nominal kısa devre gücü

8/6/2019 nominal ksa devre gc

1/31

MVA Metoduna ile Elektrik G Sistemlerinin Analizi ve SenteziTURGUT ODABAIElektrik MhendisiBota BTC ProjeDirektrl CMT [email protected]

1. Genel

Metodun esas devrede bulunana eitli elektriksel ekipmanlarn empedanslarn tek devre empedans eklinde topland ve gerilim deerlerine gre devreden geenakmn belirlendii ohmik metodun modifikasyonudur. Bu metod devreempedanslar yerine elemanlara ait maksimum gce tekabul eden ksa devreglerine gre devrenin zmn ve dizaynn yapmaktr.

Bu metod sayesinde gerekli ksa devre ama gleri , gerilim dmleri hesaplankenve buna bal kablo kesitleri ve elmanlarn boyutlar tayin edilirken zaman alcilemlerden ve ifadelerin ksratlarnn ihmalinden doan hata orann arttrcilemlerden kurtulmak mmkn olur.

Burada sistemin ispatlanmas ve uygulanma ekli rneklerle aklanacaktr.

2. Elektrik devre empedanslar ve ksa devre gleri

2.1. ebeke

2.1.1 ebeke Ksa Devre Gc : )(MVAS K ounlukla enerjinin temin edileceielektrik idaresine sorularak renilir. Eer renmek mmkn olmuyorsa 154 kVve daha yukar gerilim deerine haiz ebekeler iin sonsuz gte , 35 kV ebeke iin500 MVA ve 6,3 kV iin ise 250 MVA alnabilir.

2.1.2. ebeke Ksa Devre Empedans:

(1)

)( kV U NP ebeke tarafndaki gerilim deeri (Baknz ekil 1)

2.2. Transformator

2.2.1 Transformator nominal gc ( )MVAS T : Transformatorun nominal gerilimve belirlenen evre artlar altnda srekli olarak verebilecei maksimum g.

2.2.2 Transformatorun ksa devre gc : (2)

(%) K u Transformatorun nominal ksa devre empedans

1
mailto:[email protected]:[email protected]


2/31

2.2.3. Transformator empedans : (3)

2.3 Generator

2.3.1 Generator Nominal Gc ( )MVAS G : Generatorun nominal gerilim vebelirlenen evre artlar altnda srekli olarak verebilecei maksimum g.

2.3.2. Generator Reaktanslar

Subtransiyent reaktans ( )d x % balang ksa devre akmnn hesabnda kullanlr.Transiyent reaktans ( )%d x Geici ksa devre akmnn hesabnda kullanlr

Senkron reaktans (%)d x Srekli ksa devre hesabnda kullanlrReaktanslara ait deerler generator imalatc firmasndan alnr.

2.3.3. Generator Ksa Devre Gleri

Subtransiyent Ksa Devre Gc(4)

Transiyent Ksa Devre Gc

(5)

Senkron Ksa Devre Gc (6)

2.3.4. Generator Ksa Devre Empedanslar

Subtransiyent empedans (7)

Transiyent empedans

(8)

Senkron empedans (9)

( )kV U NG Generatorun nominal gerilimi

2


3/31

2.4. Asenkron Motorlar

2.4.1. Motor Nominal Mekanik Gc ( )MVA P MN : Motorun nominal gerilim vefrekans ve belirlenen evre artlar altnda srekli olarak milinden verebileceimotor plakasnda yazan maksimum mekanik gtr.

2.4.2 Motorun Milinden nominal mekanik gcyle yklendiinde nominal frekansve gerilim altnda ebekeden ektii elektriksel g

(10)

2.4.3. Motorun Ksa Devre Gc ( )MVAS MN : Motorun yol almaya balad andaebekeden nominal gerilim ve frekens altnda ektii gtr.

(11)

(12)

Motorun ksa devre empedans uygulanan gerilime gre deiim gsterir .Yol almayiyiletirmek amacyla datm transformatoru kademesinde nominal gerilime gre

deiiklik yaplrsa( )11

uygulanan gerilime gre ksadevre gc dzeltilecektir.

( ) A I MS Motorun nominal gerilim ve frekans altndaki yol alma akmdr.

( ) A I MN Motorun milinden nominal mekanik yk ekilirken nominal gerilim vefrekans altnda ektii akm olup (13) ifadesiyle elde

edilir.

k motorun rotor yapsna gre 5-7 arasnda deerler alr.

