ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM (5)

Transkript

1

2

3 ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM (5) Güç Kaynakları Notları Derleyen: Aydın Bodur Emre Metin Notları Yayına Hazırlayan: Aydın Bodur Hakkı Ünlü M.Turgut Odabaşı na Saygılarımızla Elektrik Kuvvetli Akım Notları, Turgut Odabaşı nın Elektrik Tesisat Mühendisleri Dergisinde yayınladığı yazılardan, Elektrik Kuvvetli Akım Tesisat El Kitabı ile her bölümün sonunda belirtilen ABB, Schneider, Chevron, NAFVAC ve Siemens in hazırladığı İmalat, Bakım, Montaj El kitaplarından EMO için derlenmiştir. 1

4 ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM NOTLARI (5): Güç Kaynakları TMMOB ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI ELEKTRİK KUVVETLİ AKIM (5): Güç Kaynakları Notları Derleyen: Aydın Bodur Emre Metin Notları Yayına Hazırlayan: Aydın Bodur Hakkı Ünlü BOD 2011 Elektrik Kuvvetli Akım: Güç Kaynakları / Elektrik Mühendisleri Odası 1.bs ankara, s.;24 cm ISBN (EK/2011/11) Elektrik Elektrik Kuvvetli Akım Notları, Turgut Odabaşı nın Elektrik Tesisat Mühendisleri Dergisinde yayınladığı yazılardan, Elektrik Kuvvetli Akım Tesisat El Kitabı ile her bölümün sonunda belirtilen ABB, Schneider, Chevron, NAVFAC ve Siemens in hazırladığı İmalat, Bakım, Montaj El kitaplarından EMO için derlenmiştir. 2

5 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI İÇİNDEKİLER 5.1. Genel dağıtım şebekesinden güç temini Enerji alış noktasının tüketici enerji ihtiyacına uygunluk analizi Tesisin bağlanacağı OG enerji temin sisteminin yeterliliğinin belirlenmesi Şekil 5.1. OG Genel dağıtım hattından yapılan beslemenin tek hat şeması Tesisin indirici merkez ve tüketici arasında tesis edilen enerji nakil hattı vasıtasıyla doğrudan beslenmesi Jeneratörler Yük paylaşımlı besleme sistemi Jeneratörün gerilim yükseltici transformatör üzerinden bağlanarak gerçekleştirilen yük paylaşımlı stand-by sistemi Yük atmalı stand-by besleme sistemleri Küçük endüstriyel tesislerde jeneratör besleme sistemleri Endüstriyel tesislerde otoprodüktör olarak jeneratör grupları ile sürekli enerji üretimi Jeneratör gruplarının çalıştırılması Devreye alma durumlarına göre acil besleme sistemleri Jeneratörlerin tek olarak bağımsız çalışması Transfer şekilleri ve senkronizasyon Senkronizasyon işlemleri Sürekli işletmede aktif ve reaktif güçlerin değişimi Transformatörler Giriş Soğutma tipine göre transformatörler aşağıda verilen harflerle belirlenir Transformatör geriliminin seçimi Transformatör sargıları Gerilim oranı ve gerilim regülasyonu

6 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Uzun süreli gerilim değişimlerine karşı sağlanan çözümler: Transformatörün çıkış gücü Kısa devre empedansı Kısa devre akımı ve kısa devre dayanımı Transformatörün aşırı yüklenme kapasitesi Transformatörlerin tesis edilmesi Enerji sayaçlarının OG tarafına bağlantısı Statik UPS sistemi Tasarım kriterleri ve seçimi Statik UPS sistemleri UPS yapı şekilleri Soğuk stand-by yedeklemeli sistem Dual redundant sistemler UPS İşletme şekilleri UPS nin hat-interaktif şeklinde çalıştırılması UPS nin çift çevirmeli çevrim-içi çalışması Statik UPS sisteminin değerlerinin belirlenmesi Döner UPS Dizel UPS (kesintisiz) ve CPS (temiz) güç temin sistemleri FAYDALANILAN KAYNAKLAR

7 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI 5.1. Genel dağıtım şebekesinden güç temini Elektrik güç sistemlerinin dizaynında tüketicinin uygun ve güvenilir enerji temini ile gerçekçi yatırım ve işletme maliyetleri arasında uyumun sağlanması gerekir. Mükemmel güç kalitesinden sapmaya izin veren esneklik daha ucuz ve daha basit besleme sistemlerinin kullanımını sağlamaya yönelik olmalıdır. Kötü bakım ve işletme prosedürlerilere izin vererek sistemin çabuk eskimesine ve kullanılmaz hale getirilmesine izin verilmemelidir. Elektrik ekipmanları normal şartlar altında nominal gerilim ve frekans toleransları içinde, düşük gerilim distorsiyonunda, dengeli yüklenmede, imalatçının verdiği işletme şartlarında optimum olarak dizayn edilir. Bu sınırların dışında işletme sıcaklık artışlarına, düşük verimliliğe ve beklenmeyen çalışmalara neden olur. Büyük sapmalar koruma elemanlarının yanlış çalışmasından dolayı açmalara neden olur. Tablo 5.1. Güç besleme güvenirliliğine bağlı olarak elektrik tüketicilerinin sınıflandırılması 4

8 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Gerilim kalitesi, ekipmanın çalışması üzerinde belirleyici etkiye sahiptir. Tesisin orjinindeki gerilim kalitesi yüklerin ve bağlantı kablolarının dirençlerinin etkisiyle ana bağlantıdan uzaklaştıkca azalır ve ekipmanın bağlantı terminallerinde çok zayıflar. Bu lineer olmayan harmonik üreten yüklenmelerde kendisini özellikle gösterir. Enerji kaybından ileri gelen kesilmeler veya kötü gerilim kalitesi daima uygunsuz bir durum olup çok ciddi sonuçlar ortaya çıkarır. Özellikle hastahanelerde hastaların ameliyatları veya yoğun bakımları sırasında insan hayatını tehdit eden durumlar ortaya çıkar. Sinemalar, AVM ler, spor ya da fuar alanları gibi halkın toplu olduğu yapılarda gerilimin kesilmesi çok büyük riskler ortaya çıkarabilir. İmalat endüstrisinde güç kaybı önemli ölçüde zararlar meydana getirebilir. Gerçekten de tüm ticari ve endüstriyel elektrik tüketicileri her bir yük veya grup yükleri daha yüksek kalitede ve güvenirlikte güç teminine gerek duymaktadır. Çoğunlukla bu kritik yüklerin güç ihtiyaçları genel yük toplamına göre nisbeten küçüktür ve yardımcı güç temini ve dinamik /statik UPS kullanarak kolayca temin edilebilir. Normal işletme şartlarında orta ve alçak gerilim şebekelerinden güç temini ile ilgili ana karakteristikler Elektrik Üretim İşletme ve Dağıtım (TEİAŞ ve TEDAŞ vb) şartnamelerinde açıklanmıştır. Standartların amacı temin edilecek güce ait gerilimin aşağıda verilen karakteristik değerlerini açıklamak ve ortaya koymaktır. - Frekans - Büyüklük - Dalga şekli - 3-fazlı gerilimlerin simetri dereceleri. Şebekeyi karakterize eden diğer bir değer ise standartlarda açıklanmadığı ve çoğu zaman göz önüne alınmadığı halde 5

9 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI sistem işletme kalitesinde önemli bir rol oynayan enerji alış noktasındaki kısa devre gücüdür. U 2 N 3V 2 N S SCN = = = 3U N I SCN Z Z N N U V N, N : Şebeke faz-faz ve faz-toprak gerilimi Z : Enerji alış noktasının üst şebeke eşdeğer empedansı N I : Enerji alış noktasındaki 3-fazlı kısa devre akımı SCN Yüksek kısa devre gücü tüketiciler tarafından üretilen fliker, harmonikler motor yol alma akımı gibi bozucu etkilerinden daha az etkilenen şebeke meydana getirme gibi bir avantaj sağlar. Diğer taraftan yüksek kısa devre güçleri, daha yüksek kısa devre akımları meydana getirdiğinden; şebeke elemanlarının yüksek kısa devre akımlarına dayanımlı olmasını ve şebekede daha hassas ve hızlı koruma sisteminin kurulmasını gerektirir. Enerji alınacak şebeke noktası o şekilde seçilmelidir ki, tesise ait transformatörün sekonderinde sürekli tam kullanım yükünde sistem nominal gerilimine göre %5 den fazla ve geçici darbe yükünde (elektrik motorlarının doğrudan yol alması) sistem nominal gerilimine göre %10 dan fazla gerilim düşümü meydana gelmemelidir. Eğer transformatör ± %10 kadar gerimi regüle edebilecek yükte kademe değiştirici ile donatılmışsa enerji alış noktasında bu oran sürekli tam kullanım yüklri için %10 ve geçici darbeli yükler için %20 değerine kadar çıkarılabilir Enerji alış noktasının tüketici enerji ihtiyacına uygunluk analizi Elektrik tesisinin dizaynı mükemmel olması ve tesisin kurulmasında iyi malzeme kullanılması, ve itinalı montaj yapılmasına rağmen enerji temin edilen noktadaki şartların 6

10 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI uygunsuzluğu tesisi verimsiz, yetersiz ve güvensiz hale getirir. Gerçekte dizayn edilecek tesisin gerekli yükler ve yüklenme belirlendikten sonra sakın ve darbeli yüklenme esas alınarak ve tesisin veya tesis bölümlerinin enerji süreklilik ihtiyaçları göz önünde bulundurularak öncelikle en uygun enerji temin şeklinin belirlenmesi gerekir. Enerji temin şeklinin ve yerinin belirlenmesini de göz önüne alınacak kriterler 1. Elektrik enejisini beslemesindeki aylık, yıllık kesinti miktarları 2. Ardı ardına meydana gelen iki kesinti arasındaki süre 3. Kesintiden sora yeniden enerjilendirme için geçen süreler ve bunların istatistikleri 4. Enerji alınan sistemdeki gerilim değişimleri 5. Tesisin bağlanacağı OG enerji temin sisteminin İistenilen gücü vermedeki yeterliliği dir. Yukarda açıklanan ilk 4 kritere ait bilgiler aynı enerji sistemine bağlı işletmelerden ve enerji dağıtım firmalarından temin edilir ve Güç kalitesi bölümünde açıklanan esaslara göre uygunluk ve yeterlilik belirlenir. 5. kriter olan tesisin bağlanacağı enerji temin sisteminin yeterliliği aşağıda verilen işlemler sonucu belirlenir Tesisin bağlanacağı OG enerji temin sisteminin yeterliliğinin belirlenmesi OG enerji temini genellikle aşağıda açıklanan şekillerde yapılmaktadır. 1. YG/OG transformatör indirici merkezden tüketici sistemlerini beslemek üzere tesis edilen OG enerji nakil hava hatlarına veya kablo hatlarına bağlanarak 7

11 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI 2. YG/OG transformatör indirici merkezinden tüketiciye kadar bağımsız enerji nakil hava veya kablo hattı tesisi ederek 3. Tüketicinin yakınına YG/OG transformatör merkezi tesis ederek 4. Tüketici için otoprodüktör enerji temin etmek yani elektrik üretimi için santral kurmak Tüketicinin genel değıtım için tesis edilen OG hattı üzerinden beslenmesi Bu tip besleme şeklinde aşağıda açıklanan kriterler göz önünde bulundurulmalıdır. Tüketicinin sürekli kullanım gücünün 2 MVA değerini aşmaması Kısa veya uzun süreli kesintilerden dolayı işletmenin durması üretim kayıplarının yüksek olmaması Kısa veya uzun süreli kesinti halinde işletmenin devamını sağlayacak temel yükleri besleyecek güce sahip stand-by jeneratörün veya jeneratör gruplarının tesis edilmesi OG hattına bağlı diğer tüketicilerin sürekli yüklerinden veya gecici darbe yüklerinden dolayı sistemin stablitesinin bozulmaması veya ortadan kalkmaması için OG hattının yeterli kısa devre gücüne sahip olmaması Tüketicinin sürekli kullanım gücünde yüklenmesi durumunda enerji kalitesinin bozulmaması ve gecici darbeli yüklenmelerde stabiltenin bozulmaması için enerji alım noktasında yeterli seviyede kısa devre gücünün bulunması Yeterli seviyede kısa devre gücünü belirleyen faktörler İndirici merkezin YG baralarının kısa devre gücü 8

12 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI YG/OG indirici transformatörün gücü ve kısa devre empedansı Enerji nakil hattının birim empedansı ve hat uzunluğu Enerji nakil hattından çekilen yüklerin miktarları ve bunların indirici merkeze olan uzaklıklarıdır. Şekil 5.1. OG Genel dağıtım hattından yapılan beslemenin tek hat şeması OG dağıtım enerji nakil hatından yapılan enerji besleme uygunluğu ile ilgili inceleme Şekil 5.1 de verilen tek hat şeması göz önüne alınarak ve hatta bağlı yükler ve bu yüklerin indirici merkeze olan uzaklıkları esas alınarak yapılacaktır. İlgili açıklamalar : S SCN Ulusal interkonnekte şebekenin indirici transformatörü YG tarafının bağlandığı baraların MVA olarak kısa devre gücü. Bu değer TEİAŞ yetkililerinden alınacaktır. S T indirici transformatörün MVA olarak nominal veya anma (nominal) gücü. Bu değer TEİAŞ yetkililerinden alınacaktır. u SCT indirici transformatörün % olarak kısa devre empedansı veya nisbi kısa devre gerilimi.bu değer TEİAŞ yetkililerinden alınacaktır. 9

13 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI S SCBB indirici transformatörün sekonder OG baralarındaki MVA olarak kısa devre gücü. S BB1,S BB2 S BBn indirici transformatörün sekonder OG baralarından çıkan OG enerji nakil hatlarının her birinin sürekli kullanım yüklerinin MVA olarak toplam güçleri. S 1L, S 2L S nl OG enerji nakil hattına bağlanan indirici merkezle söz konusu S L yükü arasındaki sürekli kullanım yüklerinin MVA olarak güçleri. TEİAŞ yetkililerinden veya tüketicilerden alınacaktır. S L1, S L2, S Ln OG enerji nakil hattına bağlanan söz konusu S L yükü ile hat sonu arasındaki yüklerin her birinin MVA olarak değerleri. TEİAŞ veya tüketici yetkililerinden alınacaktır. S L tüketicinin MVA olarak sürekli maksimum kullanım gücü. S M tüketiciye ait MVA olarak darbe gücü. S 1SC, S 2SC S nsc söz konusu tüketici ile indirim merkezi arasındaki diğer tüketicilerin OG enerji nakil hatları üzerindeki bağlantı noktalarına ait MVA olarak kısa devre gücü. S SC1,S SC2 S SCn söz konusu tüketici ile hat sonuna kadar bağlı diğer tüketicilerin OG enerji nakil hatları üzerindeki bağlantı noktalarındaki MVA olarak kısa devre güçleri. z ENH enerji nakil hattının birim km başına empedansı Ohm/km r ENH enerji nakil hattının birim km başına omik direnci Ohm/km x ENH enerji nakil hattının birim km başına reaktansı Ohm/km 2 2 z ENH =r ENH +jx ENH Ohm/km, z = r + x Ohm/km ENH Enerji nakil hatlarına bağlantı noktasındaki kısa devre güçleri: 2 2 U ( kv ) S = T 2 1SC z ( ohm / km). L ( km) (MVA), S 2SC ENH1L 1L ( ohm / km). L ( km) ENH 2 = U T 2 (MVA).. z ENH 2L 2L ENH 10

14 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI. S nsc = z ENHnL 2 2 U T 2 ( kv ) ( ohm / km). L ( km) nl S S SC1 SC U T 2 ( kv ) ( ohm / km). LL2 ( km) 2 2 U T 2 ( kv ) ( ohm / km). L ( km) = (MVA), z ENHL1 = z (MVA). ENHL2 L2. S SCn = z ENHLn 2 2 U T 2 ( kv ) ( ohm / km). L ( km) Ln L1L,L2L.LnL ve LL1, LL2,..LLn bağlantı noktalarının indirici merkezdeki transformatörün BB sekonder Orta Gerilim busbarlarına olan uzaklığı. İndirici transformatörün kısa devre gücü: ST ( MVA) S SCT = (MVA) usct (%) BB indirici transformatör orta gerilim çıkış busbarlarının kısa devre gücü : 1 S SCN. S SCT S SCBB = = (MVA) 1 1 S SCN + S + SCT S SCN S SCT BB busbarlarındaki gerilim düşümü : Δu BB (%) = S S BB1 + S + SCBB S ( S + S S ) BB1 BB2 BB2 BBn BBn = S SCBB n= 1 S + BBn n= 1 S BBn (MVA) Örnek 1: 154 kv YG baralarındaki kısa devre gücü S SCN =4000 MVA olan 154/31,5 kv olan YG/OG indirici merkezin transformatör gücü 25 MVA, kısa devre empedansı veya nisbi kısa devre 11

15 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI gerilimi u SCT = %11 dir. Transformatörün çıkış OG baralarına bağlananan çıkış yüklerinin maksimum sürekli kullanım güçleri sırası ile S BB1 =3MVA, S BB2 =5 MVA, S BB3 =6 MVA dır. Söz konusu transformatöre maksimum sürekli kullanım gücü 4 MVA ve geçici darbe yükü 12 MVA olan bir yük bağlanacaktır. Yükün bağlanmasıyla transformatörde maksimum sürekli yüklerle yüklendiğinde oluşabilecek % oransal maksimum gerilim düşümleri bulunacaktır. Transformatörün maks. sürekli yüklenmesi : = =18 MVA S BBn Transformatörün kısa devre gücü: ST ( MVA) 25 S SCT = = = 227MVA u SCT (%) 0,11 BB busbarındaki kısa devre gücü: S = 1 S SCN S SCBB 214 SCT 1 = = MVA İndirici transformatörün ana baralarındaki gerilim düşümü : S BBn n= 1 18 Δu BB (%) =.100 =.100 = 7,78% S SCBB + S BBn n= 1 Transformatörlerin ana çıkış baralarında gerilim düşümü %7,78 olmaktadır. Bu ise %5 gerilimi düşümünü aşmaktadır. Enerji dağıtım hatlarıninın dizaynı yapılırken sürekli kullanım güçlerinde hat sonu itibarıyla %5 gerilim düşümü göz önüne alınmaktadır. Bundan dolayı OG dağıtım hatlarında sürekli yüklenme için toplam gerilim düşümü %7,78+%5=%12,78 olmaktadır. Bu durum gerilim düşümü açısından uygunsuz durum ortaya çıkarmaktadır. Bu nedenle transformatörün yükte kademe değiştiricisi çalıştırılarak veya boşta kademe değiştiricisi ayar edilerek +%5 kademesine getirilmek suretiyle

16 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI %7,78-%5=%2,28 e çıkarılmalıdır. Bu şekilde transformatörün boşta çıkış gerilimi 31,5kVx (1,05)=33kV yapılır. Bu gerilim regülasyonunda darbeli yük uygulandığında transformatördeki geçici gerilim düşümüdür. Darbeli yüklenme durumunda BB busbarlarında toplam yük : S BBn = = 26 MVA +%5 gerilim regülasyonunda transformatörün kısa devre empedansının veya nisbi kısa devre geriliminin alacağı değer : usct 11 u SCT = = = 9,98 2 [ 1,05) 1,1025 Söz konusu gerilim kademesinde transformatörün kısa devre gücü: ST ( MVA) 25 S SCT = = = 250MVA u SCT (%) 0,0998 +%5 kademesinde şebeke kısa devre gücü : 2 2 S SCN = ( 1,05). S SCN = ( 1,05).4000 = 4410MVA BB busbarlarındaki kısa devre gücü: 1 1 S SCBB = = = 237MVA S SCN S SCT İndirici transformatörlerin orta gerilim BB busbarlarında darbeli yüklenmedeki gerilim düşümü: Δu BB S BBn n= 1 26 (%) =.100 =.100 = 9,9% S + SCBB S BBn n= 1 Darbeli yük çekilmesi durumunda transformatör ana busbarlardaki gerilim düşümü %9,90 olmaktadır. Hatların dizynı %5 gerilim düşümü esasına göre yapıldığından yükün bağlandığı noktada OG gerilim düşümü %9,90+5=%14,9 olacaktır. Tüketici tesislerinde de yol alma sırasında %10 gerilim düşümü var sayılırsa tesisteki toplam gerilim düşümü %14,9 + %5 = %19,9 gibi bir değere ulaşacaktır. Sistemde 13

17 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI düşük gerilim röleleri kullanıldığıda ve bu röleler %15 gerilim düşümüne ayarlandığında sistem devre dışı olacak ve düşük gerilim röleleri kullanılmıyorsa sistem stabilitesi bozulacağından tesiste büyük problemler ortaya çıkacaktır. Bu gerilim düşümünden dolayı diğer hatlara bağlı tüketicilerde çok olumsuz etkilenecek ve hatta devre dışı olabilecektir. Söz konusu transformatör üzerinden darbeli yükü beslemek kendisi için ve aynı zamanda transformatöre bağlı diğer yükler için sakıncalar meydana getirecektir. Bu olumsuzlukları hafifletmek için aşağıda açıklanan çarelere baş vurulur. Darbeli yük devreye alınmadan önce yeterli güçte jeneratör grubu tüketici transformatörün sekonder baralarında şebeke ile senkronize olarak devreye alınır. Böylece şebekenin karşılaması gereken yol alma gücünün bir bölümü jeneratör grubu tarafından karşılanır. Yol alma gücünün büyük bir bölümü endüktif reaktif olacağından bunu kompanze etmek için yeterli ve uygun güçte kapasitörler tüketici transformatörün sekonder baralarında devreye sokulur, ve bundan sonra darbeli yüke yol verilir. Böylece darbeli yükün büyük bir kısmı kompanze edileceğinden şebekeye darbeli yükün çok az bir kısmı geçer (Bu konu elektrik motoru ile tahrik sistemlerininin boyutlandırılması bölümünde detaylı bir şekilde açıklanmıştır. ) Darbeli kalkışlara neden olan akımları azaltmak için uygun kalkış momentlerini sağlayacak yumuşak yol vericiler (soft-starter) veya oto-transformatörler kullanmak (konu elektrik motoru ile tahrik edilen sistemlerin boyutlandırılması bölümünde detaylı olarak açıklanmıştır). Bu durum sağlanamıyorsa darbesiz olarak yol almak için frekans konvertörleri kullanmak 14

18 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Yukarda açıklananlar optimum bir çözüm getiremiyorsa tüketici yakınlarına tüketici güçlerine ve işletme tarzına uygun yeni bir YG/OG indirici merkezi tesis etmektir. Yükün OG enerji nakil hattına bağlandığı noktanın uygunluğu bkz. Şekil 5.2 Δu Şekil 5.2. L yük bağlama noktası için yük dağılımı Hat noktalarındaki kısa devre güçleri 1L noktasında : 1 S SCN. S SCT. S SC1L S1SC = = S SCN. S SCT + S SCN. S SC1L + S SCT. S + + SC1L S SCN S SCT S SC1L (MVA) 1 S SCN + S SCT + S SCnL (MVA) S nsc = = S SCN. S SCT + S SCN. S SCnL + S SCT. S + + SCnL S SCN S SCT S SCnL ENH üzerinde L yükünün bağlandığı noktadaki gerilim düşümü : L BBBn 1 1L 2L L (%) = Δu + Δu + Δu... + Δu + Δu = BB S 1 2 ll L nl LL SSCBB + S BBn 1 S1SC + S1L S2SC + S2L SSCL + S L S S S 15

19 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Örnek 2 : 154 kv YG baralarındaki kısa devre gücü S SCN =4000 MVA olan 154/31,5 kv olan YG/OG indirici merkezin transformatör gücü 25 MVA, kısa devre empedansı veya nisbi kısa devre gerilimi u SCT = %11 dir. Transformatörün çıkış OG baralarına bağlananan çıkş yüklerlinin maksimum sürekli kullanım güçleri sırası ile S BB1 = 6MVA, S BB2 = 5 MVA, S BB3 = 4 MVA dır. Söz konusu BB1 hattına bağlanan yükler S1L = 0,9 MVA, indirici merkeze uzaklığı 1L = 1 km, S2L = 1,5 MVA indirici merkeze uzaklığı 1,300 km, enerji nakil hattına bağlanması düşünülen yükün gücü sürekli maksimum yüklenmede 2 MVA ve geçici darbeli yüklenmede 2,800 MVA indirici merkeze uzaklığı 2 km ve bağlanacak yükten sonraki yükler toplamı 1,600 MVA Yükün bağlamnmasıyla enerji alınan noktadaki gerilim düşümleri bulunarak enerji alış noktasının uygunluğu belirlenecektir. Hat iletkeni 3/0 PIGEON olup km başına birim empedansı 0,485 ohm/km dir. Hatların indirici merkeze uzaklığı esas alınarak kısa devre gücü: 31,5 2 S SC1 L = = 2046MVA 0, ,5 2 S SC 2 L = = 1573MVA 0,385.1,3 31,5 2 S SCLL = = 1023MVA 0,385.2 Yüklerin bağlantı noktalarındaki kısa devre gücü : BB barasında S SCBB = 214MVA 1L bağlantı noktasındaki kısa devre gücü : 1 S1 SC = = 194MVA L bağlantı noktasındaki kısa devre gücü: 1 S 21 SC = = 188MVA

20 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI L bağlantı noktasındaki kısa devre gücü: 1 S SCL = = 175MVA L bağlantı noktasındaki toplam gerilim düşümü: Δu = ,9 + 1, ( 5 + 4) , , ( 2 + 1,6 ) Enerji nakil hattı tüketicilerin maksimum sürekli yükleri ile yüklendiğinde bağlanacak yeni tesisin L enerji alış noktasındaki maksimum gerilim düşümü %7,35 olacaktır. Bu yüklenme halinde yeni tüketici için tesis edilen transformatörün iç gerilim düşümü maksimum sürekli yükle yüklenmede %3 olacağı varsayılırsa ; söz konusu transformatörü sekonder ana çıkış baralarındaki gerilim düşümü %7,36 + %3= %10,6 olacaktır. Tesisin transformatör ana baralarından son tüketicilerine kadar %4,5 gerilim düşümü (ne yazık ki ülkemizde besleme şebekesindeki ve beslenen tesisin dağıtım transformatörünun ana baralarından son tüketiciye kadar gerilim düşümü hesapları yapılarak kesit belirlenmekte ve bu şekilde proje kabulleri yapılmaktadırhatta bazı projelendirmelerde tali panolardan son tüketicilere kadar %5 gerilim düşümü hesabına göre iletkenlerin kesiti belirlenmektedir) varsayılırsa son tüketicilerin terminallerinde %10,6 + %4,5 = %15,1 gibi kabul edilemez gerilim düşümleri meydana gelecektir. Bu durumda tesisteki cihazlar düşük gerilim koruma cihazları tarafından devre dışı edilecektir. Ne yazıkki uygun olmayan enerji noktası seçimi nedeniyle ülkemizde bu gerilim düşümleri nedeniyle büyük endüstriyel tesislerde dahi düşük gerilim cihazları devre dışı edilerek işletme devam ettirilmekte ve bunun sonucunda tesiste cihazlar gerekli gücü sağlamak için yüksek akım çekmesi sonucunda işletme kayıpları artmakta ve sistem çabuk yıpranmakta ve işletme masrafları artmaktadır ,6.100 = %7,35 > %5 Bu gibi durumlarda eğer enerji alınan yerde kapasite uygun ise Sistem : ± %10 ve kademe sayısı %1,5 olan yükte kademe

21 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI değiştirici transformatör kullanılarak veya uygun enerji temini için indirici transformatör merkezi ile tüketici tesis arasına uygun kesitte yeni bir enerji nakil hattı tesis etmektir. Darbeli yüklenme durumunda Δu = ,9 2,8 + 1, ( 5 + 4) , , ( 2,8 + 1,6 ) olacaktır. + 1, = %7,74 > %5 Bu durumda yukarda varsayılan transformatör iç gerilim düşümü 2,8 % 3. = %4, 4 olacak son tüketici terminallerideki 2 gerlim düşümü %16,5 değerlerine çıkacaktır. Ayrica dikkat edilecek husus, dağıtım firmasının ilerde hatta ve indirici merkeze ilave yeni yüklerin gelmesini durumunun kontrol edilmesi gerekir. Yeni yüklerin bağlanması halinde, söz konusu gerilim düşümleri artacaktır. Ancak 25 MVA gücünde bir transformatörün 15 MVA gibi yükte çalıştırılması fizibil olmayacaktır. Böyle durumlarda hat başı gerilimi %2,5 regüle edilerek 32,225 kv değerine getirilmelidir. BB barasına ilave olarak 6 MVA değerinde ilave yük bağlandığını kabul ederek; Gerilim artışından dolayı kısa devre güçlerindeki yükselmeler : S SCBB = 214. ( 1,025) 2 = 225MVA 2 S 1 SC = 194( 1,025) = 204MVA 2 S 2 SC = 188. ( 1,025) = 198MVA S SCL = 175. ( 1,025) 2 = 193MVA Gerilim düşümü : Δu = ,9 + 1,5 2,8 + 1,6 ( ) , , ( 2,8 + 1,6 ) = %9,67 > %5 Söz konusu gerilim düşümü 32,225 kv daki gerilim düşümü olup L noktasındaki gerilimin değeri UL=32,225.(1-0,0964) = 18

