatrn sekonderindeki izin verilen gerilimdm%10+%2,5=%12,5olarakgerekletirilmeyeallacaktr..

Motorunyolalmagcisegerilimartndandolay

( ) ( )MVASM 47.9025,101,9 21 == olacaktr.


123

Budurumdatransformatrgcnbulmak iinaadaki ilemleryaplr:

( )( ) ( )MVASu

uS MK .3,6647,9.5,125,12100.

%%100

121 ===

( ) ( )MVAMVASS

SSuSuSKK

KKKTKT .21,63,6644,184

3,66.44,184.06,0....212

212 ====

6,3MVA,uK=%6deerindetransformatrseilir.

Butransformatrgdeerininiazaltabilmekiintransformatrunykte gerilim kademe deitirici kullanarak motorun yol almasresinde gerilim ayarn son bir kademe kadar ykseltipsekonder gerilim%10 artrlrsa transformatrn sekonderindekiizinverilengerilimdm%10+%10=%20olarakgerekletirilir;

Motorunyolalmagcise:

( ) ( )MVASM 1110,101,9 21 == olacaktr.Budurumdatransformatrgcnbulmak iinaadaki ilemleryaplr:

( )( ) ( )MVASu

uS MK .4411.2020100.

%%100

121 ===


124

( ) ( )MVAMVASS

SSuSuSKK

KKKTKT .4,34444,184

44.44,184.06,0....212

212 ====

4MVAuK=%6deerindetransformatrseilir.

Eer ekil 7.34 de grlen TR1 ana indirici transformatrnnsekonder gerilimi, ykte kademe deitirici vastasyla ykdeiimlerine kar sabit tutulursa, i direnci sfr olan beslemekaynaolarakvarsaylr.

Bunagre ( )MVASS ENHK 342712 == olup( ) ( )MVAMVA

SSSSuSuS

KK

KKKTKT .74,51,933427

1,93.3427.06,0....212

212 ====

TR2 transformatr 6,3MVA,31,5/6,3kV ,%6olarak seilir.%5sekondergerilimartile6,3MVAgcndeuK=%5,75deerindetransformatrlerkullanlacaktr.

TR2 transformatr ile M1 motoru arasndaki kablonunbelirlenmesiiin,TR1transformatrndeyktekademedeitiriciyoksa:

TR2transformatrnunksadevregc:

( )MVAuSS

K

TT .1100575,0

3,6 ==


125

( )MVASS

S

TK

K .69

1101

4,1841

111

1

2

21 +

=+

=

TR2sekonderbaralarndakigerilimdm:

1,14%100.93,96993,92,1100.(%)

121

1 =++=+

+=MK

M

SSSSu

TR2 sekonder gerilimi%2.5 arttrldndanmotor klemenslerinekadar gerilimdm%15+%2.5=%17,5olacaktr.Bunagremotorbalantkablosuzerindeizinverilengerilimdm%17,5%14,1=%3,4olacaktr.

Kablozerindekigerilimdm:

( ) 100.47,9

93,95,17...100.%2121212

1

+=+=

KMK

M

SSSSu >

yukardakibuifade 212KS iinzlrse

( )MVASK .47212 =

Kablonunksadevreempedans:


126

( )MVASS

S

TK

K .69

1101

4,1841

111

1

2

21 +

=+

=

( )1121

212 1691

147..11

1

KABMKABMK

K

S

MVA

SS

S

+=

+= > ifadesi

1KABMS iindzenlenirse,Kabloksadevregc:

( )MVASKABM .1471 = olmaldr.Kablotoplamempedans:

( )ohmS

UZKABM

NKABM

1

2

1 =

( ) ( )ohmohmZ KABM .27,0.1473,6 2

1 ==

Kabloboyu1250molduundankablonunbirimkmempedans:

( )kmohmzKABM /.216,025,127,0

1 ==


127

malatkablokataloundan

6/10 kV 3x120/6 N2XSEYFGbY kablo seilir.

( )kmohmjzKABM /.092,0153,01 += Bu yeni kablo deerine gre gerilim dm kablo empedans1,25kmuzunlukiin

( )ohmZ KABM .194,0092,0125,0.25,1 221 =+= Kablonunksadevregc:

( ) ( )MVASKABM 204194,03,6 2

1 == dr.