3


4/31

2.4.4 Motorun Ksa Devre Empedans :

(14)

2.5. Enerji Nakil Hatlar

2.5.1. Eneji Nakil Hatt Ksa Devre Gc :

(15) N U Hattn Nominal gerilimi

2.5.2 . Enerji Nakil Hatt Empedans

(16)

ENH L Enerji nakil hattnn uzunluu

( )kmohmr ENH / Enerji nakil hattnn birim omik direnci

( )kmohm x ENH / Enerji Nakil Hattnn birim reaktans

(17) Enerji nakil hatt empedans

2.6. Kablo Hatlar

2.6.1. Kablo Hatt Ksa Devre Gc : (18) N

U Hattn Nominal gerilimi

2.6.2 . Kablo Hatt Empedans

(19)

4


5/31

KAB L Kablo hattnn uzunluu

( )kmohmr KAB / Kablo hattnn birim omik direnci

( )kmohm x KAB / Kablo Hattnn birim reaktans

(20) Kablo hatt empedans

3. ebekelerde Ksa Devre (MVA) Glerinin Belirlenmesi

Belirleme ilemi yaplrken elemanlarn MVA olarak ksa devre gleri elemanlarbaland blmdeki gerilim seviyeleri esas alnarak ilem yaplacak ve aada ispatve uygulamas akland ekilde eleman empedanslarnn seri veya paralel balanmasdurumuna gre toplanarak balant yerlerine gre ksa devre gleri belirlenecektir.

3.1 ebeke elemanlarnn seri balanma durumu

ekil 1: ebeke ve transformatordan meydana gelen

ekil 2: ekil 1 deki sisteme ait devre diyagram

5


6/31

Devreden akan akm

(21)Devre empedans ifadeleri ifade (21) de yerlerine konulup gerekli ilemler yapldnda

(22)Ksa devre gc

(23) ifadesiyle belirlenen akmdeeri ifade (22) yerine konup K S iin dzenlenirse

(24)

(25)fadeden anlalaca zere ebekenn herhangi bir noktasndaki ksa devre gcnbulmak iin bu noktaya kadar seri bal elemanlarn ksa devre gleri paralel baldirenlerin toplama kuralna gre toplanacaktr.

3.2. Ksa devre AkmnnBulunmas

K hata yerinde ksa devre akm aada verilen ifade yardmyla hesaplanr

(26) 3-fazl simetrik srekli ksa devre akm

(27) 3- fazl maksimum simetrik ksa devre akm (veya

6


7/31

subtransiyent ksa devre akm)

(28) 3- fazl minimum simetrik ksa devre akm

(29) Darbe ksa devre akm .Genellikle8,1=

alnr.

rnek 3: ekil 1 BTC sistemini besleyen 154/31,5 kV , 25 MVA ,uK =%12 deerlerinehaiz transformatordan meydana gelen yumurtalk indirici merkezidir. Sz konusumerkezin 154 kV tarfna ait ebeke ksa devre gc MVAS K 3000= dr.

31,5 kV Sekonder barada oluacak ksa devre akmlarnn deerleri bulunacaktr.

ekil 3: Ksa devre gleri diyagram

( )( )

( ) ( )( )

( )kAkV

MVAkA

kV U

MVAS I

NS

K K 751,3

5,31.3

8,194.

.33

==

= 3-fazl srekli ksa devre akm

( ) ( ) ( )kAkAkA I I K K 126,43751.1,1.1,1 3max3 === 3-fazl maksimum ksa devre akm

( ) ( ) ( )kAkAkA I I K K 563,3751,3.95,0.95,0 3min3 === 3-fazl minimum ksa devre akm

( ) ( ) ( )kAkAkA I I K S 5,10126,4.2.8,1.2. max3max3 === Darbe ksa devre akm

7


8/31

3.3 . MVA metodunda enerji nakil hatlar ve kablo hatlarnn bulunduu taraftakigerilim deeri esas alnarak ksa devre gleri belirlenir ve bu sayede herhangi birgerilim transformasyonu kesinlikle yaplmamaldr.

spat:

ekil 4: Empedans balantlar

ENHP Z empedansna sahip transformatorun primer tarafnda bulunan enerji nakilhattna ait ksa devre gc sekonder gerilim cinsinden

(30)

ENHP Z enerji nakil hatt empedansnn transformator sekonder gerilim deki deeri

(31) bu ifadeyi (30) ifadesinde yerine konulursa

(32)

Grlecei zere enerji nakil hattna ait ksa devre gc bulunurken ve toplanrkenbulunduu taraftaki gerilim deeri esas alnarak ilem yaplacaktr.

8


9/31

Ayn ekilde ENHP Z empedansna sahip transformatorun sekonder tarafnda bulunankablo hattna ait ksa devre gc primer gerilim cinsinden

(33)

ENHP Z enerji nakil hatt empedansnn transformator sekonder gerilim deki deeri

(34) bu ifadeyi (33) ifadesinde yerine konulursa

.(34)

Grlecei zere kablo hattna ait ksa devre gc bulunurken ve toplanrkenbulunduu taraftaki gerilim deeri esas alnarak ilem yaplacaktr.