22 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI 29,12 kv olup L enerji alış noktasında : 31,5kV nominal gerilime göre gerilim düşümü: 31,5 29,12 Δu =.100 = %7,5 olacaktır. Bu nedenle yük alış 31,5 noktasında gerilim değişimlerine gerilim düzenlenmesinin sağlanması için otomatik yükte kademe değiştiriciyi haiz transformatörün kullanılması gerekir. Eğer tüketici indirici merkeze uzak ve hat üzerindeki yük alıcılarının sayısı fazla ise gerilimin düzenli olması (gerilim düşümlerinin %10 dan fazla olması durumlarında ve hat yüklenmesının kabul edilebilir hat kapasite değerlerine yaklaşması durumunda otomatik yükte kademe değiştirici de yeterli olmayacaktır)ve diğer yüklerin devreye girme ve çıkması sonucu gerilim salınımlarından ve stablitesizlikten sakınmak için indirici merkezle tüketici merkezi arasına doğrudan enerji nakil hattı tesis edilir Tesisin indirici merkez ve tüketici arasında tesis edilen enerji nakil hattı vasıtasıyla doğrudan beslenmesi Bu şekilde yapılan enerji temininde gerilim düşümünü belirleyen enerji nakil empedansı ve indirici transformatör empedansı olup öncelikle indirici transformatörün yüklenme miktarı ve yükte kademe değiştiricinin konumu belirleyici olmaktadır. Açıklamalar aşağıda verilen şekil ve örnekle yapılacaktır. 19

23 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Şekil 5.3. Tüketicinin indirici merkezden doğrudan bağımsız bir ENH tesis edilerek beslenmesi Bu şekilde enerji nakil hatlarına bağlı tüketicilerde olan hatalardan dolayı enerji muhtemel kesintilerinden ve geçici salınım risklerinden sakınılmış olunur. Enerji nakil hattının kısa devre gücü : 2 2 U T 2 ( kv ) S z ( ohm km) L ( km) MVA SCENH = olmak üzere, ENH /. ENH L2 enerji alış noktasındaki % olarak gerilim düşümü : S BB1 + S BB2 S L Δu (%) = ( 1 2 ) S SCT + S BB + S BB S SCL + S L Ifadeden de anlaşılacağı üzere gerilim düşümüne etki eden faktörlerin başında indirici transformatörün yükü ve enerji nakil hattının kısa devre gücü dolaysıla hattın empedansı ve uzunluğu gelmektedir. Örnek 3 : Yukarda verilen örnekteki enerji merkezi ve indirici transformatör merkezinden S BB1 =4kVA ve S BB2 =5kVA yükleri beslenmektedir. Yeni kurulacak tesisin maksimum sürekli yükü S L =3 MVA ve gecici darbeli yüklenmesi 4 MVA dır. İndirici merkezle yeni kurulacak tesis arasında 8 km uzunluğunda çift devre 3/0 PIGEON enerji nakil hattı inşa edilecektir. İndirici transformatör ana baralarındaki kısa devre gücü S SCBB =214 MVA 20

24 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Enerji nakil hattının km başına birim empedansı hat çift devre olduğundan 0,486 z ENH = = 0,243ohm / km 2 Enerji nakil hattının kısa devre gücü: 2 2 U T 2 ( kv ) ( ohm / km). L ( km) 2 31,5 S SCENH = MVA = = 510MVA z 0,243.8 ENH ENH Hattın tesise bağlandığı L2 noktasındaki kısa devre gücü: S = 1 S SCBB S SCL 151 SCL 1 = = MVA Maksimum sürekli yüklenmede L 2 noktasındaki gerilim düşümü: S BB1 + S BB2 S L Δu (%) = = = %6,2 ( ) S + S + S S + S ( 4 + 5) SCT BB1 BB2 SCL L Darbeli yüklenmede : S BB1 + S BB2 S L Δu (%) = = ( ) S + S + S S + S ( 4 + 5) SCT olmaktadır. BB1 BB2 SCL L = %6, İndirici transformatörün sekonder gerilimi %2,5 yükseltilirse kısa devre güçlerinin yeni alacağı değerler: S SCBB = S SCBB. ( 1,025) 2 = 225MVA S = S.( 1,025) 2 = MVA SCL SCL 159 Maksimum sürekli yüklenme için gerilim düşümü

25 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Δu (%) = S SCT S + BB1 + S ( S + S ) S + S ( 4 + 5) BB1 BB2 BB2 + SCL S L L = Darbeli yüklenme durumunda gerilim düşümü S BB1 + S BB2 S L Δu (%) = = ( ) S + S + S S + S ( 4 + 5) SCT BB1 BB2 SCL L = %5, = %6, Maksimum sürekli yüklenme durumunda Usct = %6 olan 3500kVA gücünde transformatörün sekonder baralarına kadar gerilim düşümü düşümü yaklaşık ; Transformatörün kısa devre gücü 3,5 S SCTL = = 58MVA 0,06 %2,5 gerilim artışında S SCTL = 58. ( 1,025) 2 = 61MVA Transformatörün sekonder barasındaki kısa devre gücü: S 1 S SCL S SCSL = = = 44 SCTL MVA Dağıtım transformatörünün sekonder baralarında maksimum sürekli yüklenme durumunda gerilim düşümü : S BB1 + S BB2 S L Δu (%) = = = ( ) S + S + S S + S ( 4 + 5) SCT BB1 BB2 Bu ise kabul edilebilir sınırların çok üzerindedir. SCSL L %12,31 Bu problemin üstesinden gelebilmek için aşağıda açıklanan çözümler önerilir. 1. ±%10 ve kademeli %1,5 olan yükte kademe değiştiricili transformatör kullanmak. Böylece maksimum sürekli yüklenmede dağıtım transformatörünun ana baralarında %2,5 gerilim düşümü elde edilir ve aynı zamanda gerek ana indirici transformatörün ve gerekse dağıtım transformatörün düşük

26 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI yükte yüklenmeleri halinde gerilim artışlarından dolayı aşırı gerilim altında kalmaları önlenmiş olur. Ancak dağıtım transformatöründan tüketicilere kadar olan kabloların kesitleri belirlenirken %5 - %2,5 = %2,5 gerilim düşümü esas alınması gerekeceğinden kablolar aşırı boyutlandırılır ve tesis maliyeti çok artar. 2. İki adet 2500 kva aynı kısa devre empedansında iki dağıtım transformatörüyla beslemeleri eşit olarak bölmek. Bu durumda her bir transformatör maksimum sürekli yüklenmede eşit olarak yarı değerde 1,5 MVA değerinde yükleri üzerine alırlar. Bu durumda transformatörlerden her birinin kısa devre gücü : 2,5 S SCTL = = 42MVA ve indirici transformatör +%2,5 0,06 kademesinde regüle edildiğinde S SCTL = 42. ( 1,025) = 44MVA olacaktır. Dağıtım transformatörünun sekonder bara kısa devre gücü S = 1 S SCL S SCSL = = 34, 5 SCTL MVA Dağıtım transformatörünun sekonder baralarındaki gerilim düşümü: S BB1 + S BB2 S L ,5 Δu (%) = = = %8,1 ( ) S + S + S S + S ( 4 + 5) 34,5 + 1,5 SCT BB1 BB2 SCSL L olacaktır. ±%10 yükte kademe değiştirici vasıtasıyla maksimum sürekli yüklenmede sekonder gerilim 408 Volt değerinde sabit tutulabileceğinden kablolar için gerilim düşümü esasına göre kesit hesabında %6,6 gibi bir gerilim düşümü göz önüne alınarak yapılabilir. Bu ise özellikle yüksek güç çeken ve dağıtım transformatörü ana baralarına uzak tüketicilerin bulunduğu tesislerde kablo akım taşıma kapasitesi uygun olmak kaydıyla önemsenecek bir miktarda yatırım maliyetlerini

27 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI düşürecektir. Ayrıca yüklenmenin az olduğu saatlerde cihazlar aşırı gerilim yüklenmesine maruz kalmayacaktır. Özellikle yüklenmeleri uzun süreli ve yüksek değerlerde olduğu enerji bağlantılarında işletme güvenliği ve yatırım maliyetleri açısından otomatik yükte kademe değiştiricili transformatör kullanmak çok büyük avantajlar sağlayacaktır. Bununla bereber otomatik yükte kademe değiştirici kullanmak yükün az olduğu saatlerde tesiste oluşabilecek kalıcı aşırı gerilimlerden tesis cihazının korunmasınıda sağlayacaktır. Burada alınabilecek diğer çözümler transformatör gücünü büyüterek, kısa devre empedansını küçülterek ve enerji nakil hattının kesitini bir üst kesit seçmek suretiyle gerilim düşümünü azaltmak gibi çözümler düşünülebilir.ancak bu çözümler yapılan maliyet artışları yanında gerilim düşümlerinin azaltıcı etkisi otomatik yükte kademe değiştirici yanında çok pahalı ve gerekli kazanımı sağlayacak optimum çözüm olarak gözükmemektedir. Maksimum sürekli kullanım gücünün 4 MVA değerini aşması durumlarında sistemin enerji temini için 154/31,5/33/34,5/6,3 kv gerilim oranlarından biri tesis yakınlarına YG/OG indirici merkez kurarak doğrudan innerkonnekte sisteme bağlanmak gerekliliği ortaya çıkar. 24

28 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI 5.2. Jeneratörler Motor jeneratör grupları jeneratörleri tahrik ederek mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren, genellikle içten yanmalı dizel veya gaz motorları ve buna bağlı jeneratörlerdan kontrol ve regülasyon sistemleri ve bunlara ait elektrik dağıtım panosundan meydana gelir. Bu tip ekipmanlar, birkaç saat veya birkaç gün çalışabilecek şekilde olduğu gibi sürekli çalışabilecek kapasitede dizayn edilirler. Jeneratör grupları, birkaç on kva değerinden bir kaç MVA değerine kadar güç alınabilecek şekilde imal edilirler Bu değerden daha yüksek değerler istendiğinde gaz türbinleri kullanılır. Jeneratör grupları, deniz tesisleri gibi elektrik şebekesinin olmadığı veya kısa süreli yüksek güç talebinin bulunduğu yerlerde de kullanılır. Jeneratörler tesisteki çalışma tarzına göre iki grupta düşünülür 1. Ana güç kaynağı olarak çalışma: Bu çalışma şeklinde jeneratör tesise ait yüklerin tamamını karşılar. Bu tip çalışma şekli şebekenin yetersiz ve güvenilir olmaması ayrıca şebekeden güç temininde gerek yatırım ve gerekse işletme maliyetlerinin enerji üretim sistemine göre uygun olmadığı durumlarda uygulanır. 2. Acil enerji kaynağı olarak uygulama 25

29 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Şekil 5.4. Acil elektrik besleme sistemleri Elektrik tesislerinde elektrik idarelerine ait şebekede oluşabilecek bir elektrik kesintisi halinde sistemin çalışma sürekliliği ve güvenliği açısından tesisin beslenmesi acil besleme sistemi sağlanır. Acil besleme sistemi ana hatlarıyla iki gruptur. Enerjinin kesilmesinden (10-15 saniye) gibi kısa süre sonra devreye girerek sistemin yüklerini besleyen acil besleme sistemi Kesintisiz güç besleme sistemleri. Kısa süre gecikmeli acil besleme sistemleri 26

30 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Emergency besleme: Sistemde çok kısa süre enerjisiz kalmasına izin verilen ve gereken süre den fazla enerjisiz kaldığı durumlarda gerek insan hayatı ve gerekse tesis güvenliğini tehlikeye sokacak kısmi yükleri besleyen acil besleme sistemidir. Bu besleme sisteminde işletmenin veya üretimin devamı söz konusu değildir. Stand-by besleme: Sistemde işletmenin ve üretimin devamını sağlayacak şekilde gerekli tüm öncelikli yükleri ve üretim ve işletmeyi devam ettirecek öncelikli yükleri besleyebilecek şekilde planlanan acil besleme sistemidir. Stand-by besleme sisteminin iki temel tipi vardır. Sistemdeki tüm yükleri sürekli olarak beslemek üzere planlanan stand-by besleme sistemi; Sürekli stand-by sistem olarak anılacaktır. Bu besleme sisteminde işletmenin sürekliliği veya üretimin devamlılığı için gerekli öncelikli yükler enerjilendirilir ve sistem sürekli olarak bu yükleri beslemeye göre dizayn edilir. Sistemdeki tüm yükleri kısa süre beslemek üzere planlanan stand-by besleme sistemi; acil durum standby sistemi olarak anılacaktır. Özellikle işletmelerde veya üretim tesislerinde enerji ihtiyacının maksimum olduğu saatlerde normal besleme sisteminin yetersiz kalması durumunda devreye şebeke ile senkronize olarak devreye girerek gereken ilave yükleri karşılayarak işletmenin veya üretimin devamını sağlayacak şekilde tesisi beslemek üzere planlanan bir çalışma şeklidir. Özellikle darbeli yüklere haiz sistemlerde şebekenin yetersiz olduğu durumlarda yüksek güçlü asenkron motorlar devreye alınması sırasında şebeke ile senkronize olarak devreye girerek şebekeye olan darbeyi azaltmak üzere kullanılmaktadır. 27

31 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Stand-by sisteminin belirlenmesindeki önemli karakteristikler Güç kapasitesi ve depolanan enerji Transfer süresi Enerji üretimindeki maksimum süre Verim Tesis, işletme ve bakım masrafları. İdeal yedek kaynak gerekli güce sahip yeterli güç kalitesinde sıfır transfer süresinde ve belirlenen gereken çalışma süresinde ve optimum maliyette olmalıdır. Cihazların belirlenmesi uygulama ve destekleme ihtiyaçlarına göre yapılır. Özellikle bilgisayarlar ve diğer data ekipmanları verilerin kaybollmaması açısından enerjinin sürekli olmasına ihtiyaç duyduğundan sıfır transfer süresine gerek duymaktadır. Bu gibi cihazlar enerji kaybında UPS cihazları vasıtasıyla stand-by sistemler devreye grime süresinde besleme kesintisiz olarak devam ettirilir. Bazı elektriksel ekipmanlar kısa bir süre için enerji kesintisine dayanabilirler. İki ayrı kaynaktan besleme Kağıt ve ya demir çelik endüstrisi gibi işletmenin kesintiye uğramasında büyük zarar ve hasarların ortaya çıkma ihtimali olan güç ihtiyacının çok yüksek olduğu ve maliyetlerin ayarlama zorunluğu olan endüstrilerde iki ayrı bağımsız kaynaktan enerji sağlanması gerekliliği ortaya çıkar Eğer iki bağlantı elektriksel olarak birbirinden bağımsızsa İki ayrı beslemede hata aynı zamanda meydana gelmeyeceğinden bu yaklaşım efektiftir. Genel dağıtım şebekesinin iki ayrı bağımsız bağlantı ile kullanılması diğer yedek kaynakların gereksizliği anlamına gelmez.. Bu tip güç beslemelerinde genel dağıtım şebekesinde beklenmeyan gerilim çökmelerı ortaya çıkabilir 28

32 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Tablo 4.1. Yedek güç besleme metodları ve cihazlarının uygulama özellikleri. Şekil 5.5. Yedek güç kaynaklarının tipleri Stand by işletmede yükün besleme sistemi yük paylaşımlı besleme diğeri ise yük atmalı besleme olmak üzere iki tiptir. Jeneratör stand-by enerji kaynağı olacaksa aşağıdaki kriterler göz önüne alınmalıdır. Yük altında çabuk ve güvenilir yol alma kapasitesine sahip olmalıdır. Aşırı yüklenme ve salınımlardan sakınmak için güvenilir yük dağılımı ve yük atma işleminin yapılması gerekir. Eğer stand-by çalışma motorların yol almasında olduğu gibi darbe yüklerini karşılamak üzere çalıştırılacaksa şebeke ile paralel çalıştırma için gerekli donanımlara sahip olması gerekir. Yük altında peryodik testlerin yapılabilmesi 29

33 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Dağıtım transformatörlerının enerjilendirme sırasında çektikleri darbe akımlarını karşılayabilmeleri Sistemin bakım işlerinin kolayca yapılması ve bakım süresinde enerji sürekliliğinin sağlanması gerekir Yük paylaşımlı besleme sistemi Bu sistem özellikle darbeli kalkışlarda şebeke + transformatör besleme sisteminin gerek sistem stabilitesi ve gerekse yetersizliği durumlarında veya enerji tarifesinin maksimum sürekli kullanım yükü esas alınarak yapıldığı durumlarda fatura tarihleri arasındaki geçen süre içinde sözleşme yükünü geçtiği çalışma süreleri içinde sözleşme gücünü aşmasını önlemek üzere devreye girerek şebeke ile senkronize çalışmasıdır. Şekil 5.6. Doğrudan OG baralarına uygun gerilimde jeneratör grubu/grupları tesis ederek yük paylaşımının sağlanması Bu bağlantı Şekil 5.6 da verilen OG motorlarının bağlandığı sistemde darbe yükleri için jeneratörün baraya dogrudan bağlanması ve arada gerilim düşümüne ve ana barada kısa devre gücünün azalmasına neden olacak empedansın bulunmamasından dolayı çok uygun bir sistemdir. Ara bağlantı olarak gerilim düşürücü veya yükseltici transformatöre ait empedansın bulunmamasından dolayı jeneratör, kendi kısa devre gücüne göre gereken darbe yükünü üzerine alacaktır. Bu sayede jeneratör gücü ara transformatör bağlantılı sisteme göre daha küçük seçilebileceği gibi ara transformatör ve buna bağlı 30

34 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI anahtarlama tesisleri gibi ilave tesislerin maliyetlerinden kurtulacaktır. Bu sistemde kesicilerin açma ve kapama kapasiteleri belirlenirken şebeke ve jeneratörün parallel çalışma durumunda meydana gelen subtransiyent maksimum kısa devre akımları esas alınarak belirlenir. Bu tesislerdeki jeneratör gücü aşağıdaki ifadeler yardımıyla hesaplanır. S SCT transformatörün kısa devre gücü S SCG jeneratörün kısa devre gücü S SCN transformatörün bağlandığı şebekenin kısa devre gücü S SCTT Transformatörün sekonder terminallerindeki kısa devre gücü S SSCM motorun yol alma gücü S L motorun yol alma esnasında devrede olan diğer yüklerin toplam güçleri S SCBB ana sekonder baranın kısa devre gücü S T transformatörün nominal gücü u SCT transformatörün kısa devre empedansı Xd jeneratörün transiyent reaktansı S G jeneratörün gücü olmak üzere Transformatörün kısa devre gücü: ST ( MVA) S u ( ) MVA SCT = SCT % Transformatörün çıkışındaki kısa devre gücü: S SCTT = MVA S SCN ( MVA) SCT ( MVA) OG ana baralarındaki kısa devre gücü : 1 S = S + S SCBB SCTT Yol alma sırasında motor klemenslerinde olmasına izin verilecek Δ u (%) gerilim düşümü için motorun kısa devre yani yol alma gücü : S = S.( 1 Δu ) 2 SCM SCM SCG 31

35 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Yol alma sırasında oluşacak gerilim düşümü : Δ u (%) = S SCBB S SCM + S L + ( S + S SCM L.100 = ) ( S + S ) SCTT S SCM SCG + S L + ( S SCM S ) L Jeneratörün kısa devre gücü : ( 100 Δu( %)). [( 1 Δu ). S SCM + S L ] Δu( %). S SCTT S SCG = MVA Δu( %) Jeneratörün gücü : 2 ( 100 Δu( %)). [( 1 Δu ). S SCM + S L ] Δu( %). S SCTT SG = X d S SCG = MVA Δu( %) Örnek : Aşağıdaki şekilde verilen tek hat şemasında Petrol pompa istasyonunda her birinin nominal mekanik gücü 3,3 MVA, nominal gerilimi 6,3kV verimi 0,96, güç katsayısı 0,86 ve yol alma gücü nominal gücün 5 katı olan 3 motor sırası ile devreye alınmaktadır. Ayrica maksimum sürekli gücü 0,8 MVA olan yükler bağlıdır. 2 motor devrede iken 3. motora yol verildiğinde 6,3 kv OG ana dağıtım baralarında maksimum gerilim düşümünün %10 olması istenmektedir. Sistemi beslemek üzere nominal gücü 20 MVA, kısa devre empedansı %11, nominal gerilimi 154/6,3 kv olan ve +-%10 arasında %1 aralıklarla yükte gerilim regülasyonu yapan otomatik kademe değiştiriciye haiz transformatör tarafından beslenmektedir. Yol verme esnasında motor terminallerinde toplam %15 gerilim düşümü meydana gelecek şekilde motor besleme kablolarının kesitleri belirlenmiştir. Gerilim düşümünü %10 değerini aşmaması için yol verme sırasında 6,3 kv baraya bağlanacak ve şebeke ile senkronize çalışacak jeneratörün gücü hesaplanacaktır. 32

36 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Şekil 5.7. Örnek için prensip şeması Nominal gücte motorun şebekeden çekeceği elektriksel güç : 3,3 S M = 4MVA 086.0,96 Motorun terminallerine nominal gerilim uygulandığında çekeceği güç: S SCM = 5.4 = 20MVA Gerilim düşümünün %10 u transformatörün kademe değiştirici vasıtasıyla kompanze edileceğinden motor terminallerindeki gerilim düşümü: Δu = % 15 %10 = %5 olacaktır. Motor yol alırken devredeki diğer yüklerin toplamı: S L =0,8+2x4=8,6 MVA Güç transformatörünun kısa devre gücü: 20 S SCT = = 182MVA 0,11 Transformatörün sekonder terminallerindeki kısa devre gücü: 33

37 S = 1 S SCN S SCT TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI SCTT = = 174 MVA 6,3 kv ana OG baralarında %10 gerilim düşümünü sağlamak için tesis edilecek jeneratör gücü, Xd=%20 transiyent reaktans için : 2 ( ) ( 1 0,15) , SG = X d S SCG = 0,2 7, [ ] MVA Xd=%12 transiyent reaktanslı jeneratör için: 2 ( ) ( 1 0,15) , SG = X d S SCG = 0,12 4, [ ] MVA UYARILAR 1. Δu( %) değeri % ile gösterilen miktarın kendisi olarak ifadede kullanılacaktır; örneğin Δ u( %) =%10 baralardaki gerilim düşümü yukarıdaki ifadede 10 olarak yerine konulacak motor klemenslerindeki gerilim düşümü Δu = % 15 ifadede 100 bölünmüş olarak 0,15 olarak ifadede yerine konulacaktır. 2. Yukarıdaki örnekte bara gerilim düşüm değeri transformatör +-%10 kademe değiştiricili olduğundan Δ u( %) =%10 olarak alınmıştır. Gerçekte üçüncü motorun yol alması sırasında gerilim düşümü %20 civarında olmakta ve %10 u otomatik yükte kademe değiştirici vasıtasıyla ortadan kaldırılmaktadır. 3. Jeneratörlere ait Xd transiyent reaktansları imalatcı kataloglarından alınır. Senkron reaktans değeri ne kadar küçükse jeneratör gücüde o oranda düşük seçilir. 5. Enerji kesilmesinde motorlar dışında sistemin diğer yükleri beslemede jeneratör çalıştırılabilir. 6. Jeneratörün uyarma regülatörü ayarlanarak jeneratörün yol alma sırasını aşağıda hesaplanacak yükü alacak şekilde ayarlanması gerekmektedir. 34

38 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Jeneratörün kısa devre gücü Xd=0,20 transiyent reaktansında 7,05 S SCG = = 35, 25MVA ve 0,2 Xd=0,12 transiyent reaktansında üzere 6,3 kv OG ana barasının kısa devre gücü: S SCBB =S SCTT +S SCG =174+35,25=209,25 MVA 4,23 S SCG = 35, 25MVA 0,12 = olmak Jeneratörün yol alması sırasında baralarda %10 gerilim düşümünü sağlamak için: S SCG 35,25 S = ( S + S ). = ( 14,45 + 8,8 ). MVA gücü üzerine SG SCM L 4 S SCBB 209,25 alacak şekilde yük regülasyon sistemi ayarlanacaktır. 7. Motor yol aldıktan sonra gerektiğinde güç kalitesini iyileştirmek amacıyla şebeke ile senkron çalışma devam ettirilebilir. Motorlara jeneratör üzerinden yol verilmesi durumunda şebekeden bağımsız tek başına çalışan jeneratörün baralarındaki gerilim düşümü aşağıda açıklanan metotla da bulunabilir. Motor genellikle nominal akımın 5-6 katı yol alma akımı seçtiğine göre, eğer jeneratörün baralarından çekilen yük ve söz konusu baralara bağlı motorların toplam güçleri çok yüksekse yüklerin aynı anda devreye alınmasıyla çok yüksek darbe akımları çekilir. Jeneratör subtransiyent ve transiyent reaktanslarından dolayı çok büyük gerilim düşümleri meydana gelir. Ve aşağıda açıklanan riskler ortaya çıkar Motorların yol alamaması Gerilim düşümünün yüksek olmasından dolayı uzun yol alma süresinin neden olacağı tehlikeli sıcaklık yükselmeleri Termik koruma cihazlarının açtırma yaptırması 35

39 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Buna ilave olarak tüm şebekenin ve açma /kapama cihazların etkilenmesi. Örnek. Jeneratör aşağıda karakteristikleri verilen motor gruplarını beslesin. Motorların aynı anda devreye alınması durumunda jeneratör baralarındaki gerilim düşümü bulunacaktır. Jeneratör karakteristikleri : S GN = 130 kva 0,8 güç faktöründe I GN = 150 A x d = 20% (örneğin) buradan I SCG = 750 A. Motorların toplam gücü P M = 45 kw (Jeneratör gücünün 45%) Motorların çektiği toplam akım I = 81 A Motorların yol alma M akımlarının toplamı I MS = 480 A ve yol alma süresi 2-20 saniye arası olduğu kabul edilecektir. Aynı anda motorlara yol verildiğinde jeneratörr ana baralarında oluşacak gerilim düşümü: ΔU I MS I GN = %= = % 55 Hesap sonucu bulunan U I I N SCG GN gerilim düşümü motorlar için kabul edilemez derecededir ve motorların yol alması mümkün değildir. Motorların toplam gücü P = 45 kw (Jeneratör gücünün 20% M Motorların yol alma akımlarının toplamı = A ) olduğunda motorların çektiği toplam akım I M = 35A alma süresi 2-20 saniye arası olduğu kabul edilecektir. ΔU I MS I GN = %= = % 10 U N I SCG I GN I MS 210 ve yol olacaktır. Gerilim düşümü değeri yüksek olmakla eğer motorlar uzun kablo hattı üzerinden besleniyorsa yol alma sırasında kabloda meydana gelen gerilim düşümü %5 geçmiyorsa yani toplam gerilim 36

40 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI düşümü %15 den fazla değilse ve meydana gelen toplam gerilim düşümün değerinde motorlar yeterli hızlanma momentini verebiliyorsa motorların yol alması mümkündür (Konu ile ilgili detaylı bigi için elektrik motorları ile tahrik edilen sistemlerin boyutlandırılması bölümüne bakınız). Yukarıdaki ifade güçler cinsinden ifade edilirse ΔU S MS SGN (%) Bu ifade S GN ifadesine göre U N = S SCG S GN düzenleirse x d jeneratörün transiyent reaktansı ve Δ U = Δu( (%)) U N gerilim düşümü olmak üzere olmak üzere 1 S GN =. S ( kva) (kva) olarak bulunur. MS 1 x ( ) d % 1 + ΔU (%). ( ) x d % Örnek : Bir elektrik tesisinde toplam en fazla yüklenmenin 200 kva olduğu sistemde transiyent reaktansı %20 olan generatör üzerinden beslenmede mil gücü 55 kw ve yol almada 6 katı akım çeken motora, ana barada %7 gerilim düşümü olacak şekilde çalışabilecek jeneratör gücü belirlenecektir. Sistem nominal gerilimi 400 Volttur. Motorun elektriksel gücü 63 kva olup devreye girme esnasında jeneratördan çekeceği güç 67x6=402 kva dır. Yol verme esnasında jeneratördan çekilecek güç: S = =652 kva MS dır. Jeneratörün gücü: 1 S SG = kVA 1 0, ,07 0,20 gücü haiz jeneratör seçilmelidir. dan büyük değerde nominal 37