Motorklemenslerindekitoplamksadevregc:

( )MVASS

SSSKABMK

KABMK 5220469

204.69.

121

121212 =+=+

=

Motorteminallerinekadargerilimdm:

( ) 4,15%100.47,952

47,9100.%11212

11 =+=+=

MK

M

SSSu

olacaktr.

Motorterminallerineuygulanacakgerilim:


128

%2,5TR2sekonderindegerilimartolduundan

( ) 458,6025,01.3,6 =+=NU ( ) ( )( ) ( )kVkVUU NM .463,5154,01..458,6154,01. ===

Motorunnominalgeriliminegregerilimdm:

( ) 28,13%100.6300

54636300% ==u

rnektendeanlalacazeredarbelikalkasahipebekelerdekitransformatrlerin kademelerini uygun bir ekilde deitirerekhem daha dk gte transformatr kullanlabilinir ve hem dedahadkkesittekablokesitiseilebilir.

Ancakykszhaldekademedeitiricilerdedarbelikalktansonrakademeyi tekrargeriyealma imkanolmadndanyolalmaolaytamamlandktan sonra tehlikeli gerilim ykselmelerindensaknmakiinkademeancakstgerilimykselmesnrolan%5eayarlanabilir.

Transformatrlerotomatikyktekademedeitirici[:OnLoadTapChanger] iledonatlrsayolalmaolayesnasndagerilimi%10laravaranmertebelere karp sonra yol alma olay tamamlandktansonra tekrar otomatik olarak eski deere getirebildiindenyukardakirnektekitransformatrgc4MVA,uK=%6deerindeseilebilir.


129

Bu nedenle darbeli kalka maruz ebekelerde hemtransformatrn sekonderindenbeslenendier tketicilerin argerilimdmndensonrastabilitelerininbozulmamasveyksekyolalmaakmnhaizmotorlariingerekligeriliminsalanmasvenihayetsistemitehlikelisalnmrisklerindenkorumak iin;bugibisistemlerde transformatrler mutlaka otomatik ykte kademedeitiriciiledonatlmaldr.

Ayn zamanda transformatrlerden birok motor devresibesleniyorsavebunlaraaitkablolarnuzunluuoldukafazla(5001000m gibi) ise kablo kesitleri ok daha kk seilebilecek vekablomaliyetlerindebykdlersalanabilecektir.

SONULAR1.Direktyolvermelitahriksistemlerininelektrikgdevrelerinindizayn yaplrkenncelikle ykmakinasnn yklenmemomenthzerileri,vebunutahriketmekzereseilenelektrikmotorununmomenthzerilerindenbalayarak tayinedilenveya seilenyolalma sresini gz nne alp; bu artlar salayan maksimumgerilim dmn tayin etmek ve motorun belirlenen artlaraltnda terminallerineuygulanacakolanhangi gerilim altnda yolalacanbelirlemek,birincincelikliveennemliilemdir.

2.Devrededirektyolalacakbakamotorlardabulunabilir.ElektrikgdevresidizaynedilirkenYksekglmotorun,gsstemnndier yklerle yklenebilecei en ar artlar gz nnealnmaldr.


130

3. Devre dizayn edilirken, gereken yapm maliyetinin asgaridzeyeekilebilmesi;

3.1.Mekanikemniyetartlarnnelverdiildemotoryolvermemomenti,maksimummometiyksekolanmotorlarseilmelidir.

3.2 . Elektriksel emniyetin elverdii lde ve transformatrimalatlarnn imalatkapsamndabulunabilecekekildenisbiksadevregerilimidkolantransformatrlerseilmelidir.

3.3 Transformatrleri otomatik ykte kademe deitirici iledonatarak transformatrn k gerilimini nominal gerilimseviyesinde tutmak; veyamotorlarnbaland sekonderbarayant (paralel) kondansatr balamak; bylece byk bir ksmendktif reaktif olan yol alma akmn kondansatr vastasylakapasitif reaktif akmveripkompanzeetmek suretiyle,yolalmaakmnn transformatre ve ebekeye geen ksmn azaltp, biryandangerilimdmleriniazaltmakveistenilengerilimdeerinieldeetmek;biryandandaebekestabilitesiniteh

Documents

Kuvvetli akım 7