9


10/31

rnek 2 :ekil Bak-Tiflis-Ceyhan Petrol Boru Hatt Sisteminin Yk datm SisteminiGstermektedir. ekilde gsterilen yerlerdeki ksa devre gc ve akmlar bulunacaktr

ekil 5: rnek 2 ye ait tek hat diyagram

Hesaplar yaplrken motorlarn devre d olduklar kabul edilerek ksa devre yerinemotor etkisi ihmal edilecektir

Sistem elemanlarnn ksa devre gleri

1. ebeke empedans

TEA dan alnan bilgiye gre ( )MVAS N 3000=

2. TR1 TRANSFORMATORU

154/31,5 kV ,25 MVA ,uK =%12 deerlerine haiz olup ksa devre gc

( )MVAuS

S K

TRTR 33,20812,0

2511

===

3.ZENH1 Enerji nakil hatt

Tek devre 3x3/0 (PIGEON) hattn km bana birim empedans

10


11/31

( )kmohm j z ENH /.348,0338,01 += olup uzunluu km L ENH 63,01 = dir

Hattn toplam empedans ohm Z ENH .306,0348,0338,0.63,0 221 =+=

Ksa devre gc ( ) MVAS ENH .3427306,05,31 2

1 ==

4.TR2,TR3, TR4 transformatorlar ayn gerilim ,g ve nisbi ksa devre gerilimlerindeolup 31,5/6,3 kV ,6,3 MVA, uK =%6 degerlerine haizdir

Ksa devre gleri

MVAS S S TRTRTR .10506,03,6

432 ====

4. ZENH2 Enerji nakil hatt

Tek devre 3x2/0 (PIGEON) hattn km bana birim empedans

( )kmohm j z ENH /.348,0338,01 += olup uzunluu km L ENH 2,21 = dir

Hattn toplam empedans ohm Z ENH .682,1348,0338,0.2,2 221 =+=

Ksa devre gc ( ) MVAS ENH .9230682,15,31 2

1 ==

6. TR21,TR22,TR31,TR32,TR41 transformatorlar ayn gerilim ,g ve nisbi ksa devregerilimlerinde olup 6,3/0,4 kV ,1,6 MVA, uK =%4,7 deerlerine haizdir