41 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Jeneratör üzerinden motorların çalıştırılmasında önemli öneriler. 1 Eğer en büyük motorun gücü S M max ( kva) >. SGN ( kva) 3 ise motorun soft starter yani yumuşak yol verici ile devreye girmesi gerekir. 1 S M ( kva) >. SGN ( kva) Motorlara PLC 3 (programlanabilir lojik kontrolerle) sıra ile yol verilmesi gerekir. (Şekil 7) Şekil 5.8: Motorların sıayla PLC üzerinden devreye alınması 1 S M ( kva) <. SGN ( kva) ise yol verme için herhangi bir problem yoktur. 3 Not: Eğer jeneratör motorlardan başka yükleri de besliyorsa toplam motor güçleri için hesaplanan güce ve akımlara diğer yüklerin güçleri ve akımları da eklenecektir. Jeneratörlerin maksimum sürekli yüklere göre boyutlandırılmasında aşağıda verilen sıralamaya göre işlem yapılır. 1. Jeneratöre çekilecek güçlerin toplamı P belirlenir. Jeneratör ana güç kaynağı olarak çalışacaksa toplam yüklere ilaveten gelecekte muhtemel sistem 38

42 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI genişlemesinden olacak güç artışlarının karşılanabilmesi için %20 yedek kapasite ilave edilir. Toplam yükler belirlenirken transformatörlerde olduğu gibi harmonik yüklenmelerde göz önüne alınmalıdır. 2. P değerinden büyük olmak üzere P GN nominal jeneratör gücü seçilir. Jeneratör ısınma izin verilen sıcaklık değerlerinde aşağı kalmak şartıyla geçici sürelerde aşırı yüklenme şartlarında çalışabilecek özellikte olmalıdır. 3. Jeneratöre bağlı en güçlü motorun yol alması esnasında jeneratörün gerilim düşümü belirlenmelidir. Eğer motora sıklıkla yol verilmeyecekse jeneratörde %10 gerilim düşümü genellikle kabul edilebilir. Jeneratör gücü belirlenirken imalatçı verilerine başvurulmalıdır. Kabaca kural olarak jeneratöre bağlı motor direkt yol alacaksa jeneratör gücü en büyük motor gücünün an az 5 katı olmalıdır. Başka bir kriter de jeneratör klemenslerinde meydana gelecek kısa devre akımının büyüklüğü motorun yol alma akımının 8 katından büyük olmalıdır. 4. Jeneratörler bağlanacak UPS, frekans konvertörü gibi harmonik ihtiva eden yükler bulunması halinde eğer söz konusu elemanlara harmonik bastırıcı cihazlar bağlanmayıp harmonik etkileri azaltılmamışsa harmonik yüklenmeler göz önüne alınmalıdır. Harmoniklerden olacak ek yüklenmeler imalatçı firmadan alınmalıdır. Bu veriler imalatçı firmadan elde edilenemiyorsa, harmonik üreten yükler toplam güç ihtiyacı hesabında 2 katı olarak hesaba dahil edilmelidir. Örneğin jeneratöre bağlanan UPS gücü 100kVA ise jeneratörün gücünün belirlenmesinde yüklenme en az 200kVA olarak göz önüne alınacaktır. 39

43 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Jeneratörün gerilim yükseltici transformatör üzerinden bağlanarak gerçekleştirilen yük paylaşımlı stand-by sistemi Sistemin prensip bağlantısı aşağıdaki şekilde verilmektedir Şekil 5.8. Yük paylaşımı için OG sekonder baralara jeneratör+transformatör grubu veya gruplarının bağlanması Bu çalışma tarzı genellikle enerji alım tarifesi çift terimli olan sistemlerde kullanılır. Örneğin enerji gücü maksimum 8 kva güç üzerinden yapılan endüstriyel tesisde bu gücün üzerinde ayda 10 çalışma saatı üzerinde güç kullanımı gerekiyorsa söz konusu güç aşımından dolayı cezalı fatura ödememek için fazla gücü karşılamak üzere jeneratör tesis edilir ve jeneratör yük artışı olan saatlerde şebeke ile senkron olarak devreye sokulur. Jeneratör ayrıca enerji kalitesini arttırmak üzere şebeke enerji kalitesinin düştüğü zamanlarda şebeke ile senkron olarak çalıştırılır. Ayrıca şebeke enerjisinin kesildiği durumlarda uygun yük atma sistemi ile donatılarak temel yükler için stand-by çalışma 40

44 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI sağlanır. Bunun için tesisin enerjisini kontrol ve düzenleme amacıyla Güc izleme ve idare sistemi kurulması gerekir. Bu sistemde kesicilerin açma ve kapama kapasiteleri belirlenirken şebekeve jeneratörün parallel çalışma durmunda meydana gelen subtransiyent maksimum kısa devre akımları esas alınarak belirlenir. Aşağıdaki şekilde alçak gerilim sistemine dogrudan jeneratör veya jeneratör grubu bağlanarak gerçekleştirilen yük paylaşımlı stand-by besleme sistemi prensip şeması verilmektedir. Şekil 5.9. AG ana baralarına doğrudan jeneratör grubu/grupları bağlanarak gerçekleştirilen yük paylaşımlı stand-by besleme sistemi Jeneratör gücünün belirlenmesi yukarıdaki örnek de verilen esaslara göre yapılır. Aynı şekilde güç izleme ve idare sistemi kurularak şebeke enerjisinin kesilmesi halinde gerekli işlemler yapılarak yük atma ile temel yüklerin beslemesi mümkün olur. Şebeke güç kalitesinin düştüğü durumlarda beslemenin kalitesini yükseltmek amacıyla şebeke ile senkron olarak çalıştırılarak enerji kalitesinin kabul edilebilir sınırlar içinde tutulması sağlanır. Bu sistemde kesicilerin açma ve kapama kapasiteleri belirlenirken şebekeve jeneratörün parallel çalışma durmunda meydana gelen subtransiyent maksimum kısa devre akımları esas alınarak belirlenir. 41

45 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Yük atmalı stand-by besleme sistemleri Ayrı jeneratör barası üzerine temel yükleri bağlayarak kurulan sistem Temel yüklerin kesin olduğu ve zamanla önceden tahmin edilen, örneğin %20 yedek yüklenmenin aşılmayacağı nisbeten küçük güçlü AG tesisleri için kurulan rijit sistemlerdir. Şebekeden beslenmede Q3 kuplaj kesicisi kapalı olup şebeke yükün tamamını üzerine alır. Şekil Jeneratör baralı yük atmalı stand-by sistemi Şebeke enerjisi kesildiği zaman, otomatik olarak Q3 kuplaj kesicisi ve Q1 transformatörün kesicileri açılır, jeneratör çalışmaya başlar ve gerekli besleme şartları gerçekleşince; Q2 kesicisi kapanarak, jeneratör barasına bağlı temel ve öncelikli yükleri enerjilendirir. Şebeke enerjisi geldiğinde tekrar sistemin durmaması için; önce transformatörün Q1 kesicisi kapanır ve gerekli senkronizasyon şartları gerçekleştiğinde, Q3 kesicisi kapanarak jeneratör barası senkron olarak şebekeye bağlanır. Bir süre şebeke ile senkron çalıştıktan sonra; Q2 jeneratör kesicisi açılır; jeneratör, şebekeden ayrılır ve ayarlanan sürenin tamamlanmasından sonra jeneratör durur. Sistemin yapısı basit ve ucuz olup sistemde değişikliğin yapılması zor ve pahalıdır. İşletme şartları kesin olup, gelecekte yüklenme tarzı 42

46 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI değişmeyecek olan tesisler için uygulanır. Bu sistemde kesicilerin açma ve kapama kapasiteleri belirlenirken şebekeve jeneratörün parallel çalışma durmunda meydana gelen subtransiyent maksimum kısa devre akımları esas alınarak belirlenir Aynı bara üzerinden beslenen yük atmalı stand-by besleme sistemi Bu sistemde jeneratör grubu/grupları ve şebeke aynı bara üzerine bağlanmıştır. Şebekede oluşacak enerji kesintisi durumunda Q1 kesicisi devre dışı olur ve jeneratör çalışmaya başlar. PLC vasıtasıyla normal yükleri besleyen kesiciler otomatik olarak açılarak devre dışı olur ve temel ve öncelikli yüklerin kesicileri kapalı kalır. Besleme şartları oluşunca Q2 kesicisi kapanarak jeneratör temel ve öncelikli yükleri beslemeye başlar Şekil Jeneratör ve transformatör tek bara üzerine bağlanması ile kurulan stand-by besleme sistemi Şebeke enerjisinin tekrar geldiğinde işletmenin tekrar duruşa geçmemesi için gerekli senkronizasyon şartları sağlandığında şebeke ile jeneratörün parallel çalışması Q1 kesicisi kapatılarak sağlanır. Paralel çalışma sağlandığında PLC vasıtasıyla normal yükler sırası ile devreye alınır. Devreye alma işlemleri tamamlanınca Q2 kesicisi ile jeneratör beslemeden çıkarılır. Bu tip stand-by jeneratör besleme sistemi daima yükleme planın 43

47 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI değişimi PLC yazılım üzerinde kolaylıkla yapılabildiğinden tesisin işletmesine göre yükleme planın değişik şekilleri uygulanabilir. Bu nedenle esnek çalışma sağlanabilen bir sistemdir. Ancak pahalı bir sistem olup proses gereği yükleme planında değişik ollabilecek tesislerde kullanılır. Jeneratör gücü, en yüksek gücü çekecek yükleme planındaki toplam yüklenme esas alınarak belirlenir Büyük komplike endüstriyel tesislerde yük atma pensibine göre çalışan stand-by ve acil durum besleme sistemine ait jeneratör grupları Şekil 5.12 de görüldüğü AG jeneratör grupları ile transformatör vasıtasıyla OG tarafından gerçekleştirilir. Bu besleme sistemi stand-by beslenmede darbeli yüklerin değerlerinin düşük olduğu sistemler için elverişlidir. Enerji geldiğinde şebekeyle senkron elde edilerek öncelikle şebeke ile jeneratör parallel olarak devreye alınarak ve sistemin tam enerjilendirilmesini takip eden belirli süre sonra jeneratör grubu/grupları devre dışı olarak işletmenin ikinci bir defa durması önlenmiş olur. Şekil 5.12-a. Şebeke beslemesi Şekil 5.12-b Stand-by besleme 44

48 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Şekil 5.12.c. Acil durum besleme Şekil Acil beslemenin AG jeneratörleri vasıtasıyla OG tarafından gerçekleştirilmesi Büyük endüstriyel tesislerde ikinci tesis tipi Şekil 5.13 de görüldüğü gibi OG jeneratör gruplarıyla doğrudan OG tarafından gerçekleştirilir. Bu tip besleme darbeli yüklerin enerji kesilmesi halinde devreye alınması için uygun sistemdir ve sistem yük atma prensibine göre çalışır. Şekil 5.13-a Şebekeden beslenme Şekil5.13-b Stand-by besleme 45

49 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Şekil 5.13-c Acil durum beslemesi Şekil Acil beslemenin OG jeneratör grupları vasıtasıyla OG tarafından gerçekleştirilmesi OG tarafından acil beslemenin sağlanması genellikle güç ihtiyacı yüksak olan birden fazla atölye veya imalathane binaları bulunan site şeklinde endüstriyel kuruluşlar için tercih edilen bir besleme şekli olup; gerek işletmenin aynı anda tekrar devreye alınması ve gerekse iletim kayıplarının düşürülmesi açısından tercih sebebi olmaktadır Küçük endüstriyel tesislerde jeneratör besleme sistemleri Tek besleme kaynağı Şekil de küçük bir endüstriyel tesisin stand-by besleme sisteminin bağlantı şeması görülmektedir. Söz konusu tesiste normal işletme şartları altında öncelikli yüklerde şebeke tarafından beslenir. Şebekede güç kaybı meydana geldiğinde Q3 kuplaj kesicisi açılarak jeneratör grubu çalıştırmaya başlanır ve jeneratöor enerji verebilir duruma gelince Q2 kesicisi 46

50 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI kapatılarak sisteme ait öncelikli yükler barası generatör üzerinden beslenir. Kritik yüklerdeki enerji kesilmesi çok kısa süreli olsa dahi kabul edilemeyeceğinden sürekli olarak UPS kesintisiz güç kaymnağı üzerinden beslenir. UPS sistemi iç hata halinde veya yüklerin darbeli olarak devreye girme durumunda doğrultucu/inverter devresini acilen by-pass edecek statik elektrik anahtarı ile donatılır ve böylece elektrik enerjisinin sürekli olarak kesintisiz temini sağlanır. Şekil 5.14 de verilen tertipte jeneratör grubu güçleri 259kVA ile 800 kva arasındadır. Şekil Küçük endüstriyel tesislerin beslenmesi için tipik stand-by acil sistemi Bu bağlantı şeklinin avantajı, basitliği ve işletme kolaylığıdır. Öncelikli yüklerin tamamı jeneratör tarafından beslenen baraya bağlanır. Eğer UPS bir jeneratör tarafından beslenecekse UPS in bataryalar üzerinden kritik yükleri besleme süresi en az 10 dakika olarak belirlenir. UPS in hem normal hemde by-pass beslemesi öncelikli yükleri besleyen bara sistemi üzerinden yapılır. Büyük ve geniş endüstriyel tesislerde Stand-by güç besleme sistemleri, şekil 5-15 de görüldüğü gibi kurulur İki ana besleme kaynağı bulunan sistemler 47

51 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI ATS : Otomatik transfer anahtarı Şekil Büyük endüstriyel sitelerde tipik stand-by besleme Ana panolar, normal olarak şebeke üzerinden beslenir. Buna rağmen bazı tesislerde jeneratörlerden biri sabit olarak işletmede kalır. Ana panolar jeneratör gruplarının birbirleriyle ve şebeke ile paralel çalışmasını sağlayacak şekilde düzenlenecektir. Şebekeden jeneratör beslemeye geçiş her bir tali pano üzerinde otomatik transfer sistemi vasıtasıyla yapılmalıdır. Eğer jeneratör grupları sürekli çalışıyor durumda enerjili ise hiç bir enerji kesintisi olmaksızın hızlı transfer kullanılır. Merkezi stand-by beslemenin kullanılmasında aşağıda açıklanan avantajlar sağlanır. Söz konusu sitede daha az sayıda jeneratör kullanılır. Normal olarak 2-adet. 48

52 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Kalıcı olarak enerjilendirilen jeneratör grubu hızlı transferin kullanılmasına imkan verir. Bır jeneratör grubu bakıma alındığında acil besleme sisteminde herhangi bir kayıp ortaya çıkmaz. Jeneratör gruplarının bu beslemedeki güç aralıkları 1-4 MW olarak belirlenir Endüstriyel tesislerde otoprodüktör olarak jeneratör grupları ile sürekli enerji üretimi Şekil Ulusal şebekeden beslenmeyen endüstriyel sitelerde enerji üretimi Hiç bir şebekeye ulaşımı mümkün olmayan veya bölgede bulunan mevcut şebeke gerek söz konusu endüstriyel site için, gerek enerji yeterliliği ve gerekse enerji sürekliliği açısından yeterli durumda değilse veya enerji üretilmesi daha ucuza mal edilebiliyorsa; bu gibi yerlerde jeneratör grupları vasıtasıyla enerji üretimi yapmak kaçınılmaz hale gelir. Tipik tesisi Şekil 5.16 de görüldüğü gibidir. N jeneratör grubu güç ihtiyacı ve yüklenme planına göre belirlenen kademelendirme ile belirlenir. Ancak jeneratör grupları bakım gerektireceğinden ve en az gruplardan bir tanesi 49

53 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI bakım gerektireceğinden gerekli olan yükü N-1 adet grup karşılayacaktır. Kademe planı hazırlanırken jeneratör grubu en az %50 yükle yüklenecek şekilde boyutlandırılmalı ve söz konusu grubun gücü belirlenmelidir. Düşük yüklenme faktörü jeneratör grubu için zaralı olur. En yüksek başlangıç yüklenme faktörü 2 F ifadesiyle N = N 1 belirlenir. Örneğin 6 gruplu sistemde yüklenme faktörü %80 olarak belirlenir. Bu tesislerde kuplaj kesicisi sık sık kullanılır. Normal şartlardaki santral işletmesinde kuplaj kesicilerinin tamamı normal olarak kapalıdır. Bu nedenle kısa devre hesapları N sayıda grup devrede olması haline göre yapılmalıdır. Lokal üretim için kullanılacak güç temini genellikle şebekeden çok zayıftır ve bu nedenle hata şartları süresince sistem stabilitesinin sağlanabilmesi için yük atılması gerekli olabilir. Atılacak yük miktarının belirlenmesinde farklı yüklenme şartlarında şebekenin dinamik simülasyonunun bilinmesi gereklidir. Bu çalışmalarda öncelikle sistem konfigürasyonunun göz önüne alınması gerekir. Enerji üretim sistemlerinde jeneratör-transformatör grubunun kullanılmasının avantajları aşağıda açıklanmıştır. Jeneratör geriliminin seçiminde esneklik sağlar. Ana panodaki darbe kısa devre akımını azaltır. Jeneratörda meydana gelebilecek toprak hatasında oluşabilecek hasarları azaltmak amacıyla yüksek empedans jeneratör topraklamasını mümkün kılar. 50

54 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI 5.3. Jeneratör gruplarının çalıştırılması Diesel-jeneratör grubunun acil güç olarak sık sık devreye girmesi söz konusu olduğu yerlerde bu grupların hızlı ve güvenilir bir şekilde devreye girmesi sağlanmalıdır. Bu nedenle gruba ait yağlama, ısıtma ve soğutma suyu devreleri, yol verme sistemleri gibi yardımcı ekipmanların sürekli bakım ve kontrol altında tutulması gereklidr Devreye girme süresi Herhangi bir nedenle enerji kaybı durumunda acil sistemleri devreye girme durumlarının tayini için 2-tip süreklilik tanımlanmııştır. Kesintili süreklilik: Gerek proses ve gerekse üretimin devamı açısından gerekli sistemlerin enerjilendirilmesi için izin verilen süredir. Kesintisiz süreklilik: Örneğin ameliyat odaları gibi insan hayatının tehlikeye girmesi muhtemel olan yerler veya kumanda, kontrol, data proses sistemleri gibi yükler için kısa süreli olsa dahi enerji kesintisine izin verilmez. Jeneratörün çalışmaya başlamasından ve jeneratör kesicisinin kapanmasına kadar olan süre 15 saniye olarak tüm jeneratör grubu imalatçıları tarafından garanti edilir. Belirlenen daha kısa yol alma sürelerinden grubun maliyetini çok arttıracağından 51

55 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI kaçınılması gerekir. Enerji kesintisine izin verilmeyen kritik yükler jeneratörün yol alma süresinde kesintiye uğramaması için UPS kesintisiz güç kaynağı üzerinden beslenmelidirler. Jeneratörlerin çalıştırılması için 2- yol verme şekli vardır. Bunlardan birisi sıkıştırılmış hava ile diğeri ise akü bataryaları ile yol vermedir. Sıkıştırılmış hava ile yol verme genellikle büyük tesislerde kullanılır. Hangi şekil olursa olsun yol verme ekipmanları en az peşpeşe üç- yol vermeyi sağlayabilecek şekilde boyutlandırılır. Yol verme esnasında hatalardan sakınmak için sistem koruyucu bakımı sağlamak amacıyla dikkatli izlenmelidir. Yol verme sistemleri içinde hatalar akü bataryalarıyla sağlanan yol verme sistemlerinde olmaktadır. Güvenilir bir yol vermenin önemli olduğu yerlerde sıkıştırılmış havalı yol verme sistemleriin kullanılması gerekir. 52

56 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI 5.4. Devreye alma durumlarına göre acil besleme sistemleri Acil besleme sistemleri (Acil durum ve Stand-by) 2-farklı işletme şekline sahiptir 1. İşletme şekli güç hatası veya güç kaybında çalışmaya başlar. Dizel motorun çalışmaya başlaması bataryalarla gerçekleştirilir. Bu uygulamada enerji kaybı ve jeneratörün devreye girme süresi fazladır. Jeneratör grubunun devreye alınması için en basit uygulama Şekil 5.17 de olduğu gibi elle devreye almadır. Ancak genellikle Şekil 5.18 deki gibi otamatik devreye alma uygulanır. Burada gecikme süresi küçük gruplar için 6-15 saniye, büyük gruplar için 180 saniyeye kadar olabilir. 2. İşletme şekli 2 saniyeden daha kısa (Şekil 5.19) veya sıfır saniye (Şekil 5.20) transfer süresine sahip işletme şeklidir. Bu düzenlemelerde yüksek ataletli volan, mekanik olarak jeneratöre bağlanmıştır. Sistem şebeke üzerinden beslenirken, volan ve jeneratör doğru hızda elektrik motoru tarafından tahrik edilir. Şekil 5.21.c de gösterilen düzenlemede şebekede oluşan enerji kesilmesi durumunda elektromanyetik kavrama start vermek ve jeneratörü tahrik etmek üzere dizel motorla volanı bağlar. Motorun çalışmaya başlaması ve otomatik olarak yükü üzerine alması için geçen süre 0,5-2 saniye arasındadır. 53

57 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Şekil Elle çalıştırma Şekil Otomatik çalıştırma Şekil Hızlı devreye girme Şekil Kesintisiz çalışma Şekil 5.21.d deki düzenlemede, normal sistem işletmesi sırasında, güç dağıtım şebekesinden temin edilmeyip şebekeden beslenenen motor tarafından tahrik edilen jeneratör üzerinden temin edilmektedir. Şebekeden gelen enerjinin kesilmesi durumunda, volanın yüksek ataleti elektromanyetik kavrama tarafından dizel motoru çalıştırarak enerji üretimini sağlamakta ve bu arada sistemin dönmesi devam ettiğinden jeneratör enerji üretimine devam etmektedir. Böylece içten yanmalı motor 54

58 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI jeneratörü tahrik ederken sıfır saniye transfer süresinde enerji temini sağlanmaktadır. Şekil de Şekil 5.21.c ve 5.21.d söz konusu bağlantılar için bazı uygulamalar gösterilmektedir. Şekil Sıfır saniye transfer süresi için volanla donatılmış içten yanmalı motor jeneratör grubu Şekil 5.21 de: a) normal şebekeden beslenme şartları altında motor olarak çalışan jeneratör işletmesini, b) Normal şebekeden beslenme şartları altında jeneratörün sürekli olarak motor tarafından tahrik edilmesini, c) Normal şebekeden beslenme şartları altında motor/jeneratör tarafından jeneratörün tahrik edilmesini göstermektedir. Yük 1 : kesintisiz beslenmesi gereken yükleri Yük 2 : kesicinin kapanma süresi kadar kısa süre kesinti yapılabilen yükleri göstermektedir. Uygun dizayn edilen jeneratör grupları ye yedek güç kaynakları ve kesintisiz güç kaynakları için tüm gereklilikleri karşılar. Jeneratör talep edilen yükler için uygun seçilmişse sıfır saniye transfer süresi elde edilir ve güç kalitesi yüksektir (kaynak empedansı düşük ve kısa devre gücü yüksek olmalıdır). Diğer taraftan jeneratör gruplarının özellikle yüksek güçlü üniteler de bazı dezanvantajları vardır. Bunlar yüksek gürültü, büyük yakıt depolama ihtiyacı ve yüksek miktarda hava girişi ve ekzost sistemleridir. Sonuç olarak bu jeneratör grupları, ayrı ve nisbeten iş yapılarından mesafeli ayrı yapılarda tesis edilirler. 55

59 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Jeneratör grupları, tek başına çalıştığı gibi diğer jeneratör grupları ve şebeke ile birlikte çalışma şekilleri olabilir. Jeneratör diğer bir kaynakla çalıştığında; birlikte çalışacağı kaynakla senkronize olmalı ve kademeli olarak yüklenmelidir. Jeneratör grubu tek başına çalıştığında, ya tüm yüklerin aynı zamanda devreye girmesi durumuna göre yada kademeli olarak devreye girmesi durumunda çalışacak şekilde boyutlandırılır. Jeneratörün çıkışındaki frekans ve gerilim değişimleri, kademe yüklerinin büyüklüğüne bağlıdır. 56

60 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI 5.5. Jeneratörlerin tek olarak bağımsız çalışması Jeneratör grupları, genellikle belirlenen güç ihtiyacına göre çalışacak şekilde dizayn edilirler. Bu durumlarda frekans motordaki hız regülatörü (governor) vasıtasıyla kontrol edilecek ve düzenlenecektir. Jeneratörde bulunan gerilim regülatörü, jeneratörün uyarma devresindeki uyarma akımını düzenleyerek jeneratörün çıkış gerilimini ayarlar. Jeneratörler normal olarak 0,8 güç faktöründe çalışır ve uyarma akımı otomatik olarak düzenlendiğinden; bir çok güç faktörü kompanzasyonu ekipmanına sahip olmayan yükleri beslerler Şebeke ile paralel çalışma Jeneratör gruplarının şebeke ile paralel çalışması gereken durumlarda, şebeke beslemesi daha kuvvetli ise sistemin frekansını ve gerilimini belirler. Diğer jeneratör grupları ile paralel çalışma Yaklaşık olarak aynı güçlerde diğer jeneratör gruplarıyla paralel çalışma durumlarında 3-temel şekil kullanılır: 1. Jeneratör gruplarının içinden bir tanesi sabit aktif ve reaktif çıkış gücüne ayarlıdır. Jeneratör gruplarından bir tanesi diğer gruplarla eşzamanlı çalışma şeklinde olup izin verilen sınırlar içerisinde gerilim ve frekansı tutmak için gerekli aktif ve reaktif gücü sağlar.frekans ve gerilim değişimi ile ilgili herhangi bir sekronizasyon 57

61 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI talimatı söz konusu jeneratör grubuna gönderilir. Tüm yük değişimleri bu grup tarafından absorbe edildiğinde geniş yük değişimlerinin olduğu işletmelerde bu çalışma şekli kolay olmayacaktır. 2. Bütün jeneratör grupları düşme şeklinde çalıştırılır yani bütün aktif ve reaktif eşit olarak gruplar arasında paylaştırılır veya nominal güçleri ile orantılı olarak paylaştırılır. Yüklerdeki değişimlerin neden olduğu frekans ve gerilimdeki değişimler jeneratörü tahrik eden motorun hızlarında da değişimlere neden olur. Diğer bir kaynakla grupların senkronizasyonu düşme değerlerinin ayarlanmasıyla sağlanabilir. 3. Şekil de görüldüğü gibi jeneratör grupları aktif ve reaktif güçleri paylaşır. Her gruptaki hız regülatörü aktif güç dağıtıcısından aktif güç ayar noktasını alır. Aynı şekilde her bir uyarma regülatörü reaktif güç dağıtıcısından reaktif güç ayar noktasını alır. Bu çalıştırma şekli, geniş yük değişimi olan sistemlerde frekans ve gerilimin sabit tutulmasını sağlayan en uygun çalıştırma şeklidir. Şekil Yük dağıtım sistemi kullanarak yapılan paralel çalışma 58

62 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI 5.7. Transfer şekilleri ve senkronizasyon Güç kaybı veya enerji kesintisinde otomatik transfer, normal olarak şebeke beslemesi herhangi bir nedenle kesildiğinde, minimum kesinti süresinde yedek besleme kaynağı ile yüklerin beslenmesi için gerçekleştirilir. Transfer, enerji kaybının nedeni çıkış baralarındaki hatadan dolayı meydana gelmişse, bloke edilir ve gerçekleştirilemez. Transferde genellikle iki teknik kullanılır. 1. Rezidüel gerilim transfer: En fazla kullanılan otomatik transfer şekli olup aşağıda açıklanan kademelerle gerçekleştirilir Giriş kesicisi açtırılarak diğer kaynakla olan bağlantısı kesilir. Jeneratör grubu çalıştırılır. Jeneratör grubu tarafından beslenmeyecek yükler devre dışı edilir. Jeneratörün bağlanacağı bara üzerindeki rezidüel gerilim %30 den daha aşağıya düştüğü ve jeneratör enerji verebilecek konuma geldiğinde generatör kesicisi kapatılır. 2. Hızlı transfer: Bu transfer şekli herhangi bir enerji kesilmesine izin verilmeyan işletmelerde kullanılır. Bu gibi sistemler sürekli ve acil yedek beslemeye ihtiyaç duyarlar. Yüklerin, tahrik makinaları yavaşlamadan yedek beslemeye bağlanma süresi 150 mili saniyeden az 59