Ksa devre gleri

MVAS S S S S TRTRTRTRTR .34047,06,1

4132312221 ======

7 . ZKAB22 Kablo hatt

1,12km uzunluunda 6,3 kV 3x150/25 N2XSEYFGbY kablonun km baina empedans

( )kmohm j z KABM /.092,0124,01 += olup toplam empedans

( )ohm Z KAB .173,0092,0124,0.12,1 2222 =+=

Kablonun ksa devre gc

( ) ( )MVAS KAB 229173,03,6 2

22 ==

7 . ZKABM1 Kablo hatt

11


12/31

0,23km uzunluunda 6,3 kV 3x150/25 N2XSEYFGbY kablonun km bana empedans


( )ohm Z KABM .036,0092,0124,0.230,0 221 =+=


( ) ( )MVAS KABM 1102036,03,6

2

1 ==

8. ZKAB32 Kablo hatt

1,12km uzunluunda 6,3 kV 3x150/25 N2XSEYFGbY kablonun km baina empedans

( )kmohm j z KAB /.092,0124,02 += olup toplam empedans

( )ohm Z KAB .173,0092,0124,0.12,1 2232 =+=


( ) ( )MVAS KAB 229173,03,6

2

32 ==




( )ohm Z KABM .054,0092,0124,0.35,0 222 =+=


( ) ( )M V AS KA B M 7 3 50 5 4,0 3,62

2 ==

12


13/31




( )ohm Z KABM .245,0090,0130,0.55,1 222 =+=


( ) ( )M V AS K AB M 1 6 22 4 5,0

3,6 2

2 ==

11 . ZKAB41 Kablo hatt



( )ohm Z KAB .40,0092,0124,0.6,2 2241 =+=


( ) ( )MVAS KAB 19140,03,6

2

22 ==

12. M1 Motorunun ksa devre gc

85,0,...95,0,..1900 === CoskW S M ( )MVAS M 47,1295,0.85,0

1900.3,51 ==


85,0,...95,0,..850 === CoskW S M ( )MVAS M 58,595,0.85,0

850.3,51 ==


85,0,...95,0,..1150 === CoskW S M ( )MVAS M 55,795,0.85,0

1150.3,51 ==

Ksa Devre Gleri

13


14/31

1.( )MVA

S S

S

TR N

K .195

33,2081

30001

111

1

1

1

+

=

+

=

2. ( )MVAS S S S S

S

ENH K ENH T N

K .5,1843427

1195

11

111

1111

111

2 +

=+

=

+

+

=

3.( )MVA

S S S S S

S S

TR K TR ENH K

K K .67

1051

5,1841

111

1111

1

22211

2212

+

=

+

=

+

+

==

4.( )MVA

S S S S S

S S

KAB K KABTR K

K K .52

229

1

69

11

111

1111

22212222

221211

+

=

+

=

+

+

==

5.( )MVA

S S S S S

S

KABM K KABM TR K

K .2,63

11021

671

111

1111

1

121122

212

+

=

+

=

+

+

=

6.( )MVA

S S S S S

S

KABM K KABM TR K

K .4,48

1621

691

111

1111

1

221222

222

+

=

+

=

+

+

=

7.( )MVA

S S

S

ENH K

K .72,153

9231

44,1841

111

1

22

3

+

=

+

=

8.( )MVA

S S

S

TR K

K .3,62

1051

72,1531

111

1

43

4

+

=

+

=

9.( )MVA

S S

S

KABM K

K .45

1621

3,621

111

1

34

41

+

=

+

=

10.( )MVA

S S

S

KAB K

K .47

1911

4,621

111

1

414

42

+

=

+

=

Ksa devre akmlar ifade 26,27,28,29 kullanlarak bulunur.

3.4. ebeke Elemanlarnn Paralel Balanma durumu

14


15/31

ekil 6 Elemanlarn sistemde paralel almalar

ekil 7: Paralel Balanmaya ait devre diyagram

ekil 6 ve 7 den grlecei zere devre empedanslar toplam

21

2

1

2

1

22

22

..

111

K K

NP

G K

NP

K

NP

G

NP

K

NP

G

NP

G

G

G

S S

U

S S

U

S

U

S

U

S

U

S

U

Z Z

Z Z

Z Z

Z +=+=

+

=+=

+= (35)

G K S S = 2

Devreden akan ksa devre akm

15


16/31

( )21

21

2 ..3

11.

3.3K K

NP

K K

NP

NP NP K

S S U

S S

U

U

Z

U I +=

+

=

=(36)

Hata yerindeki ksa devre gc

( ) ( )2121..3

1..3..3 K K K K

NP NP K NP K S S S S

U U I U S +=+== (37)

Elemanlarn devrede paralel balanmalardurumunda ksa devre glerinin toplamempedans seri balama toplama kuralna gre olacaktr.

Ksa devre yerini ikiden fazla elemann beslemesi durumunda

(38) ifadesi kullanlacaktr.

rnek 3: rnek 2 de verilen devrede M3 motoru alrken 21 K S ksa devresi meydanagelsin. Ksa devre yeri seri bal 3M S ksa devre gcne sahip M3 motoru ve bunu ksadevre yerine balayan 1 KABM S gcne haiz kablodan meydana gelen 13 KABM S ksadevre gc ve buna paralel bal 2 K S ksa devre gc ile bunu ksa devre yerine seriolarak balayan TR2 transformatoruna ait 2TRS ksa devre gcnden meydana gelen

22 TR K S ksa devre gc tarafndan beslenmektedir

( )MVA

S S

S

KABM M

KABM 33,12

11121

47,121

111

1

13

13=

+

=

+

=

( )MVA

S S

S

TR K

TR K 67

1051

44,1841

111

1

22

22=

+

=

+

=

( )MVAS S S TR K KABM K 33,796733,12221321 =+=+= rnek 2 de verilen artlar altnda

( )MVAS K 6721 = olarak bulunmutu

5. MVA metodu ile Gerilim Dm Hesaplar

16


17/31

Enerji kayna ile tketici arasndaki devre elemanlarnn ksa devre glerindenyararlanarak herhangi ebeke boyunca gerilim kademelerin den dolay elemanempedanslarnda herhangi bir gerilim transformasyonuna gerek kalmadan gerilimdm hesaplar kolayca yaplabilir.

Gerilim dm hesaplar ile ilgili ifadeler aada verilecektir.

ekil 8: Empedans diyagram

( )ohm Z K Tketici ularna kadar olan toplam devre empedans

( )MVAS K Tketici ularna kadar olan toplam ksa devre gc

( )ohm Z Tketici empedans

( )MVAS Tketici gc

Devreden akan akm

(39)

Devrede meydana gelen gerilim dm

(40)

Tketici ularna kadar olan toplam devre empedans

17


18/31

( )( )

( )ohmMVAS

kV U Z

K

N K .

22

=

Tketici empedans

( )( )ohm

MVAS U

Z N .2

=

Empedans deerleri 40. ifadede yerlerine konursa

(41)

Gerilim dmn % cinsiden bulunmak istenirse

(40)

rnek 4: rnek 2: de verilen ekil 5 deki M3 motorunun srekli almada ekeceig 2,53 MVA ve yol alma esnasnda ekecei g ise 12,27 MVA dr. Motorunklemenslerine kadar olan srekli alma ve yol alma hallerine ait gerilim dmleribulunacaktr.

rnek 2den motor klemenslerine kadar olan toplam ksa devre gc( )MVAS K .2,63212 =

dr.

1. Srekli alma hali iin gerilim dm

( ) 585,3%100.35.22,6335,2

100.100.%212

=+=+=

=S S

S

U

U u

K N Bu gerilim dm

sistemde sadece M1 motoru alrken 154kV ebekeden itibaren M3 motorununklemenslerine kadar olan gerilim dmdr. Ancak sistem boyunca TR2transformatorundan dier yklerde ekileceinden gerilim dm daha yksek olacaktr .

18


19/31

2. Motorun yol almas halinde motor terminallerine kadar olan gerilim dm

Motorun yol alma esnasnda ebekeden ekecei g ayn zamanda motorun ksadevre gc olup 85,0,...95,0,..1900 === CoskW S M ve

( )MVAS M 47,1295,0.85,01900.3,51 == dir

( ) 47,16%100.47,122,63

47,12100.100.%

1

1 =+=+==

M K

M

N S S

S

U

U u olacaktr.

Eer TR1 transformatorunun sekonder gerilimi ykte kademe deitiricivastasyla yk deiimlerinde sabit tutulursa TR1 transformator sekonderbaralarna kadar enerji kayna idirenci sfr olan enerji kayna olarak varsaylabildinden = 1k S dr. Buna gre Motor klemenslerine kadar ksa dsevregc

( )MVA

S S S S

S

KABM TR ENH K

K .93

11021

1051

342711

11111

1

1211

212=

+++

=

+

+

=

Motorun srekli alma durumunda

( ) 47,2%100.35.293

35,2100.100.%

212

=+

=+

=

=S S

S U

U u

K N

Motorun yol alma durumunda

( ) 8,11%100.47,1293

47,12100.100.%

1

1 =+

=+

==M K

M

N S S

S

U

U u

olacaktr.

Sistemden birden fazla yk ekildii durumlarda gerilim dm hesab

19


20/31

ekil 9: Sistemde birden fazla yk ekilme hali

(41) (42)

(43)

2 noktasndaki toplam gerilim dm

(44)

rnek 5: ekil 9 da verilen tek hat emasnda ( )MVAS K .6721 = ve ( )MVAS K .2,63212 =dir. M3 motorunun srekli almada ekecei g 2,53 MVA ve yol alma esnasnda

20


21/31

ekecei g ise 12,27 MVA dr. Trransformatorlardan herbirinin ekecei g ise 0,6(MVA) dr.Motorun klemenslerine kadar olan srekli alma ve yol alma hallerine aitgerilim dmleri bulunacaktr.

Motorun yol alma motor terminallerine kadar olan gerilim dm

( )MVAS S S TRTR .2,16,06,02221 =+=+=

( ) 24,18%100.47,122,63

47,122,167

2,1100.%

21221

=

+++=

+++= M K

M

K S S

S

S S

S u

Srekli alma halinde motor terminallerine kadar olan gerilim dm

( ) 7,5%100.37,22,63 37,22,167 2,1100.% 21221 = +++= +++= M K M

K S S

S

S S

S u

Srekli alma halinde ise motorun ebekeden ektii akm veya gc motor milinebalanan yk belirler gerilimin dmesi halinde dahi motor ebekeden ayn gc eker.

TR2 ana besleme barasndaki gerilim dm

M1 motorunun yol almas halinde

( ) 45,17%100.47,1267 47,122,167 2,1100.% 2121 = +++= + ++= M K M

K S S

S

S S

S u

Motorun srekli almas halinde

( ) 17,5%100.37,267

37,22,167

2,1100.%

2121

=

+++=

+++= M K M

K S S

S

S S

S u

Eer ekil 1 de grlen TR1 ana indirici transformatorun sekonder gerilimi ; yktekademe deistirici vastasyla yk deiimlerine kar sabit tutulursa i direnci sfr olanbesleme kayna olarak varsaylr.

Buna gre = 1 K S olduundan( )MVA

S S

S

TR ENH

K .102

1051

34271

111

1

21

212=

++

=

+

=,

( )MVAS K .93212 = olacaktr.