63 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI olacak şekilde yedek güç kaynağına transferi gerekmektedir. Faz açılmasından dolayı meydana gelebilecek yüksek akımlardan ve mekanik zorlamalardan sakınmak için motorları devre dışı edilmesi gerekir. 3. Geçiş transferi: Normal şebeke gerilimi geldikten sonra yükler jeneratör beslemesinden şebeke beslemesine transfer edilirler 60

64 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI 5.8. Senkronizasyon işlemleri Jeneratörlerın, jeneratör grupları veya şebeke ile paralel bağlanarak çalıştırılma işlemine yani bunların paralel bağlanması için gerekli şartların yerine getirlmesine senkronizasyon veya senkronlama ve senkronizasyon şartlarının ölçülmesi,kontrolu ve gerektiğinde yerine getirilmesi gereken tertiplere senkronizasyon tesisleri denir. Paralel bağlanma şartları Gerek jeneratörün diğer gruplarla paralel bağlanması ve gerekse şebeke ile paralel bağlanması ya da kaynak değiştirilmesi durumlarında daima aşağıda açıklanan şartların gerçekleşmesi gerekir. Yalnız bu arada göz önüne alınması gereken jeneratör gruplarına veya şebekeye ait büyüklükler esas tutularak paralel bağlanacak jeneratör grubunun büyüklüklerinde değişiklik yapılarak bağlanacağı sistemin büyüklüklerine uydurulması gerektiğidir. Bu nedenle şebekeyi besleyen jeneratör gruplarına ve şebekeye ait büyüklüklere şebeke büyüklüğü ve paralel bağlanacak jeneratörlere ait olan büyüklüklerede jeneratör büyüklüğü olarak ele alınacak ve şebeke büyüklüklerinin jeneratör büyüklüklerinin yanında daima sabit olduğu ve şebekenin oldukca kuvvetli olduğu kabul edilecektir. Jeneratör için paralel bağlama şartları 61

65 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI 1. Gerilimlerin eşit olması: Paralel bağlanması söz konusu olan jeneratör grubuna ait gerilim değerinin şebeke veya diğer jeneratör gruplarının gerilimine eşit olması gerekir. Jeneratör gerilimi, şebeke geriliminden farklı ise; uyarma regülatörü vasıtasıyla gerneratorun uyarması ve sonuç olarak gerilimi ayarlanır. Genellikle senkron jeneratörlerin boşta çalışma esnasındaki gerilimleri dönme sayısı ve uyarma akımı ile orantılıdır. Fakat diğer taraftan jeneratörün dönme sayısı ile frekans doğrudan ilgili olduğundan ve jeneratörün frekansının şebeke frekansına eşit olması gerektiğinden; gerilim ayarlaması yapılması için hiçbir zaman frekans değiştirilmez ve gerilim ayarı yalnız uyarma akımı ile yapılır. Boşta çalışan jeneratörün gerilimini artırmak için jeneratörün uyarma akımı arttırılır, gerilimi azaltmak için uyarma akımı azaltılır. Gerilimler eşit olamadan, jeneratörler veya santraller paralel bağlanacak olursa büyük dengeleme (sirkülasyon akımları) meydana gelir. Bu sirkülasyon akımları, jeneratörlerde termik ve dinamik zorlamalara neden olur. Ancak bir jeneratörün daima normal akımıyla ani olarak yüklenmeye veya ani olarak normal yükünün kaldırılmasına dayanıklı olması gerektiğinden; nominal akım mertebesinde sirkülasyon akımlarının geçmesine izin verilir. Gerilimlerin farklı olması nedeniyle meydana gelen reaktif sirkülasyon akımları, eğer jeneratör gerilimi şebeke geriliminden küçük ise jeneratör tarafından şebekeden çekilir. Jeneratör gerilimi büyükse jeneratör tarafından şebekeye verilir. Ayrıca gerilimlerin farklı olmasından ileri gelen bu sirkülasyon akımları, tamamen reaktif akımlar olduğundan jeneratör milinin zorlanmasına neden olmayıp sadece jeneratör sargılarının ısınmasına yola açar. 62

66 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Jeneratörde nominal akım mertebesinde bir sirkülasyon akımı meydana getirecek gerilim farkı, yaklaşıklık %10 kadardır. Şu halde jeneratör gerilimi, şebeke geriliminden %10 faklı olduğu durumda paralel bağlama yapıldığında jeneratörün nominal akımı seviyesinde bir sirkülasyon akımı geçer ve bu da zararlı değildir. 2. Frekansların eşit olması: Paralel bağlamanın ikinci şartı frekans eşitliğidir. Jeneratör frekansı şebeke frekansına eşit değilse; jeneratörü tahrik eden makinanın (türbin veya dizel motor) devir sayısı ayar edilir. Senkron makinalarda devir sayısı ile freakansı arasındaki bağlantı n.p ifadesiyle verilir. Burada n jeneratör grubunun devir sayısı (devir/dakika) p senkron makinanın çift kutup sayısıdır. Jeneratör grubunun frekansını bağlanacağı kaynağin freakansına eşitlemek için tahrik makinasına ait devir sayısı regülatörü üzerine etki edilir. Devir sayısı veya hızını arttırmak için tahrik maddesi arttırılır veya devir hızı şebeke frekasınsının üzerinde bir frekans oluşturuyorsa devir hızını düşürmek için tahrik maddesi kısılır. Paralel bağlama sırasında jeneratör grubunun frekansı ile şebeke frekansı farklı ise frekans farkına bağlı olarak bir sirkülasyon akımı geçer. Ancak bu sirkülasyon akımı, aktif akım olup; jeneratör grubunun frekansı, şebeke frekansından düşük ise; jeneratör grubunu senkronize getirmek maksadı ile jeneratör grubunun dönen aksamınınn hızlandırılması yönünde (aksi halde frenlenmesi yönünde) etki yapar. Bu nedenle bu tip sirkülasyon akımı jeneratör mili üzerinde bir zorlama etkisi yapar bazı durumlarda jeneratör mili tahrip olabilir. Frekans farkından dolayı 63 f = 60

67 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI meydana gelen sirkülasyon akımları ayrıca jeneratör sargıları üzerinde şiddetli ısınma tesirleri meydana getirdiği için bu akımlar daha çok öneme sahiptirler. Bununla beraber her senkron jeneratörün tam yükü ile ani olarak yüklenebilmesi gerektiğinden normal akım seviyesinde sirkülasyon akımı meydana getirecek %1-2 kadar frekans farkına izin verilir. Paralel bağlanan jeneratörün derhal bir miktar yükü üzerine alması arzu edilirse jeneratörün freakansı şebeke frekansının %0,5-1 kadar daha büyük değere ayar edilir. 3. Fazların eşit olması: Paralel bağlanacak generatörün gerilimi paralel bağlama anında faz durumu bakımından şebeke gerilimi ile üst üste olmalıdır. Aynı isimli fazlar arasındaki potansiyel farkı olduğunda yani gerilimler arasındakı faz açısı sıfır olmadan jeneratör şebekeye bağlanırsa ani olarak bir aktif sirkülasyon akımı meydana gelir. Ve paralel bağlanan makinanın rotoruna darbe etkisi yaparak bunun hızını arttırmak veya frenlemek suretiyle kutupları faz bakımından uygun duruma getirmeye çalışır. Jeneratör nominal akım mertebesinde bir sirkülasyon akımına dayanıklıolduğundan belirli faz açısı farkında jeneratör grubunun paralel bağlanmasına izin verilir. 4. Faz sıralarının eşit olması: Paralel bağlanacak jeneratörlerin faz sıralarının aynı olması gerekir. Bu faz sırası kontrolunun yeni devreye alınacak jeneratör için bir defaya mahsus yapılması yeterlidir. Faz sıraları uygun olmayan jeneratörün şebekeye bağlanması durumunda fazlar arasında faz gerilimlerine eşit potansiyel farkı olacağından büyük bir sirkülasyon akımı geçecek ve şebekenin büyük olduğu göz önüne alındığında bu sirkülasyon akımının etkisiyle jeneratör ters yönde döndürülmek istenecektir. Halbuki paralel 64

68 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI bağlanan jeneratör grubu başlangıçtaki faz sırasına göre tahrik edildiğinden makina mili burularak zorlanacaktır. Ancak gerilim farkının çok büyük olmasından ve geçen sirkülasyon akımının büyüklüğünün yüksek olmasından dolayı, genellikle makina daha fazla zorlanmadan koruma sistemi vasıtasıyla jeneratörü şebekeye bağlayan cihazlar açtırılır. 5. Jeneratör kesicisinin senkronizasyonu: Herhangi bir zamanda ve durumda jeneratör grubunu diğer jeneratör grupları veya şebeke ile paralel çalışması gerektiğinde söz konusu kaynaklarla senkronize olması gerekir. Senkronizasyon temel olarak jeneratörün gerilim, frekans ve faz açılarının sistem gerilim,frekans ve faz açılarının yakınına getirmektir. Sistem frekans ve gerilimi pek az yüzde ile jeneratör değerlerinden farklı ise jeneratörün tahrik makinasına ait hız reğülatörü vasıtasıyla motorun hızının ve uyarma regülatörü vasıtasıyla geriliminin ayarlanması gerekir.jeneratör gerilimi ve frekansıyla faz açıları, hemen hemen aynı olduğunda jeneratör kesicisine kapama kumandası verilir. Senkronizasyon normal olarak jeneratör ve bağlanacağı sistemin gerilimlerini, freakanslarını ve faz açılarını ölçen ve bunları karşılaştıran röleler vasıtasıyla otomatik olarak yapılır. Bu röleler, jeneratörün gerilim ve frekansını otomatik olarak ayarlayarak jeneratör ile paralel bağlanacağı kaynak arasındaki faz açıları yeterince küçük olduğunda kapama kumandası verir. 65

69 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Şekil Dizel jeneratör grubunun genel yapısı Bir grup otomatik senkronizasyon ekipmanı uygun gerilim transformatörlerı seçerek birden fazla jeneratör grubu için kullanılabilir. Elle yapılan senkronizasyon sistemi senkronizasyon sistemini yedeklemek için tesis edilir. Şekil Dizel jeneratör grubunun yardımcı elemanları ile genel yapısı 66

70 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Şekil Dizel-jeneratör grubu tesis yerinin yaklaşık boyutları 67

71 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI 5.9. Sürekli işletmede aktif ve reaktif güçlerin değişimi Jeneratör grubunun çıkış güçü açıklanması gereken en önemli kriterdir. Generatörün aktif ve reaktif güçleri aşağıda verilen Şekil 5.26 da gösterilmektedir. Şekil Aktif ve reaktif güç diyagramları ve işletme sınırları Aktif güç çıkışı Kullanılan yakıtın cinsi ve tipine Soğutma ortamının sıcaklığına Deniz seviyesinden olan yüksekliğe 68

72 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Jeneratör grubunun çalışacağı ortamın relatif nemime bağlıdır. Meydana gelebilecek aşırı yüklenmeye ve yük değişimlerine bağlıdır. ISO standardı dizel-jeneratör grupları için 3 farklı güç değeri tanımlamışlardır. Bunlar: Sürekli güç değeri: Makinanın %100 yüklenmesinde sürekli olarak çalışabileceği değerdir. Bu güç değeri acil besleme sistemlerinin dışında sürekli enerji üretimi yapan jeneratör grupları için kullanılır. Birincil güç değeri (Prime power rating): karşılaması temel yük değerinde sürekli çalışır. Ancak %100 yük değerinde sınırlı sürede çalışır. Bu temel yük ve belirlenen çalışma süresinde %100 yük her bir jeneratör grubu imalatcıları için farklıdır. Ancak genelde tipik değer olarak nominal gücün %70 i temel yük olarak sürekli çalışma ve yılda toplam 500 saat %100 yükte çalışma olarak belirlenir. Stand-by güç değeri: Motorun verebileceği ve belirlenen süre ile sınırlı maksimum güç değeridir. Tipik olarakbelirlenen süre yılda 500 saatten azdır.bu değer jeneratör grubu emergency uygulamasında kullanılmalıdır. Motor jeneratör gücünün %10 u daha fazla güçte tutulur. Standardlar her 12 saatte bir 1 saat süre ile %10 aşırı güç olarak belirler. Jeneratör grubunun birincil enerji kaynağı olarak kullanılması durumunda aşağıda belirtilen krıterler göz önüne alınmalıdır: Diğer gruplar ve şebeke ile paralel işletme durumu sağlanmalıdır. Şebeke kesildiğinde tam yük altında yol alabilmelidir. Uzun ömür için düşük hızlı ekipman (dizel motor için maksimum 750 devir/dakika ) seçilmelidir. 69

73 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI 70

74 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI 5.10 Transformatörler Giriş Sekil Yağlı tip transformatörün dış ve iç görünümleri Transformatörler, gerilim ve akımın ölçülmesi veya sinyal ve gücün taşınması gibi özel maksatlar için dizayn edilirler. Transformatörün dizayn ihtiyaçları uygulamanın gerekliliklerine göre belirlenir. Örneğin ölçü transformatörlerinde primer devreden sekonder devreye mümkün olduğu kadar tam transfer edilmesi, sinyal transformatöründa sinyalin mümkün olduğu kadar minimum distorsiyonla transfer edilmesi ve güç transformatörlerinde ise 71

75 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI belirlenen güç frekansında gerilim bir seviyeden diğer bir seviyeye değiştirilerek güç transferinin minimum güç kaybında gerçekleştirilmesi istenir. Şekil Yağlı tip transformatörün bağlantı terminalleri Isınma, transformatörlerin çabuk eskimesinde ve tahrip olmasının en önemli nedenlerinden biridir. Transformatörün nominal çalışma sıcaklığının 10 0 C üstünde çalışması durumunda; transformatörün 72

76 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI çalışma ömrü %50 azalır. Isı yüklenmeden dolayı iç kayıplar, yüksek ortam sıcaklığı ve güneş ışığı nedeniyle meydana gelir. Bundan dolayı transformatörün hangi soğutma tipine sahip olduğu ve ısınma ile ilgili problemlerin nasıl algılanacağı büy ük önem taşır. Şekil Kuru tip dökme reçine transformatör Şekil Çift kadranlı termometre Şekil Silikajel kabı 73

77 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Soğutma tipine göre transformatörler aşağıda verilen harflerle belirlenir Kuru tip transformatörlerde soğutma 1. AA sınıfı kendi kendine soğutmalı transformatördür. Bunun anlamı şudur: transformatörün soğutulması için transformatörün kabininin dış duvarlarında havalandırma panjurları yerleştirilmiş olup cebri havalandırmayı sağlayacak transformatör kabinini, ne içinde ve ne de dışında fanlar ve ayrıca soğutmayı sağlayacak radyatörler bulunmamaktadır. Soğutma kabinin altından giren soğutma havasının ısınmasıyla yükselerek transformatör sargılarından geçer ve kabinin üstünde bulunana havalandırma panjurlarından çıkar. 2. AFA sınıfı soğutma: A sınıfı kendi kendine soğutma ve ilave olarak cebri hava sirkülasyonu vasıtasıyla soğutmadan meydana gelir. Bu ise transformatör kabininin altında ve üstünde bulunan iç ve dış havalandırma fanlarına sahip havalandırma panjurlarından oluşur. Doğal hava sirkülasyonlarını sağlamak için ilave havalandırma panjurları bulunmaz. 3. AA/FA soğutma sınıfı: AA sınıfında olduğu gibi tabi sirkülasyonu sağlayacak havalandırma panjurları ve ilave olarak fan veya fanlar ve bunlara ait fan panjurları bulunmaktadır. Fanlar ayarlanan sıcaklık derecesinin üstünde otomatik olarak devreye girer. Bu soğutma sınıfı çift güç değerlerinde kullanılan transfomatorlarda ilk yük 74

78 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI değerinde AA kendi kendine doğal hava sirkülasyonu ile soğutma ve daha yüksek yüklenmede FA cebri havalandırma devreye girecek şekilde kullanılır. 4. ANV soğutma sınıfı: Burada A kendi kendine sogutmayı ve NA ise herhangi bir havalandırma ünitesinin bulunmadığını belirler ve Kabinde herhangi bir havalandırma panjurları veya fanları bulunmaz ve dış hava akışını önleyacak bir sızdırmazlık mevcut olmayıp fakat bu arada hava girişini ve çıkışını engelleycek herhangi bir sistem yoktur. Soğutma kabinin etrafındaki tabi hava sirkülasyonu vasıtasıyla gerçekleştirilir. Transformatör kabinleri üzerinde ilave soğutmayı sağlayacak kıvrımlı petekler bulunabilir. 5. GA sınıfı soğutma: Transformatörlerin içine yerleştirilen gaz,soğutma devresini haizdir. Kabinde kaçakları önlemek için hermetik olarak sızdırmazlık sağlanmıştır. Bu trransformatörlear nitrojen veya freon gibi yüksek dielektrik dayanımına sahip ve iyi ısı kaldırma kapasitesinde gazlara sahiptir. Kuru tip transformatörlerin soğutma sistemlerinde potansiyel problemler ve çareleri: Transformatör kabinin kabul edilebilir derece temiz olması çok önemlidir. Kabinin çevresinin temizliğinin korunması da çok önemlidir. Herhangi bir toz ve kir maddesi, kabin çevresindeki soğutma havasının gerçekleştireceği ısı transferini sekteye uğratır. Soğutma yüzeylerinde kirlerin toplanması ısıyı atmada kullanılan transformatörün çevresindeki sogutma havası nın akışı için daha fazla zorluklar ortaya çıkarırlar. Sonuçta zamana bağlı kirlenmede belli bır sürenin geçmesinde transformatörün ısısı yükselerek belirlenen ısı değerinin üzerine çıkar ve transformatörün hizmet ömrü azalır. Transformatör odaları ve hücreleri havalandırılımalıdır. Su ihtiva etmeyen havalandırma fanları veya klima sistemleri gerektiğinde kullanılmalıdır.bir fan kilowat başına transformatör kaybı için 100 feet 3 hava akış değerinde sıcak havayı natacak değere sahip olmalıdır. 75

79 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Transformatör tesisi yeni ise:fanların ve tüm kontrolların uygun çalışıp çalışmadığı kontrol edilmelidir. Sistem enerjilendikten sonra yüklenme ve sıcaklık arasında bir stabilitenin oluştup oluşmadığını enfrared ölçü cihazi ve kamera ile transformatör plakasında yazılan yüklenme ile karşılaştırılarak kontrol edilmelidir. B sıcaklık kontrolleri bir haftalık işletme sonunda tekrarlanmalıdır. Normal yük altında yılda bir defa olmak üzere kızılötesi (IR) kamera ile transformatör sıcaklığı kontrol edilmelidir. Eğer sıcaklık yükselmesi transformatör plakasında yazılan değere yakın veya üzerinde ise aşırı yüklenme için kontrol yapılır. Bu nedenle sıcaklık alarm sisteminin uygun çalışıp çalışmadığı kontrol edilir. Transformatör kabinleri, hücre ve odaları transformatör yüzeylerinde kirin ve kırıntıların oluşumasına Krşı kontrol edilmeli ve temizlenmelidir. Toz bulutlarından sakınmak için aşırı kirlenmeyi kaldırmak üzere vakumlu toz temizleme cihazları kullanmak gerekir.yukarda belirtilen temizleme ve toz kaldırma işlemleri yapılırken transformatörün mutlaka enerjisinin kesilmesi gerekir Yağlı tip transformatörlerde soğutma Hava soğutmalı yağlı transformatörler: Bu kategoride üç sınıflandırma vardır, 1. OA SINIFI (ONAN): Doğal hava dolaşımlı yağlı transformatördür. Transformatör sargıları ve demir çekirdeği transformatörün kazanının çevresinde dolaşan tabi hava akışı ile soğuyan yağın içindedir. Kazanın çevresine soğutma miktarını arttırmak amacıyla radyatörlr yerleştirilmiştir. Transformatör tek güç taşıma kapasitesine sahiptir. 76

80 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI 2. OA/FA Sınıfı (ONAF): Doğal hava dolaşımlı/cebri hava dolaşımlı... Fanlar genellikle radyatörler üzerine yerleştirilir. Burada transformatör 2-güç taşıma kapasitesine sahiptir. Bunlardan biri, fanlar devre dışı iken güç kapasitesi; diğeri ise fanlar devrede iken taşıyabileceği güç kapasiteleridir. Fanlar ayarlanan sıcaklık derecesinde otomatik olarak devreye girerler. 3. OA/FA/FA sınıfı : Doğal hava soğutma /cebri hava akışı/cebri hava akışı. Bu tip transformatörlerde soğutma kademelerine göre 3-yüklenme kapasitesi vardır. Değer artışları, soğutma yüzeylerini artırmak suretiyle soğutmanın artışına bağlı olarak gerçekleştirilir. Tipik olarak radyatörler soğutmaya yardımcı olmak üzere tank üzerine yerleştirilir. İki grup fan sıcaklık artışına bağlı olarak ayarlanan değerlerde sırayla otomatik olarak çalışmaya başlar. Bu sistemde yağ pompası yoktur. Transformatör sargıları boyunca yağ akışı ısı yükselmesiyle birlikte doğal konveksiyon prensibine göre gerçekleşir. Şekil Yağlı tip transformatörlerde soğutma devresi Yağlı hava soğutmalı /cebri yağ soğutmalı Bu grupta 2- sınıf soğutma tipi vardır: 1.OA/FA/FOA : Doğal soğutma/cebri hava akışı/cebri yağ akışı. Sargılar ve demir çekirdek aynı tipte yağa daldırılmıştır. Transformatörler tipik olarak kazana bağlanmış radyatörlere sahiptir. Her bir soğutma kademesine bağlı olarak transformatör 77

81 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI 3-yüklenme kapasitesine sahiptir. Fanlar ve pompalar sıcaklık artışına göre ayarlanmış ayar değerlerinde otomatik olarak çalışır 2. OA/FOA/FOA: Doğal soğutma/cebri yağ dolaşımı/cebri yağ ve cebri hava dolaşımı. Soğutma kontrolu, ilk yüklenme değeri ve sıcaklık artışı için, kısmi olarak fan ve yağ pompasının devreye girip çıkmasına göre düzenlenir. Transformatörün plakasında en az 3-yüklenme kapasitesi degeri görülür Transformatör geriliminin seçimi Enerji üretimi yapılan büyük istasyonlardan bu istasyonlara uzak mesafelerde bulunan enerji tüketimi yapılan bölgelere enerji iletimi yapılmaktadır. Elektrik enerjisi taşınmasındaki yüksek gerilim miktarı aşağıda verilen ifadeler yardımıyla belirlenebilir. Enerji nakil hattında faz başına kayıp p(%) 2 p( kw ) = 3. R( Ω). I ( A) (1) U (kw) sistemin faz arası gerilimi olmak üzere taşıma sistemi üzerinden nakledilen güç P ( kva) = 3. U ( kv ). I ( A). Cosϕ (2) 2. denklem, akım cinsinden yazılırsa I = P( kw ).( A) 3. U ( kv ). Cosϕ (3) ve 1. eşitlikte yerine konursa 2 2 R ( ) ( ) ( Ω) p kw = P kw. U 2 ( kv ). Cos 2 ϕ (4) 4. eşitlikten de görüleceği üzere, iletim kayıpları sistem gerilimi arttıkça azalmaktadır. 4. ifade gerilime göre düzenlenirse, belirlenen hat kaybına göre gerilim değeri belirlenebilir. P ( ) ( kw ) R( Ω) U kv =. Cosϕ p( kw ) elde edilir. 78

82 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Sistem gerilimi seçimi bir ekonomik denge problemidir. Yüksek sistem gerilimi taşıma kayıplarını azaltır fakat diğer yandan hat, kablo, bağlantı elemanları ve transformatör maliyetleri artar Transformatör sargıları Üçgen/yıldız, üçgen/üçken, yıldız/üçgen ve yıldız/yıldız olmak üzere dört transformatör temel sargı tipi vardır. Genellikle üçgen/yıldız sargı tipi tavsiye edilir ve sekonderi 3 veya 4-hatlı sistemler için kullanılır. Her bir sargı tipinin avantajları ve sakıncaları vardır. Üçgen /Yıldız sargı tipi Avantajları Hata halınde faz-nötr aşırı gterilimlerinin etkili bir şekilde kontrolu Faz-toprak hatalarının kolay algılanması ve hata yerinin kolaylıkla bulunması, Toprak hatalarının primer YG tarafından ayrılması,böylece YG tarafındaki toprak hata rölelerinin sekonder taraftaki toprak hatalarından etkilenmemesi. Sakıncaları Yüksek değerde faz-toprak hata akımlarının meydana gelmesi ve sürekli arkın oluşması, Toprak hata algılaması sonucunda hatalı ekipmanın devre dışı olmasından dolayı prosesin durması, Sargılarda oluşan bir hatadan dolayı tüm sistemin çalışamaz hale gelmesi. Üçgen/Üçgen sargı tipi Mevcut tesisle paralel çalışma dışında yeni tesislerde tavsiye edilmez. Avantajları Faz-toprak hatala akımlarının düşük değerde olması, 79

83 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Personel için elektrik şoklarında tehlike seviyesinin düşük olması, Bir faz toprak hatasıdurumunda ekipmanın çalışmaya devam etmesi. Sakıncaları Kontrolsuz geçici nötr toprak gerilimleri ve söz konusu gerilimlerin oluşmasıyla ekipmanların hasarlanması veya çalışma ömrünün azalması, Hatanın kaldırılmamasından dolayı kalıcı aşırı gerilim zorlamasının oluşması, Toprak hatalarının belirlenmesinde zorluk ve karmaşık koruma sistemi, Üçgen sargıların empedansları aynı değerde değilse yüksek değerde sirkülasyon akımlarının meydana gelmesi. Yıldız /Üçgen sargı tipi Mecut tesisle paralel çalışma dışında yeni tesisler için tavsiye edilmez.. Avantajları Sekonder taraftaki faz-toprak hatalarının düşük seviyede olması, Personel için düşük tehlike riski, Bir faz toprak hatası durumunda ekipmanın çalışmaya devam etmesi. Sakıncaları Toprak hatalarında kontrolsuz nötr-toprak aşırı gerilimleri ve bundan dolayı ekipmanların hasarlanma ve ömrünün azalması riski, Hatanın giderilmemesindwn dolayı kalıcı aşırı gerilim zorlaması, Toprak hatalarının yerinin belirlenmesindeki zorluk ve karmaşık koruma sistemi, 80

84 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Primer besleme tarafındaki dış faz-toprak hatalarından etkilenme ve bundan dolayı yönlü koruma rölelerinin kullanım zorunluluğu. Yıldız/Yıldız sargı tipi Dağıtım tesislerinde kullanılması tavsiye edilmez. Avantajları Primer taraftan izole edilmediği için sekonder tarafta oluşabilecek toprak hata akımlarından primer taraftaki rölelerin etkilenmesi hariç üçgen/yıldız bağlantıdaki tüm avantajlara sahiptir. Sakıncaları Fazlardan sadece biri yüklendiğinde veya sekonderi dengesiz yüklendiğinde gerilim çökmesi meydana gelir. Bu problemi gidermek için üçüncü bir üçken sargı gereklidir;. İzolasyon seviyesi yüksek olması gerektriğinden maliyet yüksek olur. İzolasyon seviyesini normal değerde tutmak için üçüncü bir üçken sargı gerekir; Alçak gerilim TN sistemler için kullanılamaz.; Faz faz gerilimleri üzerine 3. harmonik gerilim zorlamaları ve sonuçta ekipmanlar üzerinde 3. harmonik etkileri. Üçüncü harmonik etkileri 3-faz çekirdek tipi transformatörler kullanılarak azaltılabilir;. 3. harmonik topraklama akımlarından dolayı haberleşme devrelerinde meydana gelen enterferanslar Gerilim oranı ve gerilim regülasyonu Transformatörde gerilim oranı transformatörün sekonderi açıkken, yani sekonder terminallerine herhangi bir yük bağlanmadığı şartlarda ölçülen primer ve sekonder sargılar arasındaki sarım oranıdır. Transformatör yüklendiğinde sekonder gerilim sadece sargılar arasındaki orana bağlı olarak değişmeyip aşağida açıklanan faktörlere bağlı olarak değer alacaktır. Bu faktörler: 81