Motorun yol alma motor terminallerine kadar olan gerilim dm

21


22/31

( ) 36,12%100.47,1293

47,122,1102

2,1100.%

21221

=

+++=

+++= M K

M

K S S

S

S S

S u

TR2 ana besleme barasndaki gerilim dm

M1 motorunun yol almas halinde

( ) 8,11%100.47,12105

47,122,1105

2,1100.%

2121

=

+++=

+++= M K

M

K S S

S

S S

S u

Motorun srekli almas halinde

( ) 38,3%100.37,2105

37,22,1105

2,1100.%

2121

=

++

+=

++

+=

M K

M

K S S

S

S S

S u

22


23/31

6. MVA metodunu kullanarak Devre elemenlarnn belirlenmesi ve devresentezi

Sz konusu uygulama motor ,transformator, aydnlatma gibi tketici elemanlarnartnamalerce belirtilen gerilim dm deerleri esas alnarak bu gerilim dmnsalayacak devre sabitelerini ( empedans ,diren, nisbi ksa devre gc, yklenmekapasiteleri) belirleyerek bunlar salayan ve imalat yaplabilen standart devreelemanlarn semektir.

ncelikle anlan gerilim dmn salayacak tketici klemenslerindeki gerilimdm salayacak ksa devre gc ksa devre ifade (40) K S ye gre dzenlenerek

(45)

Burada

K S g tketen veya g ekilen elemann terminallerine kadar olan ksa devre gcMVA

S Devre elemannn tkettii veya tad yk MVA

( )%u Devre elemanlarnn terminallerine kadar istenen gerilim dm

Metod rnek 2 de verilen TR2 transformatorun karakteristiini, M3 motoruna aitbalant kablosunun kesitini belirlemek sretiyle aklanabilir.

rnek 6:

TR2 nin 31,5 kV balant terminallerine kadar olan TR1 ve TR1 ve TR2 arasndakiEnerji nakil hattnn karakteristii belli olduundan sz konusu TR2 nin primerterminallerine kadar olan toplam ksa devre gc ( )MVAS K 44,1842 = dr.

TR2 Transformatorunun enfazla yklendii durum TR21 ve TR22transformatorlarnn herbirinden 0,600 MVA olmak zere toplam 2x0,600=1,2MVAyk ekilirken M3 motorunun devreye sokulup 12,47 MVA yol alma gcnn ekildiidurumdur.Bu artlar altnda TR2 transformatorunun sekonder baralarnda ki gerilim dmnn

( ) 10%% =u dan fazla gerilim dm transformatorun besledii dier yklerin stablitesiasndan istenmemektedir. Motorun balant kablosu uzunluu 1250m dir.

Motor terminallerine kadar olan gerilim dm ise %15 deerini amayacaktr

Bu artlar salayacak TR2 transformator standart gc ve nisbi ksa devre gerilimi ilemotor kablosunun kesiti belirlenecektirbelirlenecektir.

23


24/31

rnekle ilgili tek hat diyagram ekil 9 da verilmektedir.

ekil 9: rnek 6 ile ilgili tek hat emas

TR2 Transformatoruna ait deerlerin belirlenmesi belirlenmesi

TR2 transformatorunun ana terminallerindeki gerilim dm

( ) ( ) ( )( ) ( )

1 0 0.

1.1.

1..1..

1 0 0..

..1 0 0.%

2 12 1

2

21

2 1

21

21

2 1

2121

2 12 1

2 121

+

+

++

+

=

+++++=

++

+=

K

M

K

K

K

K M

K

M

K

M K K

K M M

M K

M

K

S

S

S

S S

S

S S S

S

S S S

S S S S

S S S S S S

S S

S

S S

S u

S gc 21 K S ksa devre gcne gre ok kk olduundan hesaplar sadeletirmek

amacyla 021

K S S

alnrsa ve gerekli ksaltma ve sadeletirme yaplrsa

(46)

yukardaki ifade 21 K S iin dzenlenirse

24


25/31

(47) elde edilir.Ayrca

( )MVA

S S

S

T K

K .111

2

21

+

=(47) ifadesi T S transformator ksa devre gc iin

dzenlenirse

(48) ifadesi elde edilir

Ayrca K

T T u

S S = (49) ifadesi T S transformator gc iin

(50) olarak belirlenir.

Burada dikkat edilecek husus olmaldr .Sz konusu deer nekadar byk olursa okadar kk deerde transformator gc seilir. Sfr veya negatif karsa TR2 transformatoruna kadar olan besleme ve balant sistemleri uygun olmaypya besleme sisteminin bytlmesi veya eer bu mmkn olmuyorsa baka beslemekaynaklarnn aratrlmas gerekir.