85 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Transformatörün skonder terminallerindeki U 2 gerilimi ve ve I 2 sekonder akımı arasındaki ϕ açısı, I 2 sekonder yük akımının değeri, Transformatörün Z k kısa devre empedansı ve bu empedansın r ve +, bileşenleri dir, ( ) jx Şekil 5.33: Transformatörün eşdeğer diyagramı Bu eşdeğer diyagramda Z 0 Transformatörün boşta kayıplarını gösteren empedans (Boşta transformatör empedansı Z transformatörün kısa devre empedansı U 20 Transformatörün boşta sekondere gerilimi U 2 Transformatörün sekonderine Z L yük empedansı bağlandığında sekonder terminallerinde oluşan gerilim Z L Transformatörün sekonderine bağlanan yük empedansı Şekil 5.34: Transformatörün vektör diyagramı 82

86 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Sekonderine yük bağlı olmadığı durumda transformatörün sekonder terminallerinden okunan U 20 boşta gerilim değeri, transformatörün sekonderine Z L yükünün bağlanması ile U 2 değerine düşer. Şekil 5.34 deki vektör diyagramı, dengeli 3- fazlı ve simetrik yüklenmiş sisteme göre hazırlanmıştır.miknatıslama akımı nominal akımın %1 değerini haiz olduğu için etkisi vektör diyagramı çiziminde ihmal edilmiştir. Vektör diyagramından 2 ΔU 2 = I 2. r. Cosϕ + I 2. x. Sinϕ + U 20 U 20 + I 2. r. Sinϕ I 2. x. Cosϕ Δ U 2 gerilim düşümü U 20 ile U 2 aritmetik bir farktır. u r ve u x aktif ve reaktif kısa devre gerilimleridir. I 2 S2 n = = transformatörün yüklenme oranı I 2N S 2N I 2 N Transformatörün anma (nominal) akımı olmak üzere ΔU = n. ( ur. Cosϕ + u x. Sinϕ ) n.( ur. Sinϕ u x. Cosϕ) U 20 ΔU 2 uϕ = u ϕ = ur. Cosϕ + u x. Sinϕ u ϕ = ur. Sinϕ u x. Cosϕ U 20 yazarak % cinsinden yukarıdaki ifade 2 u yazılarak ve ifade Mc- ϕ = n. u ϕ u ϕ Lauren serisine açılarak 2 4 ( ) ( ). 1 n. u ϕ 1 n. u ϕ u ifadesi elde edilir. Söz ϕ = n u ϕ konusu ifadede, Transformatörün kısa devre empedans değeri için u SCTN < %20 ise ifadede 3. terim hesaba katılmaz, u < %4 ise ifadede 2. ve 3. terim hesaba katılmaz. SCTN ( ) 2 83

87 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Herhangi bir S 2 (kva) yükü ile yüklenen transformatörün sekonder gerilimi için u olacaktır. ϕ U 2 = U Motorların yol alması gibi darbeli yüklenmelerde güç faktörü değeri küçük olacağından ve u ϕ ifadesinde u r çok küçük olduğundan yaklaşık olarak u r 0 ve u x u kr alınarak söz konusu ifade büyük bir yaklaşıklıkla I 2 S2 Δu( %) = n. u yazılabilir. SCTN. Sinϕ =. usctn. Sinϕ =. usctn. Sinϕ I 2N S2N Bu ifade yardımıyla transformatör de her hangi bir yüklenmede veya yük darbesinde transformatörün sekonder terminallerinde meydana gelecek gerilim çökme değeri ve gerilimin değeri belirlenebilir. Transformatörün empedans gerilimi U SCT (kısa devre gerilimi), transformatörün sekonder terminalleri kısa devre edilmişken transformatörün sekonderinden I 2 N nominal akım geçmesini sağlamak için transformatörün primerine uygulanan gerilimdir. U SCTN = 3. I 2 TN. Z K Nominal empedans gerilimi (eski deyimle nisbi kısa devre gerilimi), empedans geriliminin transformatörün nominal gerilimine oranının yüzdesi olarak ifade edilir. U SCTN u.100 SCTN = U 20 Pkr Aktif kısa devre gerilimi: u r =.100 STN P kr transformatörün nominal gücünde yüklenme durumunda empedans kayıplarıdır. Reaktif kısa devre gerilimi: u x = u 2 SCTN u 2 r 84

88 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Örnek: Transformatör değerleri: Anma gücü S TN = 2500kVA Empedans kayıpları P kr = 24kW (İmalatçı kataloğundan alınır) Empedans gerilimi u SCTN = % 6 Cosϕ = 0,8( Sinϕ = 0,6 ) Tam yükteki U 2 gerilimi bulunacaktır. Pkr 24 ur =. 100 =.100 = %0,96 S 2500 TN 2 2 x = usctn ur u = ,96 = %5,923 n = 1 ΔU T 2 2 = n. ( ur. Cosϕ + u x. Sinϕ ) n.( ur. Sinϕ u U T ( + 0, ,6) ( 0,0096.0,6 0,06.0,6) = 0, 045 = 1 0,0096.0,8 ΔU T 2 = 0,045. UT 20 U = U ΔU = 0,045. U = 0,955U ( 1 ) T 20 T 20 T 2 T 20 T 2. Uzun süreli gerilim değişimlerine karşı sağlanan çözümler: Genel kullanım şebekesindeki değişimler ve kullanıcı yükleri, endüstriyel şebekelerde istenmeyen seviyede gerilim düşümlerine neden olur. Örneğin 34,5 kv genel kullanım şebekesine kısa devre gerimi U sc = 7 % olan 34,5/6,6 kv transformatör bağlı bir kullanıcı göz önüne alınsın. Gerilim düşümü, transformatörde kabaca nominal yükte ve ( cos ϕ = 086). da %4 dür. Böylece elektrik temin edilen şebekedeki gerilim düşümüne ayrıca %4 transformatördaki gerilim düşümü eklenmiş olur. Bu olumsuzluğun üstesinden gelebilmek için; transformatör, yükte kademe değiştirici ile donatılmalıdır. Yükte kademe değiştirici ile transformatörün sarım sayıları değiştirilerek çevirme oranları modifiye edilir. Yükte kademe değiştirici genellikle %2 lik kademelerle ± %14 85 x. Cosϕ) 2 =

89 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI e kadar gerilim ayarı yapılacak şekilde düzenlenir. OG/AG transformatörleri ayrıcı boşta kademe değiştirici ile donatılırlar. Burada sarım ayarı ve gerilim ayarı transformatör enerjisizken gerçekleştirilir. Boşta kademe değiştiricide genellikle, ± %2,5 kademe ile ± %5 e kadar ayar yapılır. Sabit yükle uzun süreli yüklenen transformatörlerde, transformatör iç gerilim düşümünü karşılamak üzere boşta kademe değiştirici ile sürekli ayar yapılmalıdır. Ancak bunu yaparken, enerji alınan şebekedeki değişimler göz önüne alınaarak; tüketici yüklendiğinde terminallerindeki gerilim, nominal gerilim değerinin %5 inden fazla olmamasına dikkat edilmelidir. Genellikle OG pompa motorlarının tahrik edildiği sistemlerde kullanılırlar Transformatörün çıkış gücü ( kva) S TN transformatörün anma (nominal )gücü I TN ( A) transformatörün nominal akımı S T 2 ( kva) verebileceği çıkış gücü uϕ S T = STN Transformatörün sekonderindeki güç faktörü Cosϕ ise, çekilen aktif güç P 2 uϕ PT STN. 1. Cosϕ = Örnek: Yukarıdaki örnekte karakteristikleri verilen transformatörde u = u. Cosϕ + u. Sinϕ = 0,96.0,8 + 5,923.0,6 = 4,312 ϕ r x u = u. Sinϕ u. Cosϕ = 0,96.0,8 5,923.0,8 = 4,162 ϕ r x 86

90 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI ( ) ( ) n. u ϕ 4,162 u. ϕ = n uϕ +. = 1.4,312 + = 4, Transformatörün verebileceği çıkış gücü: uϕ 4,4 ST 2 = STN. 1 = = 2390kVA Transformatörün verebileceği aktif güç: uϕ 4,4 PT 2 = STN. 1. Cos = ,8 = 1912kW 100 ϕ Kısa devre empedansı Transformatör kullanıcıları transformatörün kısa devre empedansını bilmek zorundadır. Kısa devre empedansının bilinmesiyle Mevcut ünitelerle paralel işletme, Gerilim düşümünün sınırlandırılması ve sürekli transiyent yüklenme şartları altında gerekli istenilen iç gerilim düşümünü sağlayacak transformatör gücü, Kısa devre akım sınırlandırılması belirlenebilir. Yüksek değerli kısa devre empedans gerilimine sahip transformatörlerde yüksek transformatör iç gerilim düşümleri ve kısa devre halinde düşük kısa devre akımları meydana gelir ve istenilen iç gerilim düşümünü sağlamak için daha yüksek güçte transformatör seçilir. Küçük değerde kısa devre empedansına sahip transformatörlerde bunun tersi olur. Kısa devre empedansının belirlenmesi için aşağıda verilen esaslar göz önünde bulundurulmalıdır. Darbeli yüklere haiz sistemlerde kullanılan transformatörlerde dinamik stabilite açısından transformatörlerin iç gerilim düşümlerinin küçük olması istenir. Bu nedenle kısa devre empedansı küçük seçilir. 87

91 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Buna karşılık kesici kısa devre kesme güçleri ve anahtarlama panolarının kısa devre dayanımları arttırılır ek olarak kısa devre açtırma hızı da artırılır. Darbesiz yükü haiz devrelerde kısa devre akımını düşük değerde tutmak için transformatörlerin kısa devre empedansları yüksek seçilir. Transformatörlerin paralel işletme durumlarında paralel bağlama akım darbelerini azaltmak ve kısa devre akımlarını düşük tutmak için kısa devre empedansı büyük olan transformatörler kullanılır. Z T kısa devre empedansı genellikle u kr (pu. veya %) olarak ifade edilir. ITN. ZTN usctn =.( pu) U TN ITN. ZTN u SCTN =.100(%) U TN Bu ifadeler 1-fazlı transformatörler için geçerlidir. 3-fazlı transformatörler için: u 88 ITN. Z 3 U TN ITN. Z 3. U TN SCTN =. u = SCTN TN TN ( pu).100(%) Ölçülen kısa devre gerilim değerine dayanarak Z ohm cinsinden aşağıda verilen formülden hesaplanır: 2 usctn (%). U TN usctn (%) U TN ZTN = = ITN 100 STN 1-fazlı transformatör için 2 usctn (%). U TN utn (%) U TN ZTN = = I 100 S 3-fazlı sistemler için TN TN

92 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI 3-fazlı transformatör için primer taraftan görünen kısa devre empedansı: 2 usctn (%) U T1 Z1 TN =. 100 S 3-fazlı transformatör için sekonder taraftan görünen kısa devre empedansı: 2 usctn (%) U T 2 Z 2 TN =. 100 STN 24 ve 25 ifadeleri birbiri ile orantılanırsa: 2 2 Z1 TN U T1 N1 = ifadesi elde edilir. = Z 2TN U T 2 N 2 Z kısa devre empedansı R aktif ve jx reaktif bileşenlerden meydana gelir. P L transformatör anma yükü ile yüklendiğinde yük kayıpları olmak üzere PL 2 2 R =, X = Z R 2 ITN Buna göre 1-fazlı transformatör için u R. I U TN TN = ( pu) dolayısıyla u r =.100(%) r. TN 3-fazlı transformatör için: R. ITN ve R. I TN ur = 3..( pu) u r = (%) U TN U TN u r ile P L yük kayıpları ve Sr transformatör nominal gücü arasında basit bir ifade bulunabilir: R. I U TN TN 89

93 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI 2 R. ITN R. ITN PL ur = = =.( pu) U TN U TN. ITN STN Aşağıda verilen ifadeler 1- fazlı ve 3- fazlı transformatörün her iki tipi için geçerli ifadelerdir: PL ur = STN.( pu) PL u r = STN.100.(% ) u = u u (pu,%) X SCTN r Kısa devre akımı ve kısa devre dayanımı Transformatörün verebileceği maksimum kısa devre akımı : ITN I SCTN =.100 usctn Transformatörün maruz kalacağı kısa devre süresi genellikle t = max 0,5.u kr (saniye) (38) amprik ifadesiyle belirlenir. Kısa devre akımı asimetrik ve simetrik kısa devre akımının birleşimidir. Asimetrik kısa devre akımının tepe değeri simetrik kısa devre akımının χ 2 katıdır. χ 2 faktörü ise U X U SCTN oranına bağlıdır. Simetrik kısa devre akımı transformatörü termik olarak zorlarken asimetrik kısa devre akımı da transformatörü mekanik olarak zorlar. 90

94 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Tablo 5.2. IEC 76-5 göre χ 2 faktörleri DIN VDE Part 5 e göre maksimum kısa devre süresi aşağıdaki değerleri aşmayacaktır. 630kVA kadar...2 saniye 630 kva kva kadar...3 saniye 1250 kva kva kadar...4 saniye 3150 kva kva...5 saniye Transformatörün aşırı yüklenme kapasitesi Transformatörlerin aşırı yüklenmesi kasabalarda ve şehirlerde genel dağıtım şebekelerinde ortaya çıkan durumdur. Bu tesislerde transformatörlerin belirli bir değerde ve sürede aşırı yüklenmesine izin verilir Doğal hava sirkülasyonu ile soğutulan yağlı transformatörün aşırı yüklenme kapasitesinin DINVDE 0536 ya göre tayini. 91

95 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Verilen temel yük ve soğutma sıcaklığında transformatörün aşırı yüklenme maksimum süresinin belirlenmesi için 24 saat süresinde iki farklı yüklenme halinde abaklar aşağıda verilmiştir. Şekil 5.35: Transformatörün K1 ve K2 ve t değerlerini veren abak Şekil 5.35 de: K 1 Transformatör nominal gücünün oranı olarak başlangıç yükü K 2 Transformatörün nominal yükünün oranı olarak izin verilen aşırı yük t K 2 aşırı yüklenme süresi (saat) θ a Soğutma sıcaklığı 0 C ST1 ST 2 K 2 K1 = K 2 = STN STN K1 S T1 başlangıç yükü, S 2 maksimum izin verilen yük, S r transformatörünün nominal gücü. Normal şartlar altında K 2 ; 1,5 değerini aşmamalıdır. 92

96 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Örnek : 1250 kva gücünde ONAN soğutmalı transformatörün temel yüklemesi 750 kva dır. 200C başlangıç sıcaklığında 4 saat süre ile aşırı yüklenme değeri bulunacaktır. 750 K = 0,6 Şekil den t=4 saat süre için K 2 = 1, 29 1 = 1250 Aşırı yüklenme S 2 = K 2. S r = 1, = 1612kVA Aşağıdaki tabloda yağ soğutmalı transformatörlerin izin verilen aşırı yüklenmeleri K 2 İzin verilen aşırı yüklenme süresi (dakika) Ortalama hava sıcaklığı 10 0 C (24 saat ortalaması) K 1 = ,9 0,8 0,7 0,5 0,25 t(dakika) Ortalama hava sıcaklığı 20 0 C (24 saat ortalaması) K 1 =... 0,9 0,8 0,7 0,5 0,25 t(dakika) Ortalama hava sıcaklığı 30 0 C (24 saat ortalaması) K 1 =... 0,8 0,7 0,5 0,25 t(dakika) Ortalama hava sıcaklığı 40 0 C (24 saat ortalaması) K 1 =... 0,7 0,5 0,25 t(dakika) Transformatör DIN ,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,8 2,0 Sürekli yüklenme DIN göre verilmiştir Tablo 5.3. DIN e göre transformatörlerin aşırı yüklenmeleri 93

97 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Kuru tip transformatörlerın izin verilen aşırı yüklenmeleri aşağıda verilen şekilde görülen eğrilerden belirlenebilir. a.) 50kVA-315kVA güçleri b.) 400kVA-2500kVA güçleri İzin verilen sıcaklık yükselmesi B sınıfı izolasyon için 80 K, F sınıfı izolasyon için 100K Şekil 5.36: Dökme reçine transformatörlerin izin verilen aşırı yüklenmeleri Transformatörlerin devreye girme akımlarının bulunması Transformatörler şebekeye bağlanarak enerjilendirilmesi sırasında mıknatıslama akımlarından dolayı darbe şeklinde akım çekerler. Bu durumda eğer koruma cihazlarının akım açma değerler ayarları darbe şeklinde çekilen devreye girme akımlarının değerleri ve etki süreleri göz önüne alınmadan yapılırsa akımlarından dolayı transformatör da kısa devre hatası olmadığı halde aşırı akım koruma roleleri tarafından açma meydana gelir. Tablo 1 ve 2 de verilen değerler kullanılarak ve 94

98 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Şekil 5.37 deki diyagramın yardımıyla gerekli gecikme süresi tespit edilerek transformatörün üst tarafında bulunan koruma cihazının gereksiz açma yapması önlenmiş olur. Şekil Devreye girme akımı süresini bulmak için diyagram Şekil 5.37 de : S Transformatörün nominal gücü NTR ı Pinrush Transformatörün devreye girme darbe akımı I 1 NTR Transformatörün nominal primer akımı t inrush Devreye girme darbe akımının zaman sabitini göstermektedir. t r Gecikme süresi ayar değeri I Primer eşik ayar değeri r 95

99 Tablo 5.4.Yağlı transformatörler TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Tablo 5.5. Dökme reçine kuru tip tranformatorlar Örnek : Kuru tip dökme reçine transformatör S NTR = 1600.kVA Transformatör nominal gücü U1 TR = 6, 3kV Transformatörün nominal primer gerilimi I1 NTR = 254ATransformatörün nominal akımı Tablo 5.5 den ki = 10,. τ inrush = 0, 40sn ıpinrush = ki. I 1 NTR = = A Transformatörün primer koruma eşik değeri I r = 300A olarak ayarlandı ise I r 300 = = 0,12 ı 2540 Pinrush Şekil 5.37 deki diyagramdan 96

100 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI t r = 1,75 elde edilir Buna göre Orta gerilim tarafında τ inrush transformatör devreye alınırken istenmeyen açmaları önlemek için gerekli gecikme t r = 1,75.0,4 = 0, 700sn olmalıdır Transformatörlerin gücünün belirlenmesi Güç tayininde 4- durum göz önüne alınır Darbesiz yük çekilmesi durumunda transformatörün gücünün tayini. Darbesiz yük, ticarethaneler, şehir şebekeleri, fabrikalar, iş hanları gibi yerlerdeki elektrik tesislerinde göz önüne alınır. Bu gibi yerlerde oluşabilecek yük darbeleri, transformatörün gücünün yarı değerine ulaşamayacak değerde ise darbesiz yük esasına göre transformatör gücü belirlenir. Bu sistemlerde transformatör için güç ihtiyacı belirlenirken kullanım faktörü k U, eş zamanlık faktörü k S ve sistemde etkili harmonik üreten cihazlar var ise harmoniklerin şebekeyi yükleme durumu ve gelecekteki yük artışı göz önüne alınır. U k kullanım faktörü: Normal işletme şartlarında tesise bağlanacak yükün tüketimi nominal gücünden az olabilir.zira herhangi bir makinayı tahrik edecek bir elektrik motoru piyasada tahrik edilen makınanın gücüyle aynı olarak bulunmaz ve tahrik edilen makinanın gücünün bir üst standard güçte motor kullanılırörneğin 40kVA elektriksel güçte olan bir elektrik motoru şebekeden 30kVA güç çekebilir veya 15kVA gücünde olan bir takım tezgahı enfazla 8kVA yüklenebilir.böyle durumlarda şebekeye bağlanan herbir tüketicinin çekebileceği gerçek yükün tahmininde kullanım 97

101 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI faktöründen faydalanılır. Kullanım faktörü, her bir tüketici için ayrı ayrı uygulanmalıdır. Bu faktör endüstriyel tesislerde motorlar için 0,75-0,8 arası uygulanabilinirken, akkor telli lambalarda 1 olmaktadır. Güç prizlerine bağlanacak cihazlar için cihazların yüklenme durumu ayrı ayrı ele alınmalıdır. k S eşzamanlık faktörü: Ana dağıtım ve tali dağıtım panaoları gibi her bir yük grubu için ayrı ayrı belirlenir. Bu faktörün tayini her bir devredeki tüketicilerin azami devrede olmalarına bağlı olan tüketim şartlarının ve tesisin detaylı olarak bilinmesini gerektirir. Bu sebeple genel uygulama için hassas değerler verilmesi mümkün olmamakla birlikte rasgele tahmin edilmesi durumunda, tesisin gerektiği gibi çalışamayacak derecede düşük değerlerde boyutlandırılmasına veya gereğinden fazla yatırım masrafına yol açacak şekilde aşırı boyutlandırılmasına sebep olur. Eş zamanlık faktörü tesisin tasarım safhasında en fazla yüklenebileceği durumu tesbit edilerek uzman projeci tarafından belirlenmelidir Harmonik yüklenmesi Harmonikler, transformatörlerden akan sargılardaki kayıpları ve eddy akımlarından dolayı transformatör demir çekirdeğindeki demir kayıplarını arttır. Buna ilave olarak gerilim harmonikleri, histerizisten dolayı demir kayıplarına neden olur. Akımın THD (toplam harmonik distorsiyon) sinin karesi olarak sargılardaki kayıplar artar. Transformatörde harmoniklerden dolayı ek yüklenmenin tahmin edilmesi: Transformatörlere bağlı lineer yükler için harmonik bastırıcı filtre elemanları kullanılmıyorsa transformatörler sistemde 98

102 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI ortaya çıkan harmonikler tarafından ilave olarak yüklenirler ve harmonik yüklenmeler transformatör hesabında göz önüne alınmalıdır. Transformatörün ilave yüklenmelerini belirlemek için Şehir dağıtım şebekelerinde harmonik distorsiyon seviyesi nisbeten düşük olduğundan %10-15 demir kayıplarında artış göz önüne alınır.. Aşağıda verilen transformatör için azalma faktörünü belirlemek için ilgili eğriden faydalanılır Şekil 5.38: Transformatöre bağlanan lineer yükün toplam yüke oranına göre transformatör azalma faktörü UTE C standardı transformatör için azalma faktörünü harmonik akımların fonksiyonu olarak aşağıda verilen ifade ile belirlemiştir. 1 I h k = Th = 40 I 1, ,1. h. T I h h= 2 = I I I 7 + I h... I 1 Temel harmonik 99

103 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Örnek : Aşağıda verilen yükleme durumunda kompresör, frekans konvertörü ile devreye alınacaktır. Yükleme durumu ve kullanım faktörleriyle eş zamanlık faktörü aşağıdaki çizelgede belirtimiştir. Transfomatörden çekilecek yük 92 kva olarak görülmektedir. Ancak lineer olmayan yüklerden dolayı seçilecek transformatör bu yüklerin üstünde harmonıik akımlar tarafından yüklenecektir. Şekil 5.39: Örnekle ilgili yüklenme çizelgesi Lineer olmayan yükler 28x0,9+(3,6+1+2)0,9=31,14 kva Çekilen toplam güce oranı 31,14 şekilden.100 = %34 transformatör azalma faktörü %30 olarak bulunur. Transformatörün harmoniklerle birlikte çekeceği yük: 92 = 131kVA ( 1 0,30) Seçilen standart transformatör gücü 160 kva olacaktır

104 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Eğer harmonikler göz önüne alınmasaydı transformatör standart gücü, 100kVA olarak belirlenecek ve transformatör 131 = 1, %31 kadar aşırı yüklenecektir Gelecekteki yük artışı Sistemin gelecekteki genişlemesi ve bu genişlemeye bağlı yük artışlarının göz önüne alınması gerekir. Bunun için proje yapım safhasında gerekli bilgilerin temin edilmesi ve buna göre transformatörün gücünün belirlenmesi ve ana panoda gerekli güçte yedek çıkış fiderlerinin göz önünde bulundurulması gerekir. Tesisin gelecekteki genişlemesi için herhangi bir bilgi yoksa transformatörün gücü %25 kadar daha fazla alınmalı ve ana dağıtım panosunda bu yükü karşılayacak en az bir adet yedek çıkış fideri bulundurulmalıdır. Örnek: Yukarıda bulunan transformatör gücü 92 x (1,25) = 115 kva Lineer olmayan yüklerin toplam güce oranı 31,14 eğriden transformatör azalma faktörü %23 olarak belirlenir. Transformatörün harmoniklerle birlikte çekeceği yük 151 = 196,10kVA ( 1 0,23) Seçilen standart transformatör gücü 200 kva olacaktır.100 = % Darbeli yük çekilmesi durumunda transformatör gücünün tayini. Büyük güçte elektrik motorlarına direkt yol verilmesinde şebekeden motor nominal devir hızına erişinceye kadar nominal akımının 6-7 katı kadar şebekeden yol alma akımı çeker. Bu gibi şebekelerde eğer güç besleme sisteminde bulunan enerji 101

105 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI hatları ve özellikte transformatör çekilen yol alma akımı göz önüne alınmadan seçildiğinde yüksek değerde gerilim çökmelerine ve bunun sonucu olarak sistemde aydınlatma devrelerinde fliker olaylarına ve motor klemenslerine yeterli yol alma momenti sağlayamayacak kadar aşırı düşük gerilim gelmesiyle motorların yol almamasına ve aşırı gerilim düşümleri nedeniyle diğer elektrik cihazlarının devre dışı olmasına kısaca sistemin dinamik stablitesinin bozulmasına neden olunur. Dinamik stabilitenin bozulmaması için darbeli yük durumlarında transformatör ana dağıtım panosunun ana baralarında gerilim düşümünün %10 dan fazla olmaması istenir. Yukardaki kriterler göz önüne alındığında aşağıdaki kabullere göre darbeli yük durumlarında transformatör gücü tayin edilir. Enerjinin temin edildiği 154 /35 kv indirici merkezdeki ana indirici transformatörün yüklenme durumunun uygun olması ve darbeli yük çekimi sırasında aşırı yüklenmeye neden olmaması gerekir. Bundan dolayı projelendirme safhasında mutlaka enerji dağıtım idaresiyle yüklenme durumu hakkında bilgilendirme yapılmalı ve bilgi alınmalı ve gerekli değişikliklere gidilmelidir. Eğer gerekli mutabakat sağlanırsa motorun yol alma sırasında darbeyi azaltmak için yol vermeyi devreye gerekli güçte şönt kapasitor bağlayarak sağlamalıdır (söz konusu sistem ETMD Dergisi Ekim 2004 sayısında Elektrik Motorlu Tahrik Sistemlerinin Boyutlandırılması yazısında açıklanmıştır). Her ne kadar indirici transformatör sekonder gerilimi sabit tutmak için yükte otomatik kademe değiştirici ile donatılmış ise de aşırı yüklenme durumunda sekonder gerilim artık sabit tutulamaz. İndirici merkezle transformatör arasında uygun kesitte enerji nakil hattı veya kablo hattı çekilmelidir. Darbeli yük çekimi sırasında enerji nakil hattı ile 102

106 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI transformatördeki toplam gerilim düşümü transformatör sekonder terminallerinde %10 değerini aşmamalıdır. Bu ise %10 gerilim düşümünün ne kadarlık kısmının enerji nakil hattında ne kadarlık kısmının transformatörda olacağı sorusunu ortaya çıkarır. Bu ise optimum maliyeti verecek ekonomik denge problemidir. Darbeli yük çekme durumunda kullanılan gerilim seviyesinde azami hat iletken kesitinde hat üzerindeki gerilim düşümünün %10 değerinin üstüne çıkması ile sonuçlanan yük ve hat uzunluğu durumlarında artık indirici merkezin tesisin yakınlarına yapılması gereğini ortaya çıkarır. Transformatörün gücü I 2 S 2 Δu( %) = n. u. Sinϕ =. u. Sinϕ =. u Sinϕ ifadesinden kr kr kr. I 2N S 2N hareketle bulunur. S 2 = S transformatörün sekonderinden çekilen toplam yük S 2 N = S T transformatör için gereken güç olmak üzere S T için düzenlenirse S ifadesiyle elde edilir. u ST =. ukr. Sinϕ kr Δu( %) transformatörün empedans gerilimi (nisbi kısa devre gerilimi) (%) 103

107 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Örnek : Şekil Örneğe ait tek hat diyagramı Şekil 5.40 da görülen sistemde TR2, sekonderindeki 31.5kV gerilimi sabit tutmak için yükte kademe değiştiriciyi haiz TR1 indirici transformatörle 3x3/0 PIGEON hatla bağlantısı yapılmıştır. Şekildeki yükleme durumunda motora direkt yol verildiğinde 6,3 kv barada gerilim düşümünün %10 u aşmaması için gerekli transformatör gücü bulunacaktır. Motora yol verildiğinde Cosϕ = 0,35 Sinϕ = 0,937 Motorun yol alma da çektiği güç: S = S. Cosϕ + S. Sinϕ = 11,24.0, ,24.0,937 = 3,94 + j10, MS MS MS 53 Yukarıdaki S MS gücü motor klemenslerine nominal gerilim uygulandığında çekilen güçtür. Halbuki motor klemenslerine yol alma süresince nominal gerilimin %10 daha az değerinde 104 MVA