Yukarda verilenMotor terminallerine nominal geriliminden %15 daha az gerilim uygulandndanmotorun ksa devre gc

( ) 01.93,6

15,013,647,12

2

1 =

=M S

( )( )

( )( )MVAS

uu

S u

S M K .1,9301,9.1010100

2,1.10

100.

%%100

.%

100121

=

+=

+

=

( ) ( )MVAMVAS S

S S uS uS

K K

K K K T K T .28,111,9344,184

1,93.44,184.06,0.

...

212

212 =

=

==

12,5MVA gcnde uK =%6 transformator seilir.

Bu transformator g deerinini azaltabilmek iin transformatorun bota gerilimkademe ayarn ykseltip sekonder gerilimini %2,5 artrlrsa transformatorun

25


26/31

sekonderindeki izin verilen gerilim dm %10+%2,5=%12,5 olarak gerekletirilmeye allacaktr..

Motorun yol alma gc ise gerilim artndan dolay

( ) ( )MVAS M 47.9025,101,92

1== olacaktr.

Bu durumda transformator gcn bulmak iin aadaki ilemler yaplr.

( )

( )

( )( )MVAS

u

uS

u

S M K .7647,9.

5,12

5,121002,1.

5,12

100.

%

%100.

%

100121

=

+=

+

=

( ) ( )MVAMVAS S

S S uS uS

K K

K K K T K T .76,7

7644,18476.44,184

.06,0..

..212

212 ====

8 MVA ,uK =%6 deerinde transformator seilir.

Bu transformator g deerinini azaltabilmek iin transformatorun bota gerilimkademe ayarn son kademeye kadar ykseltip sekonder gerilimini %5 artrlrsatransformatorun sekonderindeki izin verilen gerilim dm %10+%5=%15 olarak

gerekletirilmeye allacaktr..Motorun yol alma gc ise gerilim artndan dolay

( ) ( )MVAS M 93.905,101,92

1== olacaktr.

Bu durumda transformator gcn bulmak iin aadaki ilemler yaplr

( )( )

( )( )MVAS

uu

S u

S M K .3,6493,9.1515100

2,1.15

100.

%%100

.%

100121

=

+=

+

=

( ) ( )MVAMVAS S

S S uS uS

K K

K K K T K T .62,5

3,6444,1843,64.44,184

.06,0..

..212

212 ====

6,3 MVA, uK =%6 deerinde transformator seilir.

Bu transformator g deerinini azaltabilmek iin transformatorun ykte gerilimkademe deitirici kullanarak motrun yol alma sresinde gerilim ayarn sonkademeye kadar ykseltip sekonder gerilim %10 artrlrsa transformatorunsekonderindeki izin verilen gerilim dm %10+%10=%20 olarak gerekletirilirse

Motorun yol alma gc ise

26


27/31

( ) ( )MVAS M 1110,101,92

1== olacaktr.

Bu durumda transformator gcn bulmak iin aadaki ilemler yaplr.

( )( )

( )( )MVAS

uu

S u

S M K .5011.2020100

2,1.20

100.

%%100

.%

100121

=

+=

+

=

( ) ( )MVAMVAS S

S S uS uS

K K

K K K T K T .11,4

5044,18450.44,184

.06,0..

..212

212 ====

5 MVA uK =%6 deerinde transformator seilir.

Eer ekil 1 de grlen TR1 ana indirici transformatorun sekonder gerilimi ; yktekademe deistirici vastasyla yk deiimlerine kar sabit tutulursa i direnci sfr olanbesleme kayna olarak varsaylr.

Buna gre ( )MVAS S ENH K 342712 == olup

( ) ( )MVAMVAS S

S S uS uS

K K

K K K T K T .74,5

1,9334271,93.3427

.06,0..

..

212

212 ====

TR2 transformatoru 6,3 MVA, 31,5/6,3 kV ,%6 olarak seilir.

Bak-Tiflis-Ceyhan Petrol Boru Hatt Ceyhan Terminalinde %5 sekonder gerilim artile 6,3 MVA gcnde uK =%5,75 deerinde transformatorlar kullanlacaktr. TR2 transformatoru ile M1 motoru arasndaki kablonun belirlenmesiTR1 transformatorunda ykte kademe deitirici yoksa

TR2 transformatorunun ksa devre gc

( )MVAuS

S K

T T .1100575,0

3,6 ==

( )MVA

S S

S

T K

K .69

1101

4,1841

111

1

2

21

+

=

+

=

TR2 sekonder baralarndaki gerilim dm

1,14%100.93,96993,92,1

100.(%) 1211

=++

=++

= M K M

S S

S S u

27


28/31

TR2 sekonder gerilimi %5 arttrldndan Motor klemenslerine kadar olan gerilimdm %15+%5=%20 olacaktr. Buna gre motor balant kablosu zerinde izinverilen gerilim dm %20-%14,1=%5,9 olacaktr.