108 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI gerilim uygulanacaktır. Bu nedenle motorun çektiği yol alma gücü: 2 2 S olacaktır. MS = S MS.(1 Δu) = 11,24.(1 0,1) = 9, 1044MVA Buna göre motorun yol alma esnasında çektiği güç: S MS = S MS. Cosϕ + S MS. Sinϕ = 9,1044.0,35 + 9,1044.0,937 = 3,19 + j8, 53MVA olacaktır. S L2 =850 kva yükün Cosϕ = 0,95 Sinϕ = 0,312 olduğundan S S. Cos S. L2 = L2 ϕ + L2 Sinϕ = 0,85.0,95 + 0,85.0,312 = 0,81+ j0, 27MVA S L1 =3,2MVA yüke ait güç faktörü Cosϕ = 0,95 Sinϕ = 0,312 olduğundan S S. Cos S. L1 = L1 ϕ + L1 Sinϕ = 3,2.0,95 + 3,2.0,312 = 3,04 + j. 1MVA Yol verme sırasında enerji nakil hattından çekilen yük: S = S MS + S L1 + S L2 = 7,04 + j.9. 8MVA 2 2 S = 7, = 12. 1MVA Toplam yükün faz kayma açısı 9,8 0 ϕ = arctan = 53, Güç faktörü ise Cosϕ = Cos56,57 = 0,583 Sinϕ = 0,8 Enerji nakil hattındaki gerilim düşümü S ΔU = 3.. L.( R. Cosϕ + X. Sinϕ) = 3..0,63.( 0,338.0, ,348.0,8) U LL ΔU = 208Volt ENH ENH1 ENH1 31,5 % olarak gerilim düşümü: ΔU 0,208 Δu =. 100 =.100 = %0,66 31,5 U LL olacaktır. TR2 transformatörü sekonder baralarında en fazla %10 gerilime izin verildiğinden transformatör üzerinde olması gereken gerilim düşümü Δu = % 10 %0,66 = %9,34 olmalıdır. TR2 transformatörünun yol verme sırasındaki yükü S = (3,19 + j8.53) + ( 0,81 + j0,27) = 4,0 8, 8MVA + 105

109 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Toplam yükün faz kayma açısı Güç faktörü ise Cosϕ = Cos65,96 = 0,413 Sinϕ = 0,911 Transformatör gücü S S ifadesi yardımıyla T =. ukr. Sinϕ Δu( %) u = %8 alındığında gereken transformatör gücü: kr ST =. ukr. Sinϕ =.8.0,911 = 7, 54 Δu( %) 9,34 Standart güç olarak 10 MVA seçilir. u = %6 alındığında gereken transformatör gücü: kr S = 9, 67MVA S (%) 9,67 Standart güç olarak 6,3 MVA seçilir. 8,8 ϕ = arctan = 65,6 4,0 MVA S 9,67 ST =. ukr. Sinϕ =.6.0,911 = 5, 65MVA Δu 9, Tansformatörlerin paralel çalıştırılmaları halinde yük dağılımı Paralel çalışan transformatörler, aynı gerilim çevirme oranına sahip fakat farklı kısa devre empedansına sahip ise, transformatörler arasındaki yük dağılımı aşağıdaki ifadeye göre belirlenir. uk min PI = PNI. uki P I I transformatörünün üzerine aldığı yük P NI I transformatörünun nominal gücü u I transformatörünün kısa devre empedansı KI 106

110 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI u K min n adet paralel çalışan transformatörlerda en küçük kısa devre empedansı Örnek: 3-adet transformatör paralel çalışacaktır. 1. Transformatör. Nominal gücü 800 kva,kısa devre empedansı %4,4 2. Transformatör. Nominal gücü 500 kva,kısa devre empedansı %4,8 3. Transformatör. Nominal gücü 315 kva, kısa devre empedansı %4,0 u = %4,0 K min 1. Transformatörün üzerine alabileceği maksimum yük uk min 4 PN 1 = P1. = 800. = 728kVA uk1 4,4 2. Transformatörün üzerine alabileceği maksimum yük u K min 4 PN 2 = P2. = 500. = 417kVA u K 2 4,8 3. Transformatörün üzerine alabileceği maksimum yük uk min 4 PN 3 = P3. = 315. = 315kVA uk adet transformatör paralel işletmede azami olarak toplam PTOP = PN 1 + PN 2 + PN 3 = = 1460kVA yüklenebilir Orta gerilim transformatör merkezlerinin tasarımı OG/AG transformatör istasyonları için genel bilgiler: Transformatör istasyonları iletkenler ölçü kontrol ve koruma cihazları ve elektrik makinalarından meydana gelen orta gerilim şebekesinden alınan gerilimi uygun bir şekilde AG şebekesi besleme için alçak gerilim 400 V değerine çeviren sistemlerdir. 107

111 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Bu elektrik istasyonları genel dağıtım istasyonları ve özel istasyonlar olmak üzere 2-kısımdır. Genel istasyonlar: şehir kasaba ve köyler gibi toplu yerleşin yerleri için tesis edilen direk ve bina tipi olmak üzere 2- tarzda tesis edilen istasyonlardır. Özel istasyonlar: genel OG şebekesinden enerjisi temin edilen okul, hastahane, askeri tesisler gibi kurumlar ve fabrikalar, imalathaneler, depolar gibi AG tarafında yüksek değerde tüketimi olan sistemleri beslemek üzere tesis edilen istasyonlardır. Normal olarak OG/AG Transformatörlerinin Kaynak makinaları gibi özel durumların haricinde primer sargıları üçgen bağlıdır. Sekonder sargıların nötrü topraklı yıldız bağlıdır. Türkiyede orta gerilim kademeleri genellikle 31,5 kv, 33 kv, 34,5 kv ve nadir olmakla birlikte 15 kv değerinde olduğundan genel istasyonlar için transformatörün primer sargıları bu gerilim kademesi için üretilirler. Özel istasyonlarda tesisin genişliğine ve kullanılan cihazların degerine bağlı olarak 6,3 kv ara dağıtım ve besleme değeri olarak kullanılabilir. 10 MVA yüklere kadar 35 kv nominal gerilim değerine haiz genel orta gerilim şebekelerinden enerji temin edilebilir. Ancak söz konusu güç değerinin aşılması halinde artık istenen enerji kalitesi ve sistem stablitesi sağlamak pahalı hale gelir ve zorlaşır. Bu gibi değerlerin aşılması halınde endüstriyel tesisin yanına 154/35 kv veya 154/6,6 kv indirici transformatör merkezleri kurma zorunluluğu ortaya çıkar. Bunun tayindeki en büyük kriter enerjinin alış noktasında meydana gelecek gerilim düşümleri ve söz konusu noktadaki kısa devre gücüdür. Enerji 108

112 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI alış noktasındaki kısa devre gücü talep edilen gücün 20 katı veya daha fazla ise uygun bir enerji temin noktasıdır. Tesis şekilleri Metot 1. Tek transformatörlü istasyonlar Şekil Transformatörlü OG/AG dağıtım istasyonun tek hat şemaları Şekil Tek transformatörlü istasyonun fiziki yerleşimi I MV Aşırı akım koruma elemanı diyagram 1 deki tertipte hem hattın ve ham de transformatörün korumasını sağlamalıdır. Bu 109

113 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI durumda koruma cihazı açma kapama ve ayırma fonksiyonlarını yerine getirecektir. Transformatör odasına giriş istasyona ait güç hattının enerjisi kesilip ve gerekli ayırma işlemleri tamamlandıktan sonra gerçekleşebilir. Diyagram 1a da görülen düzenlemede hat ile transformatör arasında S MW anahtarlama ve ayırma elemanı konularak hattı kesmeden transformatörü sistemden ayırmak mümkün hale getirilmiştir. Metot 2. Biri yedek olmak üzere 2-transformatörlü istasyonlar Şekil transformatörlü bir yedek olarak tutulan OG/AG dağıtım istasyonu Şekil transformatörlü istasyonun fiziki yerleşimi 110

114 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Transformatörlerden birinin herhangi bir hata veya bakım sırasında enerjinin sürekliliği amacıyla yedek olarak göz önüne alınabilir. Bu nedenle alçak gerilim tarafında her iki transformatörün aynı anda devrede olmasını önlemek amacıyla alçak gerilim kesicileri arasında kilitleme sistemi vardır. Bakım ve onarım amaclı OG hücrelerine emniyetli girişi sağlamak amacıyla gerekli ayırma anahtarlama işlemlerini yapmak için I GMV ana kesicisi ve ayırma sistemi ile her bir transformatör için I MV1 ve I MV2 kesici ve ayırma sistemi tesis edilir. Metot 3. Paralel çalışan ve aynı AG barasını besleyen 2- transformatörlü istasyonlar Şekil Paralel çalışan ve aynı barayı besleyen 2- transformatörlü OG/AG sistemi Bu sistemde aynı güç iki transformatör tarafından paralel olarak beslenir. Bu sayede düşük güçte iki transformatör kullanarak gerekli güç temin kapasitesine ulaşmak mümkün olur. Ancak bu sistemin uygulanmasında göz önüne alınması gereken iki durum vardır. 111

115 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Paralel beslemeden dolayı AG baralarında kısa devre gücü büyüyeceğinden seçilecek kesici açma-kapama kapasitelerinde kısa devre akımlara uygunluğu sağlanmalı, Transformatörlerdan birisinin arızalanması veya bakım durumunda hangi yüklerin besleme sürekliliğinin önemli olduğu önceden belirlenmelidir. Metot 4. Aynı anda devrede olan ayrı baraları besleyen, birinde hata olması veya bakım halinde diğer transformatörün diğer baraya kuplaj kesicisi ile bağlanarak besleyen 2- transformatörlu istasyonlar Şekil Aynı anda devrede olan ve 2-ayrı dağıtım barasını besleyen 2-transformatörlü OG/AG sistemi CLV kesicisi I kilitlemesi vasıtasıyla her iki transformatör devrede iken daima açık tutulur. Transformatörlerden birinde hata oluşması halinde veya bakım yapılması durumunda ILV kesicilerinden ilgili olanı açılarak kuplaj kesicisinin kapanması sağlanır. Devrede olan transformatör devre dışı olan transformatöra ait olan barayı besler. Bu nedenle 112

116 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI transformatörler her iki baradaki yükleri birden besleyecek kapasitede ve aynı güçte olmalıdır. Bu sistem özellikle darbeli kalkış yapan elektrik motorlu sistemlerde baralara göre eşit dağıtım sağlandığından gerek gerilim çökmesinin önüne geçilebilmesi açısından gerekse sistem dinamik stablitesi yönünden en uygun sistemlerdir. Prefabrike transformatör istasyonları Şekil Transformatörlü prefabrike transformatör istasyonu Prefabrike transformatör istasyonları 35kV OG ye kadar şehir içi dağıtım şebekelerinde ve endüstriyel tesislerde kullanılan ve 400/230Volt TN-C alçak gerilim şebekelerinde kullanılan sistemlerdir. 113

117 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Şekil Transformatörlu prefabrike istasyonun kesitleri Şekil Transformatörlu perfabrike istayonun topraklama planı Şekil Transformatörlü prefabrike istasyon 114

118 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Şekil 5.51a. 1-Transformatörlü bina tipi istasyonun yerleşimi Şekil 5.51b. 1-Transformatörlü bina tipi istasyonun transformator ve pano giriş tarafı ve arka cephe görünüşü Şekil 5.51c 1-Transformatörlü bina tipi transformatör istasyonunun havalandırma pencereleri ve arka yan görünüşü 115

119 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Şekil 5.51d. 1-Transformatörlü bina tipi istasyonda transformatör pano ana giriş bağlantıları Şekil 5.51 e. 1-Transformatörlü bina tipi istasyonunda bağlantı şekilleri 116

120 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Şekil 5.51-f. 1-Transformatörlü bina tipi istasyonda transformatör pano bağlantıları Şekil Transformatörlü bina tipi istasyonun değişik tertip tarzı 117

121 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Transformatörlerin tesis edilmesi Dış tesisler Yağ miktarı fazla olmasından dolayı herhangi bir hatadan dolayı transformatörün yanması göz önüne alınarak yerleşimin yapılması gerekmektedir. Bu maksatla aşağıda verilen tabloya göre G açıklıklarına uyulması gerekmektedir. Ayrıca binanın yapısına ve kullanımına göre gerekli yangın tedbirlerinin alınması gerekir. Kapalı transformatör hücrelerinin havalandırılması Doğal sirkülasyonlu transformatörler, kapalı hücrelerde tesis edilmek istendiğinde hücreler transformatörün ısı kayıplarını karşılayacak yeterli genişlikte havalandırma açıklıkları ile (A1, A2) donatılmalıdır. Odanın içindeki hava çeşitli gereklilikleri karşılamalıdır. Bunlardan en önemlisi, izin verilen maksimum sıcaklığı aşmamasıdır. Nemin sır değerleri aşmaması toz miktarı gibi etkenlerin belirlediği hava kalitesi de göz önüne alınması gereken özelliklerdir. Panoların kısa süreli maksimum sıcaklığı 40 0 C, 24 saat ortalamasının maksımum değeri 30 0 C olmalı ve senelik ortalaması ise 20 0 C civarında olmalıdır. Bununla beraber imalatçının ön gördüğü değerler mutlaka dikkate alınmalıdır. Havalandırma olarak doğal hava dolaşımlı sistem, öncelikle ele alınmalıdır. Havalandırmayı sağlayan pencere boyutlarının binanın yapısından dolayı sınırlı olduğu durumlarda veya ısı kayıplarının çok yüksek olduğu hallerde cebri havalandırma sistemleri göz önüne alınır. Transformatörlerde 12 0 C lik bir soğutma için 4-5m 3 /dakikalık bir havaya ihtiyaç vardır; bu ise 1kW lık bir ısıya denktir. Dış hava sıcaklığının 30 0 C kadar olduğu durumlarda doğal havalandırma genellikle yeterli olmaktadır. Daha yüksek 118

122 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI sıcaklıklarda, ekipmanlarda izin verilen sıcaklık derecesinin üzerinde değere ulaşma riskleri vardır. Havalandırmanın etkinliği giriş ve çıkış havasının pencere boyutlarına ve düzenlenme şekline Giriş ve çıkış hava pencerelerinin eksenleri arasındaki yüksekliğe hava akış yolu üzerindeki dirence ve giriş ve çıkış havaları arasındaki sıcaklık farkına bağlıdır. Yukarda açıklandığı gibi giriş hava penceresi ve çıkış hava pencereleri hava akışındaki kısa devreyi önlemek için karşılıklı diyagonal olmalıdır. Eğer hesaplanan havalandırma penceresi kesitleri veya baca girişi gerekli hava değişimini sağlayacak boyutta olamazlarsa; cebri havalandırmayı sağlayacak bir fanın tesis edilmesi gerekecektir Şekil Transformatör odasının tertip tarzları ve transformatör odalarının havalandırılması - a) Giriş havasının zeminden çekilerek çıkış havasının bacadan atılması - b)aynı şekilde giriş havasının alınarak ısınan çıkış havasın ın pencereden dışarı atılması - c) Giriş havasının toprak altından alınarak ısınan çıkış havasının üst pencereden atılması - d) Transformatör odasının fan vasıtasıyla cebri soğutulması. 119

123 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI A1 hava giriş penceresi kesiti, A2 hava çıkış penceresi kesiti, H baca yüksekliği, 1 fan, 2 çıkış havası penceresi panjurları, giriş havası penceresi panjurları a.) 630 kva transformatör odası b.)1600 kva transformatör odası Şekil kva ve 1600 kva güçlerindeki transformatör odaları Transformatör odalarının havalandırılmasında sıklıkla yapılan yanlışlık Şekil 5.55 de gösterilmektedir. Genellikle yapıların bodrum veya zemin katlarına tesis edilen transformatör merkezlerinde, bu hataya ülkemizde çok sık rastlanmaktadır. Bina projelendirilirken transformatör odasına giriş sağlayacak Şekil 5.53 de gösterilen kanallar göz önüne alınmadığından transformatör odası giriş kapısının altına açılan havalandırma panjurlarının soğutma açısından yeterli olduğu sanılmaktadır. Bu yanlış bir kanaattir. 120

124 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Şekil Transformatör odası için hatalı havalandırma şekli Zira Şekil 5.55 den de görüleceği üzere soğutma giriş havası aynı tarafta hava çıkış penceresi bulunduğundan kısa devre olarak üst pencereden dışarı çıkmakta transformatörün sadece bir yüzü hava akışından etkilenmekte ve soğutmanın uygun olmaması nedeniyle yüke göre ısınmanın fazla olması transformatörün yüklenme kapasitesini azaltmaktadır. Transformatörün yüklenmesinin arttığı saatlerde aşırı ısınmakta ve transformatörün işletme ömrü azalmaktadır. Şekil Hava akışı için giriş havası penceresini karşı tarafından hava çıkışının sağlanması Bu gibi durumlara hava akışının etkisini arttırmak ve akış kısa devresini önlemek için giriş hava penceresinin karşı üst tarafına çıkış penceresi açmak veya bir baca etkisi düzeneği vasıtasıyla efektif soğutmayı gerçekleştirmek gerekir. Hava sirkülasyonu, 121

125 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI soğutma havasının transformatörün altından gelmesi transformatörün soğutma yüzeyini yalayarak üst kısımdan atılması şeklinde olmalıdır. Ülkemizde maalesef genellikle havalandırma için transformatör hücre giriş kapısının altında ve üstünde panjurlar açılarak transformatör havalandırılması herhangi bir hesaba dayandırılmadan yapılmaktadır. Halbuki söz konusu kapının alt panjurlarından giren hava üst panjurla kısa devre hava sirkülasyonu yapacağından; transformatörün sadece kapı tarafındaki yüzeyi soğutma havası etkisi altında kalır ve diğer kısımlardan soğutma havası geçmeyeceğinden yetersiz soğutma gerçekleşecektir. Havalandırma için açılan delikler böcek, toz ve yağmur suyunun girmemesi için panjur tel kafes ve toz filtreleriyle donatılırlar. Havalandırmanın etkili ve verimli olması hava giriş ve hava çıkış pencere ve bacalarının konfigürasyonuna ve boyutlarına ve bunların yüksekliğine, hava yolunun direncine, giriş ve çıkış havası arasındaki sıcaklık farkına bağlıdır. Hava giriş penceresi ile hava çıkış penceresi birbiri arasındaki hava akışının kısa devre olmaması için, diyagonal olarak karşı karşıya pozisyonlandırılmalıdır. Eğer hesaplanan gerekli hava akışı için yeterli boyutta pencere veya baca yapılması imkanı yoksa, gerekli miktarda hava akışı ve hava basıncı sağlayabilmek için havalandırma fanı tesis edilerek cebri havalandırma yapılmalıdır. Eğer hesaplanan havalandırma pencere kesitleri veya baca girişi gerekli hava değişimini sağlayacak boyutta olamazlarsa, cebri havalandırmayı sağlayacak bir fanın tesis edilmesi gerekecektir. Eğer oda sıcaklığı dış hava sıcaklığından az miktarda fazla ise yani diğer bir deyimle sıcak bölgelerde transformatör tesisi yapılıyorsa ve dış hava sıcaklığı transformatörün soğutulması açısından elverişli değilse, bu takdirde soğutma cihazları ve klima sistemi tesis edilerek transformatörün soğutulması sağlanmalıdır. 122

126 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Şekil 5.53 den de görüleceği üzere hava soğutma kanallarının bir direnimi bulunmaktadır. Bu direnim, R=R 1 +m 2.R 2 ifadesi ile hesaplanmaktadır. R 1 in değeri, hava giriş kanalının direnimi ve hızına ait bir büyüklüktür. R 2 değeri ise, hava çıkış kanalına ait direnim ve hıza ait bir büyüklüktür. M ise hava giriş kanalının kesiti ile hava çıkış kanalı arasındaki oran olup genellikle A1 1 m = = = 0, 91 durumuna göre A2 çıkış A 2 1,1 kanalı (penceresinin kesiti) A1 giriş kanalının (penceresinin) kesitinin %20-25 kadar da alınabilir. Direnim ve hız değerleri aşağıda verilen miktarlara göre tayin edilirler. Hız için lik açı için 1,5 Kavisli dirsek için lik dirsek için 0,6 Yavaş yön değiştirme için 0 0,6 Kanal veyapenceredeki tel kafes için 0,5 1 Pencere panjurları için 2,5.3,5 Kesit genişletme için 0,25 9 Burada küçük değerler taze hava kesitinin hücre veya oda kesitine oranı,1/2 için ve büyük değeri de 1/10 içindir. Soğutma havası miktarının hesabı: Deniz seviyesinde standart hava akış hacmi p O =1013 mbar, T O =273 K=0 0 C Q V& L 0 = ; Δϑ = T2 T1 c. Δϑ PL 123

127 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI T 1 Soğutma havası sıcaklığı T 2 Çıkış havası sıcaklığı Sıcaklık ve yükseklik düzeltmesi ile aşağıda verilen ifade uygulanır. V & = & T 1 1 V0.. T0 e g. H0 R. T L Burada g Gravitasyonel hız g = 9,81. m 2 sn H Deniz seviyesinden yükseklik 0 0 R L Havanın gaz sabitesi R = 0,287. kj L kg. K c PL Havanın özgül ısı kapasitesi c = 1,298. kj PL 3 m. K Q L Hava akışıyla ısınan çıkış havasının toplam miktarı QL = PV + Q P Cihazdaki ısı kaybı V Q Çevredeki ısı değişimi Yüksek ısı yayılımında ve yüksek sıcaklıklarda güneş radyasyonu ve duvarlar boyunca termal ısı kondüksiyonu ihmal edilir. Böylece Q L =P V alınır. Örnek : Aşağıda verilen giriş ve çıkış havası sıcaklıklarında P V ısı yayılımı doğal havalandırma ile dışarı çıkarılmaktadır. T = C = 313. K, T = C = 303. K, P V = 30 kw = 30kJ / sn, deniz seviyesinden yükseklik 500 metredir Soğutma için gerekli hava miktarı : g. H0 P T R T 3 3 V& V 1 L. 0 e m m 1 =.. = 2,4 = 8640 c. T T T sn PL Örnek : ( ) saat

128 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Şekil 5.53a daki sistemde Giriş havası için hız 1 Giriş izgarası için..0,75 Kesit genişletme.0,55 Yavaş yön değiştirme 0,6 R 1 =2,9 Çıkış havası için hız lik dirsek.1,5 Panjurlar 3 R 2 =5,5 Eğer çıkış havası kanalı/penceresi, giriş havası kanalı/penceresinden %10 daha büyük alınırsa : A1 1 m = = = 0,91 ve buradan m 2 = 0, 83 ve R = 2,9 + 0,83.5,5 = 7, 5 A 2 1,1 Havalandırma oranı aşağıda verilen ifade yardımıyla belirlenir. 2 3 PV ( Δϑ ). H = 13,2..( R1 + R2 ) ifadesinde sayısal değerler yerine 2 A1 konulup A1 için çözüm yapılırsa A 1 =1 m 2 ve A 2 =1,1.A 1 =1,1 m 2 bulunur. 125

129 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Şekil 5.57 Transformatörün soğutma hesabı için abak Transformatörün soğutma hesapları Şekil 5.57 de verilen abak kullanılarak da yapılabilir. Yukarıdaki örnek ele alındığında transformatör ısı kaybı P V =10 kw değeri P V hattı üzerinden alınır C lık ısı farkı Δ ϑ eğrisi üzerinden işaretlenerek iki nokta birleştirilerek, a hattını kesinceye dek uzatılır. R hattı üzerinden 7,5 değeri işaretlenir ve iki a hattı üzerindeki nokta ile R hattı üzerindeki nokta birleştirilerek b hattını kesinceye kadar uzatılır. H hattı üzerinden 7 m işaretlenir ve b hattı üzerindeki nokta ile H hattı 126

130 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI üzerindeki nokta birleştirilerek A hattı üzerrindeki kesişme noktası değeri olarak A 1 yaklaşık olarak 1m bulunur. Transformatör odalarının fanlar vasıtasıyla soğutulması Doğal hava akışının yetmediği ısı yayılımında transformatör odaları, fanlarla soğutulur. Havalandırma fanlarının kapasiteleri hava yolundaki basınç kayıplarını veya soğutma hava akışındaki dinamik basıncı kompanze edecek şekilde belirlenmelidir. Bu statik ve dinamik basınç Δp mbar olarak uygulanaır. Fanın fücü aşağıdaki ifade yardımıyla belirlenir. V& Δp P L =. η fanın verimi η Örnek : Yukarıdaki örnekte hava ihtiyacı hesabı yapılan Pv = 30 kw ısı kayıplı ve V= 2.4 m3/s hava ihtiyacı olan transformatör odasında, hava kanallarındaki dirençler ve toz filterelerindeki dirençler, göz önüne alındığında fan verimi η = 0.2 ve statik ve dinamik basıç Δp = 0.35 mbar = 35 Ws/m 3 olarak alınmıştır. Fanın gücü: V&. Δp 2,4.0,35 P L = = = 0, 42kW olarak bulunur. η 0,2 Not: Bu hesap metodu pano odalarının sogutulması ve havalandırılması için de kullanılır. Dış hava sıcaklığının yüksek olduğu bölgelerde soğutma için klima sistemleri kullanılır. 127

131 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Kuru tip dökme reçineli transformatörler ve istasyonları OG/AG dağıtım transformatörü olarak 160kVA dan 2500kVA ya kadar 35 kv gerilim değerine kadar kullanılırlar. Yağlı transformatörlerdeolduğu gibi akışkan yanıcı bir maddeden imal edilmediği için transformatörde yangına karşı herhangi bir tedbir almaya gerek yoktur. Ancak kuru tip transformatör kullanmaya karar verirken, aşağıdaki özellikler mutlaka göz önünde bulundurulmalıdır. Nemli ıslak ve nem oranının yüksek olduğu ortamlarda ve su basma ihtimali yüksek olan yerlerde dökme reçine kurutip transformatör kullanılmamalıdır. Eğer 1000m deniz seviyesi şartları göz önüne alınıp imal edilmeyen standart tip kuru transformatörler söz konusu deniz seviyesinden daha yukarı seviyelerde kullanılmamalıdır. Ortam sıcaklığı minimum C yi ve maksimum C yi aşmamalıdır. Standart transformatörler, IEC 76 ya uygun olarak aşağıda verilen ortam sıcaklık değerlerine göre tasarlanırlar: Maksimum C Günlük ortalama C Yıllık ortalama C AF işletmede artan kayıp artışlarıda dahil olmak üzere ortamın transformatörün toplam kayıplarından dolayı meydana gelecek ısnmayı tahliye edebilecek özellikte olmalıdır. Yüksek derecede kirli atmosferin bulunduğu yerlerde soğutma giriş ve çıkış havasını temiz tutmak için filtrelerin kullanılması gerekir. 128

132 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI İç tesislerde IP31 veya IP 00 kabinler içinde tesis edilirler Kuru tip transformatör tesis yeri veya kabininin istasyon havalandırması Hava giriş tarzına göre Şekil Kuru tip transformatörün hava girişi yan alt pencereden olacak şekilde yerleşimi Şekil Kuru tip transformatörün hava girişi tabandan olacak şekilde yerleşimi 129

133 Hava akış tarzına göre Doğal havalandırma TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Şekil İstasyon doğal hava akışı ile havalandırması Hava giriş ve çıkış pencerelerinin yüksekliklerinin ve kesitlerinin belirlenmesi: Doğal hava akışı ile havalandırmada AN kabinin veya istasyonun havalandırılması transformatörün toplam kayıpları tarafından üretilen ısı yayılımının doğal hava akışı tarafından tahliye edilmesi sağlanmalıdır. Yeterli seviyede istasyon havalandırması durumunda uygun havalandırma Şekil 5.56 da görüleceği gibi istasyonun altında S kesitinde temiz hava giriş penceresi ve odanın karşı tarafında yüksekliği giriş hava penceresinden H metre yükseklikte S kesitinde çıkış hava penceresi yer alır. Transformatörün etkili bir şekilde soğutulması için alt tekerlek yüksekliğinin Şekil 5.60 da görüldüğü gibi zeminden en az 150 mm yüksek olması gerekir. Hava akışı sınırlandırıldığında veya gerekli hava akışı sağlanmadığında transformatörün sürekli veya kısa süreli aşırı yüklenme kapasitesi azalır. Havalandırma pencere kesitlerini tesbit etmeye yarayan ifade: 0,18. P S = ve S = 1, 10xS H 130