Kablo zerindeki gerilim dm

( ) 100.93,9

93,920...100.%

2121212

1

+=+

= K M K

M

S S S

S u bu ifade 212 K S iin zlrse

( )MVAS K .40212 =

Kablonun ksa devre empedans

( )MVAS S

S

T K

K .69110

14,184

11

111

2

21

+

=

+

=

( )

1121

212 1691

140..

111

KABM KABM K

K

S

MVA

S S

S

+

=

+

=ifadesi 1 KABM S iin dzenlenirse

Kablo ksa devre gc

( )MVAS KABM .951 = olmaldr.

Kablo toplam empedans

(52)

( ) ( )ohmohm Z KABM .417,0.953,6 2

1 ==

Kablo boyu 1250 m olduundan kablonun birim km empedans

( )kmohm z KABM /.334,025,1417,0

1==

malatc kablo kataloundan

6/10 kV 3x70/6 N2XSEYFGbY kablo seilir. ( )kmohm j z KABM /.092,0268,01 +=

Bu yeni kablo deerine gre gerilim dm Kablo empedans 1,25 km uzunluk iin

( )ohm Z KABM .345,0092,0268,0.25,1 221 =+=


28


29/31

( ) ( )MVAS KABM 115345,03,6 2

1 == dr.

Motor klemenslerindeki toplam ksa devre gc

( )MVAS S

S S S

KABM K

KABM K 4311569

115.69.

121

121212 =+

=+=

Motor teminallerine kadar gerilim dm

( ) 05,18%100.47,943

47,9100.%

11212

11 =+=+=

M K

M

S S

S u olacaktr.

Motor terminallerine uygulanacak gerilim%5 TR2 sekonderinde gerilim art olduundan

( ) 615,605,01.3,6 =+= N U

( ) ( ) ( ) ( )kV kV U U N M .421,51363,01..458,61805,01. ===

Motorun nominal gerilimine gre gerilim dm

( ) 95,13%100.630054216300

% =

= u

29


30/31

SONULAR.

rnektende anlalaca zere darbeli kalka sahip ebekelerdeki transformatorlarnkademelerini deitirerek hem daha dk gte transformator kullanlabilinir vehemde daha dk kesitte kablo kesiti seilebilir.

Ancak yksz halde kademe deitiricilerde darbeli kalktan sonra kademeyi tekrargeriye alma imkan olmadndan yol alma olay tamamlandktan sonra tehlikeli gerilimykselmelerinden saknmak iin kademe ancak st gerilim ykselme snr olan %5 eayarlanabilir.

Transformatorlar otomatik ykte kademe deitirici (On-load Tap Changer) iledonatlrsa yol alma olay esnasnda gerilimi %10 lara varan mertebelere karp sonrayol alma olay tamamlandktan sonra tekrar otomatik olarak eski deeregetirebildiinden yukardaki rnekteki transformatorun gcn 4 MVA,uK =%6deerine seilebilir.

Bu nedenle darbeli kalka maruz ebekelerde hem transformatorun sekonderindenbeslenen dier tketicilerin ar gerilim dmnden sonra stablitelerinin bozulmamasve yksek yol alma akmna haiz motorlar iin gerekli gerilimin salanmas ve nihayetsistemi tehlikeli salnm risklerinden korumak iin bu gibi sistemlerde transformatorlarmutlaka otomatik ykte kademe deitirici ile donatlmaldr.

Ayn zamanda transformatorlardan birok motor devresi besleniyorsa ve bunlara aitkablolarn uzunluu olduka fazla (500-1000m gibi) ise kablo kesitleri ok daha kk seilebilecek ve kablo maliyetlerinde byk dler salanabilecektir.

30


31/31

KAYNAKLAR:

Electrical Installation Handbook ABBSwitchgear Manual ABBElectric Motor Guide Book ABBMotor Strating Studies (Electrical Manual) ChevronDynamic Stability Group SchneiderShort Cicuit ABC Learn it an hour , Use it anywhere ,Memorize no formulaMOON.H.YUEN (IEEE)-Bechtel.Inc.San Francisco .CALIFORNIAElektrikte Geici Olaylar. Reinhold RUDENBERG (ev. Prof .Dr. Mustafa MnirLGR .T)Orta Gerilim ebekeleri .Prof .Dr . Mehmet NAN

Documents

nominal kısa devre gücü