134 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI P =Transformatörün C da boşta ve yükte kayıplarının toplamı kw S = Hava giriş penceresinin kesiti m 2 S =Hava çıkış penceresinin kesiti m 2 H =İki pencere arasındaki yükseklik metredir Bu formül, ortalama ortam sıcaklığı 200C ve deniz seviyesinden 1000 metre yüksekliğe kadar olan ortamlarda geçerlidir. Örnek: 1000kVA gücünde transformatörün boştaki kayıpları, Po = 2300 W ve C de yükte kayıpları Pcc = W ve toplam kayıplar P = 13.3 kw.. Hava giriş ve çıkış penceresi arasındaki yükseklik 2 metre olduğunda yukardaki ifadeden S = 1.7 m 2 Hava panjurlarında havanın akışının %30 unun sınırlandırıldığı göz önüne alınarak pencere boyutları giriş havası için 1,5 mx1,5 m ve çıkış havası penceresi için 1,5 mx1,6 m olarak belirlenir. Cebri havalandırma Şekil Kuru tip transformatör için cebri havalandırma yapılması 131

135 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Kabinsiz kuru tip dökme reçine transformatörlerin kablo bağlantıları Şekil Alçak ve orta gerilim kablo bağlantılarının üstten yapılması Orta gerilim tarafındaki bağlantılar, kablolarla yapılır. Alçak gerilim tarafında genellikle kablolar tarafından yapılmakla birlikte eğer çok emniyetli bağlantılar istenirse pre fabrike busbar taşıyıcı sistemler alternatif olarak kullanılır. Her iki durumdada OG ve AG terminallerinin veya OG buşinglerinin mekanik zorlamalara maruz kalmaması için mesnetlerin ve mesnet izolatörlerinin kullanılması gerekir. Alçak gerilim bağlantılarının prefabrike busbar taşıma sistemi (PBTS) ile yapılması AG bağlantılarının taşıyıcı busbarlarla gerçekleştirilmesi 132

136 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI PBTS sistemi kullanarak gerçekleştirilen bağlantılar, emniyet açısından avantajlar sağladığı gibi aynı zamanda bağlantı sırasında zamandan da tasarruf sağlar. Bu çözüm şekli insan hayatı açısından maksimum emniyet sağladığı gibi kabloların aşırı ısınmasından meydana gelebilecek mevcut olan yangın tehlikesini de azaltır. Şekilde görüleceği üzere kabloların ayrı bir bağlantı kutusunda yapılması transformatör üzerinde olacak kablo bağlantı karmaşasını ortadan kaldırır. Şekil Orta gerilim kablo bağlantılarının geçit izolatörleri vasıtasıyla yapılması Transformatörlerin OG tarafına bağlantıları Şekil Transformatörün tek taraflı beslenecek şekilde OG sistemine bağlantısı 133

137 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Şekil Transformatörün yükte ayırıcı ve yükte sigortalı ayırıcılar üzerinden 2 taraflı beslenecek şekilde OG sistemine bağlanışı Şekil İki transformatörün yükte ayırıcı ve yükte sigortalı ayırıcılar vasıtasıyla iki taraflı beslenişi Şekil Çok sayıda transformatörün yükte ayırıcılar ve yükte sigortalı ayırıcılar üzerinden tektaraflı beslemek üzere OG sistemine bağlantısı 134

138 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Şekil Çok sayıda transformatörün iki taraftan beslenmek üzere yükte ayırıcı ve yükte sigortalı ayırıcı üzerinden OG sistemine bağlantısı Not : Yükte sigortalı ayırıcıların kullanımı 630 kva güce kadar tavsiye edilmektedir. Nominal güçlerin ve kısa devre akımlarının yüksek olduğu transformatör güçlerinde yükte sigortalı ayırıcılar yerine kesiciler kullanılmalıdır Enerji sayaçlarının OG tarafına bağlantısı Şekil Tek tüketici için gerçekleştirilen OG tarafı sayaç bağlantısı 135

139 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Şekil İki farklı tüketici için aynı dağıtım merkezinde enerji sayaçlarının bağlanması Şekil Köşk tipi transformatörün yerleşimi Notlar: 136

140 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI 1. Harici tip transformatörün genel boyutları esas alınarak hazırlanmiştır İmalatcı firma belirlendiğinde, imalatçı firmadan alınan transformatör boyutlarına göre resmin transformatör güçlerine göre gerçek boyutları esas alınarak gözden geçirilmesi gerekir. 2. Transformatörün kaldırma halkaları. 3. Transformatör doğrudan kablo kanalı üzerine tesis edilecek. 4. Zeminin sıkıştırlması yoğunluktaki minimum değişiklik %92 oranında olacak şekilde gerçekleştirilecektir. 5. Boşluk kumla doldurulacaktır. Sıkıştırma gerekli değildir. 6. Sıkıştırma malzemesi kum olacaktır. Sıkıştırma 300 mm yi aşmayan katmanlar şeklinde olacaktır. 7. Betonarme çelik kablo kanal kutusu 1597 esas alacak ve 90kN dayanıklı olacaktır. Kablo kanalının boyutları 1200 mm genişlik x 900mm yükseklik x 1220 mm uzunluk olacaktır. 8. Kazı tabanı kablo kanalı tabanından minimum 500mm daha geniş olacaktır. Şekil Köşk tipi tansformatör istasyonunun yerleşimi 137

141 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Statik UPS sistemi UPS (kesintisiz güç kaynağı) sistemi sürekli olarak elektrik tesisini besleyen ana güç kaynağının kesilmesi durumunda kritik yüklerin sürekli enerjili kalmasını sağlayan şebekelerdeki harmoniklerden ve gerilim oynamalarından ve diğer nedenlerden ortaya çıkan distorsiyonlara karşı hassas olan bu yükleri beslemek için kullanılan ve sürekli olarak enerjili kalan sistemlerdir. UPS sistemi şebekede oluşan frekans değişimlerine karşı krıtik yükleri koruyan ve ayrıca güç hatlarında çeşitli nedenlerle ortaya çıkan parazit ve distorsiyonların ortadan kaldırılmasını ve gerilimlerdeki oynamaların ortadan kaldırılmasını sağlayan sistemlerdir. Kritik yüklerin özelliklerinin gerektiği şekilde acil durum veya stand-by kaynağı olarak da değerlendirilebilir. Kısaca UPS sistemleri hayati özellikleri haiz sistemler için sürekli ve kaliteli enerji kullanımını gerçekleştiren besleme kaynaklarıdır Tasarım kriterleri ve seçimi UPS seçim işlemi aşağıda açıklanan bir kaç adımdan ibarettir. Bu adımlar, İhtiyaçların belirlenmesi: Öncelikle ups in seçiminde ihtiyaçların belirlenmesi öncelik taşır. Bir UPS aydınlatma, yol verme, taşıma, mekaniksel kullanım, ısıtma, soğutma, üretim, yangından koruma, veri 138

142 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI sistemleri ve sinyal devreleri gibi çesitli maksatlar için kullanılabilir. Bazı tesislerde birden fazla amaç için UPS kullanılabilir. Ana besleme kaynağından enerjinin kesilmesi ile UPS sisteminin beslemeyi üzerine alması arasındaki gecikme çok önemlidir. Acil durum veya yedek sistemlerin devreye girmesi süresi önemli olup bu aradaki sürede yüklerin kritikliğine göre; UPS, beslemeyi üzerine almalıdır. Bu faktörlerin tamamı UPS nin boyutlandırılmasında ve seçiminde önemli bir rol oynar Güvenirliliğin belirlenmesi: UPS güvenilirliğinin kabul edilebilir seviyede olduğunun belirlenmesi gerekir. Bataryalardaki hidrojen çıkışı veya gürültü kirliği, seçilecek UPS için önemli krıterlerdir. Geçerliliğin belirlenmesi: Kritik yüklerin belirlenen sürede en emin bir şekilde beslemesi gereklidir. Buna bağlı olarak UPS sisteminin yedek güç ihtiyaçlarının ve transfer sürelerinin ihtiyaca göre belirlenmesi gerekir. Bakım gereklililerinin ve imkanlarının belirlenmesi: Seçilen UPS bakımının kolaylıkla yapılabilmesi gerekir. Uygun bakım yapılamıyan UPS, kısa sürede yıpranır. Satın alma bedelinin belirlenmesi: Seçilen UPS satın alınabilir olmalıdır. Seçim işleminde maliyet, diğer parametreler bilinmeden belirlenemez. Ünite maliyetlerine işletme ve bakım giderleri de ilave edilmelidir. Ünitenin atık maliyetleri ve çalışma ömrü de maliyetler belirlenirken göz önüne alınmalıdır. Adımların tekrar değerlendirilmesi: Eğer kriterler seçilecek UPS kriterlere uymuyorsa bir başkası değerlendirmeye alınır ve söz konusu adımlar tekrarlanır. 139

143 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Statik UPS sistemleri Şekil UPS sistemi temel ünitesi Statik UPS temel ünitesi doğrultucu ve batarya şarj sistemi, inverter, batarya grubu, statik ve manuel by-pass anahtarlarından meydana gelir. Doğrultucu AC güç kaynağından normal alternatif akımı alır ve doğru akıma çevirerek gücü invertere ve bataryalara da şarj olması için gönderir. İnverter DC gücü istenen yükleri beslemek üzere istenen kalitede AC güce çevirir. DC güç normal çalışmada doğrultucudan sağlanır, ana besleme kaynağında enerji kesilmesi durumunda veya doğrultucuda oluşan hata durumunda batarya üzerinden sağlanır. İnverter normal çalışma şartları altında yükleri besler. İnverterde bir hata meydana gelmesi durumunda statik by-pass anantarı yükü alternatif AC besleme kaynağına transfer eder. 140

144 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI UPS yapı şekilleri Yedeklemesiz sistemler Şekil Yedeklemesiz (Redundant olmayan ) UPS Bu sistemde herhangi bir inverter hatasında yüklerin beslemesi kesilir. Ayrıca bu tip UPS sisteminin geçici de olsa aşırı yüklenebilme yeteneği yoktur. Yüksek devreye girme akımlarına sahip yükler için, bu sistem uygun değildir Statik by-pass anahtarlı sistem Şekil Statik by-pass anahtarlı sistem Normal işletme şartları altında yukarda açıklanan sistemle aynıdır. Aradaki fark statik by-pass transfer anahtarı algılaması ve lojik devrelerin, devreye girme akımları, dağıtım devrelerinde hataların izlemesi ile hatalı ve izin verilen toleransların üzerinde çalışma 141

145 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI şartlarının meydana gelmesi durumunda yük transferi, statik bypass anahtarı vasıtasıyla herhangi bir kesilme olmaksızın sağlanır. Bu gibi durumlarda bağlı yüklerdeki rahatsızlığı en aza indirmek için inverter alternatif AC kaynağı ile senkronize edilir. Normal çalışma süresinde inverter frekansı alternatif AC kaynağının frekansı tarafından kontrol edilir. Bu ise inverterin frekansını kontrol etmek için konulan iç osilatör by-pass edilir. Alternatif AC kaynağının frekansında kabul edilebilir toleransın üzerinde bir sapma meydana geldiğinde inverter kabul edilebilir tolerans dahilinde frekans sağlamak amacıyla otomatik olarak iç osilatörü devreye sokar. Ayrıca by-pass besleme durumunda istenen değerde çıkış gerilimi sağlamak amacıyla bir reğülasyon transformatörü aternatif AC kaynağı devresine sokulur Yedeklemeli sistemler Yedeklemeli (Redundant) sistemler iki veya daha fazla normal enerjili temel sistemin paralel ve birbirine senkronlanmış bağlantısından oluşur. İnverterlerin birinde hata oluşması durumunda statik kesme anahtarı vasıtasıyla hatalı inverter devreden çıkarılarak diğer inverterin hata yerini beslemesi önlenir. İki temel grubu haiz sistemde yüksek güvenirliliğin sağlanması amacıyla doğrultucu/inverter bloklarının ayrı ayrı olmasına rağmen batarya grubu ortak kullanılır. Herbir sistemin yüklenme kapasitesi temel sistemlerden birinin herhangi bir sebeple devre dışı olması halinde diğer sistemin UPS ye bağlı yüklerin tamamını karşılayacak seviyede olacaktır. Dolayısıyla herbir sistem %100 kapasitede olacaktır. 3- paralel temel grubu haiz sistemlerde her bir grup %50 yük kapasiteli olacaktır. Redundant sistemlerde bütün paralel sistemler enerji altında ve yükleri eşit olarak bölüşen sistemlerdir. Sistemlerden birinin arızalanması halinde diğer sistemler %100 yükü üzerine alacak şekilde dizayn edilirler. Yüksek kalkış akımlı sistemlerin 142

146 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI devreye girmesi halinde yol alma olayı süresince sistem statik by-pass anahtarı vasıtasıyla alternatif AC kaynağı üzerinden beslenecek ve beslemede kararlı hal oluşunca sistem normal çalışma şekline dönecektir. Şekil Yedeklemeli (redundant) sistemler Soğuk stand-by yedeklemeli sistem Şekil Soğuk stand-by redundant system (cold stand-by redundant) 143

147 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI İki temel sistemden herbiri %100 yük taşıyacak kapasitededir. Normal işletmede sistemlerden biri enerjisiz elle çalıştırılan kesici üzerinden yükü beslemek üzere enerjilendirilir. Devrede olan inverterlerden biri herhangi bir nedenle devre dışı olursa statik by-pass transfer anahtarı otomatik olarak kapanarak herhangi bir kesintiye meydan vermeden alternatif AC kaynağından yükün beslenmesine devam edilir. İkinci sisteme yükü transfer etmek için hatalı sistemin kesicisi elle açılır ikinci sistemin kesicisi elle kapatılır ve statik anahtar açılır. Transfer işlemi sırasında yük sürekli olarak alternatif AC kaynağından beslenerek herhangi bir kesinti olmadan ikinci system, devreye alınıncaya kadar enerjili kalmaya devam eder. Bu tertipte iki inverterin paralel çalışmasına izin verilmez ve çıkış devre kesicileri arasında paralel çalışmayı önlemek amacıyla bir kilitleme sistemi vardır. Bu tertibin dezavantajı normal redundant sistemle karşılaştırıldığında yüklerin transfer tamamlanmadan önce gerilim şekli harmonikler ve diğer bozucu etkenler nedeniyle distorsiyona uğratılmış alternatif AC kaynağı tarafından beslenmesidir. Bu nedenle güvenli olmayan alternatif AC kaynağı bulunan sistemlerde soğuk stand-by redundant sistemin kullanılmasına izin verilmez. Diğer bir dezavantajı ise, transfer işlemini yapacak bilgili ve tecrübeli personele ihtiyaç göstermesidir. İki paralel redundant sisteme göre avantajı ise, enerjili sistem %100 kapasite ile çalıştığından dolayı yüksek verime sahip olmasıdır. Diğer bir avantajı ise iki temel sistemden hangisinin arızalı olduğundan şüpheye düşülmemesidir. 144

148 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Dual redundant sistemler Şekil Dual redundant (çift yedeklemeli) sistem Yapısı redundant sistemin yapısına benzer. Normal çalışma şartlarında her ikisi de enerjilenen %100 yük kapasiteli iki temel sistem ortak bir batarya grubuna bağlıdır. İki temel sistemin herbiri alternatif AC kaynağıyla senkronizedir. Herbir sistemin çıkışında bulunan statik kesme anahtarları redundant sistemindeki gibi işlem yapar. İlave olarak kabul edilebilir sınırın üstünde çıkış geriliminde bir sapma, aşırı yüklenme veya sistemlerden birinin arızalanması durumunda, statik kesme anahtarı yükü inverterden ayıracak olan, açmadan önce kapama, yaparak yükü alternatif AC kaynağına transfer eder. Ayrıca statik kesme anahtarları, yüksek seviyeli devreye girme akımlarını alternatif AC kaynağa transfer ederek sistemin devreye girme kapasitesini arttırırlar UPS İşletme şekilleri 1 UPS Pasif-stand-by (çevrim-içi/off-line) şeklinde çalıştırılması: İşletme prensibi: İnverter paralel olarak AC girişe bağlanır. Normal çalışmada yük şebekenin belirli bozucu etkilerini 145

149 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI ortadan kaldıran ve gerilimi regüle eden bir filter elemanı üzerinden normal şebekeden beslenir. İnverter pasif stand-by şeklinde çalışır. Şekil UPS nin pasif stand-by şeklinde çalıştırılması Şebekedeki güç kalitesinin verilen toleranslardahilinde olmaması ve şebeke beslemesinin kesilmesi durumunda, inverter ve akü grubu 10 ms den düşük bir geçiş süresi sonunda yükün beslenmesini üzerine alır. UPS bataryaların besleme süresi sonuna ve şebeke normale dönünceye kadar batarya üzerinden yükleri beslemeye devam eder.bu sistem şebeke bozulmalarına karşı belirli seviyede koruma temin eder. Sadece 2 kva dan düşük değerlerdeki yükler için kullanılır. Statik bypass anahtarsız çalışması nedeniyle invertere geçiş süresi uygun olan belirli bireysel yükler için kullanılabilir. Bilgisayar sistemleri ve telekomünikasyon sistemleri gibi tesisler için uygun değildir. 146

150 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI UPS nin hat-interaktif şeklinde çalıştırılması Şekil UPS sisteminin hat interraktif çalışmasına ait prensip şeması İşletme prensibi İnverter AC girişe paralel olarak stand-by olarak bağlanmıştır ve aynı anda bataryayı da şarj etmektedir. Normal çalışma Yük AC girişi ile inverterin paralel bağlantısı üzerinden düzeltilmiş güç olarak beslenmektedir. Inverter düzeltilmiş çıkış gerilimi vererek ve batarjayı şarj ederek çalışır.çıkış geriliminin frekansı AC giriş frekansına bağlıdır. 147

151 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Bataryalar üzerinden çalışma Şebeke besleme kalitesi belirli tolerasların altına düştüğünde veya kesildiğinde statik anahtar vasıtasıyla şebeke tyarafı kesilerek bataryalar üzerinden besleme devam eder UPS nin çift çevirmeli çevrim-içi çalışması Şekil UPS nin çift çevrimli online çalışmasına ait prensip şeması Statik UPS sisteminin değerlerinin belirlenmesi Statik UPS sistemini uygun bir şekilde seçmek ve boyutlandırmak için toplam yükün (kva),güç faktörünün,yüklere uygulanacak gerilimin,faz sayısı ve frekansın,ups sistemine bağlanacak cihazların darbe akımlarının ve bu akımların uygulama sürelerinin,ve bataryadan beslenme 148

152 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI sürelerinin hizmette olacak toplam yük için belirlenmesi gerekir Toplam yükün belirlenmesi Mevcut tesislerde UPS sistemine bağlanması istenen ekipmanların akımlarının ölçülerek belirlenmesi gerekir. 3-fazlı sistemlerde yük akımı her bir faz için ölçülmelidir. Ölçüm sonunda yük aşağıda verildiği gibi tahmin edilir. I ölçülen akımların toplamı U LN faz-nötr gerilimi U LL faz arası gerilim olmak üzere 1-fazlı yükler için, 3- fazlı yükler için, U LN. I S( kva) = U LL. I S( kva) = 1000 Yük akımlarının ölçülemediği durumlarda veya tesis planlama safhasında ise toplam yük ekipmanların imalatçısından alınan değerlere göre vektörel olarak toplanarak bulunur. Ancak güç faktörünün elde edilemediği durumlarda yükler, aritmetik toplanarak güç faktörü tahmin edilerek hesap yapılır Güç faktörünün belirlenmesi Mevcut tesislerde güç faktörü Cos ϕ metre kullanılarak gerçek değer olarak ölçülür. Gerçek ölçümlerin yapılamadığı veya tesisin planlama safhasında olduğu durumlarda toplam güç faktörleri hesaplayarak bulunur. Bunun için her bir yükün(kva) 149

153 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI miktarı ve güç faktörü elektrik cihazının imalatçı kataloğundan alınarak S ( kva) = S. Cosϕ + js. Sinϕ = P + jq şeklinde yazılarak vektörel olarak toplanır. Toplam Cosϕ = ) Cos (arctan ifadesiyle bulunur. Güç faktörlerinin elde edilemediği durumlarda ise güç faktörü 0,8 olarak tahmin edilir. Q P Darbe yüklerinin belirlenmesi Darbe yüklerinin belirlenmesi özellikle statik by-pass anahtarının statik transfer anahtarının bulunmadığı UPS sistemlerinde çok önemlidir. Eğer darbeli yük inverter kapasitesini aşarsa inverter akım sınırını aşacak ve çıkış gerilimi sabit olmayıp gerilim düşümü meydana gelecek ve darbeli yük büyüklük ve uygulama süresi açısından dahada fazla olursa inverter devre dışı olacak enerji statik by-pass üzerinden verilecek veya sistemde statik by-pass anahtarı yoksa koruma cihazları vasıtasıyla UPS devre dışı olacak ve bu sistem tarafından beslenen cihazlar enerjisiz kalacaktır. Darbe yükleri veya akımları mevcut tesislerde yüksek hızlı ve hafızalı osiloskop kullanarak ölçme yapılmak süretiyle belirlenmelidir. Ölçüm imkanı olmadığı durumlarda veya tesis plan ve proje safhasında ise imalatçılardan ekipman ve cihazlara ait darbe yükü değerleri ve darbe süreleri alınarak hesaplama ile bulunur. Eğer söz konusu değerleri elde etmek imkanı yoksa Tablo 5.7 den tahmin edilerek maksimum ve efektif darbe akımları hesaplanabilir. 150

154 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Tablo 5.7. Tipik yüklerin güç faktörleri ve devreye girme anındaki darbe yük miktarları ve uygulama süreleri Yük gerilimi ve faz sayısı UPS cihazına bağlanacak cihazların gerilim ve frekansları UPS sisteminin çıkış gerilim ve frekansını belirler. Güç ihtiyacı göz önüne alınarak 3-fazlı sistemin gerekliliği belirlenir. UPS sistemine bağlanacak cihaz ve ekipmanların tamamı 1-fazlı ise 75 kva güce kadar dengesiz yüklenin getireceği problemlerden sakınmak amacıyla 1-fazlı UPS sistemi tavsiye edilir. 1-fazlı yüklerin toplamı 75 kva değerini aşıyorsa ve/veya sisteme bağlanması gereken 3-fazlı yükler varsa 3-fazlı UPS sistemi kullanılmalıdır. 3-fazlı UPS kullanımında inverter üzerinde minimum dengesiz yüklenme meydana gelecek şekilde 3-faza yükler olabildiğince dengeli bir şekilde dağıtılmalıdır Bataryaların çalışma süresi UPS yi besleyen güç kaynağının devre dışı olması durumunda güç kaynağı devreye girinceye kadar inverterin bataryalardan gücü temin etme süresidir. Bu süre UPS ye bağlanan yüklerin tipine ve fonksiyonuna bağlıdır. Genellikle minimum olarak bir dakika olarak verilir. Söz konusu süre için bir üst sınır yoktur. Genellikle batarya çalışma sınırları 5, 10 ve 15 dakika gibi 5 er dakikalık aralıklarla verilir. 151

155 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Bataryaların boyutlandırılması Deşarj değeri Bir UPS sisteminde kullanılacak olan bataryaların deşarj değeri minimum çıkış geriliminde nominal çıkışı sağlayan en yüksek inverter gücüne uygun olmalıdır. Deşarj gerilimi sonu değerinin, nominal performansı sürdürmek amacıyla inverter için gerekli olan minimum DC gerilim değerine eşit veya bu değerden daha yüksek olmalıdır. Söz konusu gerekli minimum DC gerilimi imalatçı tarafından verilir. İnverterin maksimum güç ihtiyacı imalatçı tarafından öğrenilir veya hesaplanarak bulunur. İleride olabilecek gelişmeler vegenişlemelerden dolayı gerekli güç ihtiyacı için %30 yedek kapasite göz önüne alınmalı ve hesaplara katılmalıdır. Batarya ömrü UPS sisteminde kullanılan bataryaların muhtemel ömrü genellikle bataryaların nominal kapasitesinin belirli bir yüzdesinin altına düşecek olan süre kadar değerlendirilir. Başlangıç kapasitesi olarak genellikle nominal kapasitenin %90-95 olarak göz önüne alınır. Birkaç şarj ve deşarj periyotlarından sonra normal çalışma halinde %100 e çıkar. IEEE 450 kapasitenin nominal kapasitenin %80 altına düştüğünde; UPS sisteminde bataryaların değiştirilmesini tavsiye etmektedir. Bazı imalatclara göre ise bataryalar nominal kapasitenin %50 değerine düştüğünde değiştirilmesini tavsiye ederler. İleride olabilecek hoş olmayan sürprizlerle karşılaşmamak için, batarya garanti belgesinde verilen eskime karakteristiklerini, servis ömür süresini ve başlangıç kapasitesini kullanıcı mutlaka kontrol etmelidir. Deşarj gerilimi 152

156 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Batarya gerilimi çekilen akım miktarına ortam sıcaklığına ve deşarj süresine bağlı olarak değişmektedir. UPS bataryaları belirlenen kw değerindeki yükü belirlenen zaman periyodunda beslemek üzere belirlenen deşarj gerilimi son değeri için boyutlandırılır. Tesis metotları Raflar üzerine: Bu tesis metodu (Şekil 5.83) kapalı tip veya bakımsız akü bataryaları için uygulanır. Bu bataryalar için elektrod ikmali gerekmez. Şekil Raflar üzerine akü bataryalarının montajı Sıralar üzerine: Bu tesis metodu (Şekil 5.84) tüm batarya tiplerii çin uygun olmakla birlikte elektrod seviyesi kontrolunun kolay yapılabılmesi için hava çıkışı olan bataryalarda kullanılır. Şekil Sıralar üzerine bataryaların montajı 153

157 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Kabinler içine: Bu metot (şekil 5.85) kapalı tip bataryalar için uygun olup uygulanması kolay ve en üst seviyede koruma sağlar. Şekil Kabinler içine bataryaların yerleştirilmesi Ana bağlantı - devre bağlantısı ve batarya bağlantı kablolarının seçimi Küçük güçteki UPS lerde priz ve fişlerle bağlantı gerçekleştirilir. Büyük UPS istasyonlarında ayrı batarya odalarının olması durumlarında inverterler ve bataryalar arasında az çok bağlantı uzunluğu söz konusudur. Ayrıca statik anahtar sistemlerinden dolayı filtre bağlantıları gerekliliği ortaya çıkar. Kablo boyutları herbir bağlantının çektiği akım seviyesine bağlıdır. Bağlantı iletkenlerinini, kesitlerini belirleyen parametreler aşağıdaki şekilde belirtilmektedir. İletken kesit hesapları verilen akımlar esas alınarak AC devrelerindeki iletken kesit hesaplarındaki kurallar uygulanarak yapılır. Kablolardaki gerilim düşümlerinin normal çalışma şartları altında %3 den fazla olmaması tavsiye edilir. 154

158 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Şekil Kablo seçiminde göz önüne alınacak akımlar I1 ve Iu akımlarının hesabı: Iu akımı çekilmesi gerekemn maksimum kullanma akımı I1 Doğrultucu/şarj ünitesinden çekilen akım olup bataryajın şarjı süresince batarja ve yük akımının toplamına eşit bir akımdır Ib akımı ise batarya nın akımı olup bu akımın büyüklüğü UPS in üretici firmasından öğrenilir Tamamlayıcı ekipmanlar Statik by-pass anahtarının enerji alış tarafına aşağıda açıklanan nedenlerden dolayı iki sargılı transformatör konulması gerekmektedir. Yükün nominal geriliminden farklı AC besleme geriliminin uygulanması durumunda, Besleme şebekesin de bir faz toprak hatası halinde diğer sağlam fazların faz-nötr gerilimlerinin faz-faz gerilimine yükselif 1-fazlı cihazların zarar görmesi, Yüksek değerde olan 3 ve 3 ün katı harmonik akımlarının ortadan kaldırılması için şebeke tarafında üçgen yıldız bağlı transformatörünün gerekliliği, Gerek enerji alış tarafında ve gerekse çıkış tarafında kısa devre akımlarının düşük olması gerekliliği.. Büyük ve geniş tesislerde, yüksek genlikli harmonik akımlarının azaltılması için anti-harmonik fitre kullananılması gerekir. 155

159 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Anti harmonik filtreler aşağıdaki durumlarda şebekedeki gerekli güç kalitesini sağlamak amacıyla mutlaka kullanılmalıdır. UPS gücünün OG/AG dağıtım gücüne göre yüksek olması yani transformatör sekonder geriliminde %5 veya bu değeri aşan toplam gerilim distorsiyonu meydana getirecek kadar yüksek genlikte ve akıma ait toplam akım distorsiyonunun %10 olması (Bu konu ile ilgili detaylı bilgiler güç kalitesi ve harmonikler bölümünde verilmektedir), UPS sisteminin bağlantığı ana baralardan beslenen harmoniklere hassas yüklerin bulunması, Bu sitemimi besleyecek stand-by jeneratörün bulunması UPS sistemlerinde dolaylı temaslara karşı koruma 1. Elektriksel izolasyonlu UPS sistemi: UPS sisteminin her bir elektriksel kanalı enerji alış tarafından transformatör tarafından izole edilmiştir. Burada RBI (doğrultucu batarya inverter bloğu) enerji alış tarafına tesis edilen transformatör tarafından UPS enerji çıkış kanalları izole edilmiştir. Aşağıda verilen şekillerde söz konusu transformatör TR ve By-pass devresinin transformatörü TB ile gösterilmiştir. 2. TT topraklama sistemi Şekil İzole sistemde UPS in enerji çıkış tarafında TT topraklama sisteminin uygulanması (enerji alış tarafında herhangi bir koruma sistemi uygulanabilir). 156

160 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI TT sistem uygulandığında her bir çıkışa RCD elemanı ile donatılmış kesiciler konulmalıdır. 3. TN-C topraklama sistemi: Personel koruması çoğunlukla iki tarafta da aşırı akım koruma cihazları donatarak sağlanır. Eğer yük çıkış tarafındaki topraklama sistemi TNC ise nötr hattı ile koruma hattı birbirleri ile kombine edilmiş olduğunda gereksiz açma yapacağından RCD (Rezidüel akım koruma cihazları) koruma elemanları kullanılamaz. Şekil İzole sistemde UPS in enerji çıkış tarafında TNC topraklama sisteminin uygulanması (Enerji alış tarafında herhangi bir koruma sistemi uygulanabilir). 4. TNS topraklama sistemi: Eğer genel olarak yük çıkış tarafında TNS topraklama sistemi kullanılıyorsa koruma iletkeni UPS çıkış terminalinde birbiri ile bağlanıyorsa, gerekiyorsa RCD kullanılabilir. 157

161 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Şekil İzole sistemde UPS nin enerji çıkış tarafında TNS topraklama sisteminin Uygulanması (Enerji alış tarafında herhangi bir koruma sistemi uygulanabilir ). 5. IT topraklama sistemi: Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi izolasyon hatalarını algilamak üzere UPS nin enerji ve aynı şekilde doğrultucu inverter tarafındaki aktif iletkenler ve topraklama iletkeni sürekli izolasyon izleme göstergesine bağlanır. Personel hayatının koruması çoğunlukla ikinci izolasyon hatası meydana geldiğinde aşırı akım koruma elemanları tarafından sağlanır. Şekil İzole sistemde UPS in enerji çıkış tarafında TNS topraklama sisteminin uygulanması (Enerji alış tarafında herhangi bir koruma sistemi uygulanabilir). 158

162 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI 6. Elektriksel izolasyon yapılmayan UPS sistemlerinde dolaylı temaslara karşı koruma.. a- Enerji giriş tarafında TNC ve çıkış tarafında TNS ve TT sistemlerinin uygulanması: Bu uygulama şeklinde nötr iletkeni ve koruma iletkeni UPS çıkış tarafında birbirinden ayrı olmak zorundadır Şekil İzolasyonsuz UPS sisteminde enerji alış tarafında TNC e çıkış tarafında TNS ve TT sisteminin uygulanması çevrimli UPS sistemi İnverter transformatörlu çift Şekil 5.92 Çift çevrimli UPS sisteminde topraklama Bu tip inverter transformatörlü by-pass kanalında izolasyonsuz UPS sistemi çoğunlukla orta ve yüksek güçlerde kullanılır. Bu sistemde by-pass kanalına mutlaka by-pass transformatörü tesis edilmelidir. 159

163 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI b-enerji alış tarafı herhangi topraklama sistemi ve çıkış tarafı TT sistem Şekil UPS de TT sistem topraklama uygulaması Yükün nötrü UPS terminallerinde topraklanmıştır. Personel hayatının koruması RCD cihazları vasıtasıyla gerçekleştirilecektır Döner UPS Döner UPS Şekil 5.95 de görüldüğü gibi M-G motor jeneratör sisteminin kullanıldığı bir sistemdir. Şekil 5.95 de görülen sistem statik UPS ünitelerinden farklı olarak, temel üniteleri imalatçılara göre farklılıklar arz eden döner ünitelerden meydana gelir. Döner üniteler genellikle yüksek güçler (125 kva veya daha yüksek ) için tasarlanırlar. Döner UPS lerin statik UPS lere tercih edilmelerindeki başlıca nedenler: üstün hata giderme kapasitesi, yüksek darbeleri devreye giriş akımlarına karşı üstün özellikleri ve kapasiteleri, harmonik distorsiyonlardan sistemin ayrılması özelliklerine sahip olmasıdır. 160

164 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Döner UPS sisteminin prensipleri En temel dinamik UPS sistemi volan sürücülü sistemdir. Bu sistem senkron motor sürücülü büyük volanlı senkron jeneratördan meydana gelir. Şekil Volan sürücülü sistem Normal işletme sırasında motor volanı ve güç besleme frekansı ile orantılı sabit bir hızla jeneratörü tahrik eder. Jeneratör çıkış gerilimi, bir gerilim ve frekans regülatörü vasıtasıyla motor besleme güç frekansıyla orantılı olacak şekilde sabit tutulur. Giriş gerilimi anlık kaybolduğunda veya düştüğünde, volan depolanmış enerjisi ile gerilimini ve frekansı kabul edilebilir sınırlar içinde tutacak şekilde generatörü aynı hızda çevirmeye devam eder. Şekil 5.94 de gösterilen yapıdaki döner UPS için yüksek hız gereklidir. Şekil Batarya destekli motor jeneratör döner UPS 161

165 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Bu sakıncaları ortadan kaldırmak üzere Şekil 5.95 de gösterilen yapı geliştirilmiştir. Bu yapı batarya destekli atalet sistemini haiz motor jeneratör grubudur. Normal işletmede senkron motor, senkron jeneratörü tahrik eder ve jeneratör filtre edilmiş kaliteli enerji sağlar. AC giriş enerjisinin kesilmesi durumunda dizel motorun devreye girişine kadar batarya senkron motor batarya üzerinden beslenerek enerji sağlamaya devam eder. Bu sistemi oluşturan kısımlarr ve özellikleri aşağıda açıklanmaktadır. a. Motor tipleri ve karakteristikleri: Döner UPS sisteminde, jeneratörü ve volanı tahrik etmek üzere elektrik enerjisini mekanik enerjiye çevirmek için artçı batarya gücünden faydalanarak endüksiyon motoru ve senkron motor kullanılmakla birlikte DC motorda kullanılabilir. a.1 Endüksiyon motorları: Kullanılan endüksiyon motorları 3- fazlı sincap kafesli veya bilezikli motorlardır. Motor hızı özellikle besleme frekansı ile doğru orantılıdır. Örneğin %5 kaymalı motorda yük seviyesine bağlı olarak hız %5 artırılır. Yük ataletine bağlı olarak 2 veya 10 saniye süre ile nominal akımın 6,5 katı akım çeker. Güç faktörü yaklaşık olarak 0,8 dir. a.2 Senkron motorlar: Bu motorların hızları yükten tamamen bağımsız olup besleme frekansına doğrudan bağlıdır. Yol alma akımları endüksiyon motorlarına göre çok düşüktür. Senkron motorlar ya kendi kendine uyarımlı veya dış uyarımlıdır. Güç faktörleri uyarma akımı ayarlarına gör değişir, endüktif veya kapasitif olabilir. a.3 DC motorlar : DC motorlar şönt, seri, bileşik uyarımlı olabilirler. Bu sistemlerde şönt uyarımlı DC motorlar en uygun olanıdır. Motor hızı yük seviyesine bağlıdır. Bu nedenle motor hızı boşta %5 fazlasına ayarlanır. Şönt uyarma akımının 162

166 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI ayarlanması suretiyle motor hızı kolayca ayarlanabilir. Motor aynı zamanda motor miline mekanık bağlantı uygulayarak jeneratör olarakda çalıştırılabilir. b. Jeneratörler ve karakteristikleri: Döner UPS sisteminde jeneratör depolanmış enerjiyi motor üzerinden mekanik enerjiyi, AC elektrik enerjiye çevirerek enerji sürekliliğini sağlar. Dizel motor devreye girinceye kadar bataryalar üzerinden beslenen elektrik motoru ile tahrik edilerek sistemde enerji sürekliliğini devam ettirir. b.1 Senkron jeneratörler: Jeneratör frekansı ana tahrik makinası ile doğru orantılıdır. Frekans yani jeneratörün hızı, dizel motorun hızı kontrol edilerek ayarlanır. Çıkış gerilimi uyarma alanı değiştirilerek regüle edilir. Jeneratörün güç faktörü, normal olarak 0,8 endüktifdir. Jeneratör sınırlandırılmış dengesizlik kapasitesine sahiptir. Daha fazla dengesizlik aşırı ısınmaya neden olacaktır. Jeneratör nominal değerinin 6 veya 7 katı akıma birkaç periyot ve 3 veya 4 katına birkaç saniye dayanabilir. Çıkış gerilimindeki harmonik miktarı %5 den az olmalıdır. b.2 Uyarıcılar: Uyarıcılar, jeneratör üzerinde manyetik alan meydana getirmek için kullanılırlar. Statik ve döner olmak üzere 2-tip uyarma sistemi vardır. Statik uyarma sistemi makinanın dışına monte edilirler. Senkron makina alan bobinleri bileziklere bağlanır ve alan bobinlerine bağlı fırçalar kullanılarak makina uyarılır. Döner uyarıcı sistemde, sisteme ait bazı kısımlar makina ile birlikte döner. Bu sistemde de firçalar üzerinden uyarma akımı verildiği gibi firçasız uyarma tipleri de vardır. Düşük seviyede bakım gerektirdiği için fırçasız uyarma sistemleri genellikle kullanılan uyarma sistemleridir. Ancak uyarma sisteminin seçimi performans gerekliliklerine bağlıdır. b.3 Volan: Volan döner UPS sisteminde enerji depolama cihazı olarak kullanılır. Volan M-G miline bağlanarak motor cıkışında 163

167 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI anı enerji kaybını önlemek için kullanılır. Başlıca görevi ani yük değişimlerinde gecici frekans değişimlerini önlemektir. b.4 Endüksiyon kaplini: Endüksiyon kaplini asenkron motor ve senkron jeneratör kullanıldığında ortaya çıkar. Endüksiyon kaplini artçı gücün transferini sağlamak için normal AC güç beslemesini müteakip yaklaşık 2 saniye süre ile kinetik enerji sağlar. Bu zaman süresinde bir artçı dizel motor güç sağlamak için devreye girer. Bu kinetik enerji motor tarafından sağlanır. c. Döner UPS ler üzerine yüklerin etkisi: Yüklerin tiplerine göre döner UPS lerin performansları üzerine çeşitli etkileri vardır. c.1 Lineer olmayan yükler: Lineer olmayan yükler senkron jeneratörün çıkış gerilim dalga şeklini distorsiyona uğratır ve çıkış gerilimiminin yüksek harmonik ihtiva etmesine yol açar. Üretilen bu harmonikler ilave kayıplara ve ısınmalar neden olur. Eğer harmonik miktari aşırı derecede ise jeneratörün yüklenme kapasitesini azaltır. Jeneratör imalatçıları lineer olmayan yüklerin seviyelerini esas alarak yükleneme kapasitesindeki azalma göz önüne alınarak gerekli tedbirleri almalıdırlar c.2 Darbeli akımlı yükler: Statik UPS sistemin aksine, döner UPS sistemleri az gerilim düşümlerinde yüksek darbe akımlı yükleri besleyebilecek kapasitededirler. Gerilim seviyesindeki azalma jeneratörün transiyent reaktanslarına bağlı olarak statik UPS dekine göre önemli derecede azdır. c.3) Dengesiz yükler: Döner UPS lerin dengesiz yüklenme kapasitesi statik UPS lerle karşılaştırıldığında daha azdır. Senkron jeneratörün çok sınırlı negatif akım bileşeni taşıma kapasitesi vardır. Yüksek seviyeli dengesiz yükler yüksek derecede ısınmalara yol açan yüksek değerde negatif bileşen akımları üretirler d. Döner UPS sisteminin güç sistemi üzerine olan etkileri: döner UPS sistemleri devreye alınırken AC motorlarının yüksek 164

168 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI yol alma akımlarından dolayı güç besleme sistemi gerilimi üzerinde azalmaya neden olur. Gerilim azalmasının süresi motor tipine ve sistem ataletine bağlıdır. 10 veya 15 saniye arasında olabilir. Senkron motorlu sistemin güç faktörü motor uyarma seviyesi ayarlanarak düzeltilebilir. Bu yolla sistemin güç faktörü de düzeltilebilir. Diğer taraftan endüksiyon motorlu sistemde güç faktörü 0,8 değerinde endüktiftir. Bu gibi sistemden reaktif güç çeker ve güç sistemi üzerinde gerilim düşümüne neden olurlar. Büyük değerdeki döner UPS ler sistemin kısa devre kapasitesini önemli ölçüde arttırırlar. e. Döner UPS sistemlerinin çeşitli avantaj ve dezavantajları vardır. e.1 Döner UPS lerin avantajları: Çıkış empedansları düşük olduğundan hata şartları süresinde kesicilerin açma yapmasını sağlayacak yüksek değerde hata akımları meydana getirirler. Güç sistemindeki transiyentlerden hassas yüklerin tam bir izolasyonunu sağlar. Kesintisiz temiz bir enerji sağlar. Bataryasız sistemler, düşük yatırım maliyetlerine sahiptir. Statik UPS ile karşılaştırıldığında verimi çok yüksektir. Döner UPS ler olumsuz ortamlara karşı daha yüksek toleranslara sahiptir. Bataryasız sistemler küçük yer kaplar. Güç sistemi geriliminde distorsiyon meydana getirmezler. Düşük çıkış empedansına sahip olduğu için lineer olmayan yüklerden dolayı çıkış gerilimi çok az distorsiyona uğrar. Yüksek değerlerde, örneğin 1000 kva üstündeki değerlerde döner UPS ler inşa edilebilir. Statik UPS lerde karşılaştırıldığında daha az kısımlardan meydana gelir ve bu nedenle hata meydana gelmesi daha azdır. e.2 Döner UPS lerin dezavantajları: Özel ses azaltıcı kabinler olmadan yüksek seviyede gürültülü çalışırlar. Daha fazla bakım gerektirir ve tamir süresi daha uzundur. Aynı zamanda özel temeller gerektirir. Tesis edilmesi daha karmaşıktır. Kapasite artırımı çok zordur, performans gerekliliklerinde ve konfigürasyonunda ortak bir standarda sahip değillerdir. Artçı 165

169 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI besleme için dizel motor ve daha uzun süreli artçı güç gerekmektedir Dizel UPS (kesintisiz) ve CPS (temiz) güç temin sistemleri Giriş Güç kalitesi ve güvenirliliği kritik alt yapılar için bu günlerin yeni ekonomisinde en önemli faktörler olmaya devam etmektedirler. Karmaşık sistemler ve prosesler zamanın kullanımını ve karlılığı maksimumda tutmak için sürekli ve güvenilir temiz enerjiye ihtiyaç göstermektedirler. Ancak buna rağmen sürekli ve temiz enerji realitesi algılamalara göre değişiklik arz etmektedir. Genel dağıtım şebekelerinden veya sistemlerinden alınan güç güvensiz ve yetersiz kalitede olmaktadır. Şurası açıktır ki her yıl gerçekleşen çok sayıda enerji kesintileri hassas ekipmanları zarara uğratmakta ve maddi zararlara yol açmakla birlikte hayati tehlikelerede neden olmaktadır. Enerjideki ani kesilmeler ciddi sonuçlara ve onarılamaz hasarlara yol açmaktadır. Aşağıda HI-TECH Power Protection firması tarafından tasarlanan ve imal edilen Dizel UPS/CPS Sistemlerinin yapısı ve çalışma şekilleri açıklanacaktır Sistemin yapısı 166

170 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Şekil UPS/CPS sisteminin yapısı (HI-TECH Power Protection izni ile) a. Jeneratör. Şebekeden enerji temin ediliyorken jeneratör yüksüz aşırı uyarılmış motor olarak senkron kompanzatör olarak çalışır. Motor, reaktörle birlikte aktif filtre olarak çalışır ve şebekeye kapasitif reaktif güç sağlar. Şebekeden gelen enerjinin kesilmesi durumunda jeneratör önce endüksiyon kaplini tarafından tahrik edilir. Sonra dizel motor tarafından tahrik edilerek kritik yükler için güç sağlar. b. Döner kavrama Döner kavrama endüksiyon kaplini, jeneratör ve motor arasında mekanik bir arayüzdür. Kavrama dizel motor dururken endüksiyon kaplinin milinin dönmesine izin verir. Dizel motor çalışmaya başladığında ve dizel motorun hızı endüksiyon kaplin/jeneratörün hızına ulaştığında kavrama otomatik olarak bağlanarak, dizel motor endüksiyon kaplin/jeneratörü tahrik etmeye başlar. Sonuç olarak dizel motor tamamen yüksüz olarak çalışmaya başlar ve hızlanarak çalışma hızına ulaşır. Bu ise güvenilir ve çabuk çalışmayı sağlar. 167

171 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI c. Endüksiyon kaplini Endüksiyon kaplinin UPS/CPS sistemin kalbidir ve kendine özgü bir kavramdır. Şekil 1 de kırmızı renkli olarak görülen dış rotor şebeke çalışması sırasında iç rotoru hızlandıran iki kutuplu 3-faz sargıdan oluşur. Şebekede enrji kaybı veya kesintisi meydana geldiğinde UPS/CPS dış rotorun DC sargılarını enerjileyerek iç rotorun kınetik enerjisinden enerjinin kesilmesini önler. İç rotordan elde edilen enerji miktarı dizel motorun çalışmaya başlayıp enerji sağlayacak duruma gelip sistem yükünü alıncaya kadar olan gerekli sureden daha uzun süre enerji verecek yeterliliktedir. d. Dizel motor Dizel motor şebekeden beslenme durumunda duruştadır. Motor hızlı ve güvenilir çalışmayı sağlamak üzere ön ısıtmalı ve ön yağlama durmundadır. Şebekede enerji kaybı meydana gelir gelmez ve belirlenen toleransların dışında etki yapacak dış hata (gerilim çökmesi gibi) durumunda dizel motor çalışmaya başlama kumandası alır tam devir hızına ve enerji verecek konuma ulaşır. Bu zaman zarfında endüksiyon kaplini kritik yüklr için gerekli enerji sağlar. Toplam transfer süresi 5-10 saniye aralığında gerçekleşir. e. Reaktör Reaktör (şok bobini) yükten şebekeyi ayırır. Jeneratörle bağlantıda filtre olarak etki eder ve belirlenen toleranslar içinde çıkış gerilimin korunmasını ve sürdürülmesini sağlar. 168

172 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Temel prensip a. UPS/CPS = Statik UPS + Stand-by jeneratör Klasik bataryalı UPS sistem doğrultucu,bataryalar ve inverterden meydana gelir. Enerjinin kesilmesi durumunda bataryalar üzerinden geçici olarak enerji temin eder ve uzun süreli kesintilerde stand-by jeneratör devreye girerek UPS e enerji sağlar. Şekil Statik UPS + Stand-by jeneratörden oluşan kesintisiz güç sistemi Bu sistem geniş bir iç hacim gerektirir. İlave olarak bataryada ve UPS de oluşan enerji kayıpları nedeniyle oldukca yüksek bir miktarda havalandırma gerekliliği ortaya çıkar. Gerek yatırım ve gerekse işletme maliyetlerinde oldukça yüksek artışlara yol açar. Şekil 5.97 de görülen UPS/CPS sistemin avantajlarının başında daha az elemanlardan meydana gelişi ve daha az yer kaplamasıdır. Diğer bir avantaj da, şebeke beslemesinin 169

173 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI kesilmesi durumunda dizel motor çalışmaya başlayıp beslemeyi üzerine almasına kadar geçen sürede çevre açısından hoş olayan ve güvenli olmayan batarya sistemlerinin ortadan kalkmasıdır. Şekil UPS/CPS sistem (HI-TECH Power Protection izni ile) b. Hat interaktif sistem: UPS/CPS sistem hat interaktif sistem olup şebeke ile paralel çalışmaktadır, bu ise şebeke beslemesini yüksek kalitede ve güvenirlikte olmasını sağlamaktadır. Şekil UPS/CPS sistem ile statik UPS sisteminin verim yönünden karşılaştırılması c. Aktif Filtre: Reaktör ve jeneratörün kombinasyonu giriş şebeke beslemesinin temizlenmesi için filtre olarak davranır. Bu ise jeneratör ve reaktör eş değer devre empedanslarını X d + X C = 0 verecek şekilde dağılma pozisyonlarını ayarlayarak gerçekleştirlir. 170

174 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Şekil Aktif filtrenin eşdeğer elektrik diyagramı UPS/CPS sistemde çıkış gerilimini dönüştürme ve düzenlemede herhangi bir güç elektroniği sistemi kullanılmaz ve böylece sistemin kendisi tarafından statik UPS den farklı olarak herhangi bir harmonik üretilmez. Hem besleme tarafındaki ve hemde yükteki harmonikler yok edilir. Buna ilave olarak yük tarafından çekilen reaktif güç sağlar ve sonuç olarak şebeke güç faktörünün daima aynı kalması sağlanır. Aktif filtrenin en önemli avantajları Şebeke gerilimindeki sapmaları kompanze eder. Şebekede sistemin çalışması üzerinde olumsuz etkiler meydana getiren harmonik gerilimleri filtre eder. Şebeke üzerinde olumsuz etkilere neden olan harmonik akım ve gerilimler meydana getşirmez. Giriş güç faktörü değerini >0,98 değeri yakınlarında tutar. 171

175 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Şekil Çeşitli tiplerde şebeke bozucu etkilerde UPS/CPS sistemlerinin filtre etkisi d. Bataryasız çözüm: Statik UPS sistemde özellikle yüksek güçlerde devasa diyebileceğimiz boyutlarda batarya grupları gerekirken; UPS/CPS sistemlerde dizel grupları devreye girip yükü üzerine alıncaya kadar geçen süre içinde gerekli enerji endüksiyon kaplını sağlandığından söz konusu batarya grupları ortadan kalkar Sistemin çalışması Sistemin çalışması şekildeki işletme diyagramına göre yapılacaktır. 172

176 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Şekil İşletme diyagramı Şebekeden enerji temini: Şebekeden enerji sağlanması sırasında jeneratör ve reaktör bir aktif filtre olarak çalışarak şebekeden gelebilecek herhangi bir bozunmanın krıtik yüklere ulaşmasını engeller. Bu konumda jeneratör motor olarak döner ve endüksiyon kaplinin dış rotorunu 1500 devir/dakika hızla tahrik eder. Diş rotorun iki kutuplu 3-fazlı sağrısının uyarılması süresince, iç rotorun hızı dış rotora göre rölatif olarak 3000 devir/dakika devir hızına ulaşır. Sonuçta iç rotorda kınetik enerji depolanır. Endüksiyon kaplininin dış rotoru döner kavrama tarafından stand-by dizel motordan ayrılır. 1 Şekil Şebekeden enerji temininde UPS/CPS sisteminin çalışma şekli Dizel çalışmaya geçiş: Şebekede enerji kesintisi veya şebeke beslemesinde kabul edilmez sapmalar meydana geldiğinde Q1 kesicisi açılır. Endüksiyon kaplininin DC sargıları hemen uyarılır, böylece iç rotordan dış rotora depolanmış kınetik enerji transferi sağlanır. Jeneratörün hızı 1500 devir/dakika olarak sabit kalır. Aynı anda dizel motor çalışmaya başlar 2 saniyeden daha kısa sürede hızı 1500 devir/dakikaya ulaşır. Bu hıza ulaşıldıktan 173

177 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI sonra döner kavrama otomatik olarak bağlantı sağlar. Dizel motor endüksiyon kaplini ile birlikte krik yüklere enerji sağlamak üzere jeneratörü tahrik eder saniye içinde dizel motor tek başına sistemi tahrik eder duruma gelir. Dizel motor çalışma: Dizel çalışmada dış rotorun 3-fazlı sargısı tekrar enerjilenir ve iç motorun tekrar 3000 devir/dakika hıza ulaşmasınına neden olur. Dizel motorun hızı izlenir ve dijital olarak kontrol edilerek sabit frekanslı çıkış vermesi sağlanır. Dizel motorlu işletme sırasında, yüksek seviyeli yük değişimlerinde dahi endüksiyon kaplını dizel motoru takviye edeceğinden çıkış frekansı değişimi çok dar toleranslar içinde kalır. Şekil Dizel çalışmaya geçiş Şekil Dizel motor çalışması Şebekeden beslemeye dönüş Şebekede enerji sağlanıp, kararlı hale geçtikten sonra,ups/cps sistemi şebeke ile senkron olup Q1 kesicisi kapanır. Dizel motorun hızı 1450 dev/dek ya düşer ve sonuç olarak kavrama açılır. Aynı anda generator motor çalışmasına döner ve endüksiyon kaplininin dış rotoru 1500 dev/dak ile dönmeyi 174

178 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI sürdürür. Dizel motor belirli kısa süre daha çalışır ve soğutma çalışmasını tamamladıktan sonra durur ve stand-by konumuna geçer Şekil Şebeke işletmesine dönüş Şekil Tek çıkışlı 1-UPS/CPS sistemi Tek çıkışlı 1-UPS/CPS konfigürasyonunda jenerator, endüksiyon kaplini, dizel motor ve reaktör gibi tüm elemanlar kritik yükler için sürekli ve temiz enerji sağlar. Çift çıkışlı UPS/CPS sistemleri Ünite konfigürasyonları Tek UPS/CPS konfigürasyonları Tek çıkışli UPS/CPS sistemi 175

179 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Şekil Alçak gerilim sistemleri için çift çıkışlı UPS/CPS sistemleri Şekil Orta Gerilim sistemleri için çift çıkışlı UPS/CPS sistemleri Yeterli kısa devre kapasitesini sağlamak ve dar aralıklı gerilim toleranslarını garanti etmek için UPS/CPS jeneratörü yüksek değerde seçilir. Bu aşırı güç kritik olmayan yükler için kullanılır. Dizel motor değeri, aynı zamanda kritik ve kritik olmayan yükleri beslemek için arttırılmalıdır. Şebekede enerji kaybı meydana geldiğinde UPS/CPS kritik yükleri koruyacak ve hemen sonra dizel motor çalışmaya başlayacak kritik yükleri kararlı hale getirecektir. Sonra kritik olmayan yükler, Q6 kesicisi kapanarak beslemeye alınacaktır. Yüksek güçlerde, orta gerilim sistemlerinin kullanılması önerilir. İki tip orta gerilim konfigürasyonu vardır. Bunlardan birincisi, alçak gerilimli UPS/CPS sisytemi ile gerilim yükseltici transformatörden meydana gelen sistemdir. Bu sistemde kesiciler ve reaktör orta gerilim tarafına yerleştirilir. Tek çıkış ve iki çıkışlı olarak tertiplenir. Diğeri ise UPS/CPS sistemini orta gerilim seviyesinde yapmaktır.böylelikle UPS/CPS sistemi doğrudan orta gerilim tesisine bağlanır. Paralel ve paralel redundant konfigürasyonlar Paralel konfigürasyonlar: Yüksek güç ihtiyaçlarında, çıkış gücünü arttırmak için paralel konfigürasyonlar kullanılır. Paralel üniteler, güç arttırımı gerekliliği olduğunda göz önüne 176

180 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI alınır. En fazla kullanılan redundant konfigürasyonu N+1 dir. Kritik yükün beslenmesinde iki ünite gerekli ise diğer ünite, ünitenin biri arızalandığında yerine geçmek için tesis edilir. Tesis edilen ünitelerin toplam sayısı toplamçıkış gücü ve kısa devre akımı tarafından sınırlandırılır. Toplam çıkış gücü nvolt arasında kva olarak sınırlandırılır. Şekil Paralel konfigürasyon Şekil Ana sistem/yardımcı sistem konfigürasyonu 177

181 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Ana sistem/yardımcı sistem konfigürasyonu: İki paralel ünite için alternatif konfigürasyon, ana sistem/yardımcı sistem konfigürasyonudur. Bu seçenek eğer ortak nokta bağlantısı olmaksızın kritik çıkışların iki grubu ayrık ise daha uyguındur. Kontrol sistemi herhangi bir hata veya bakımdan dolayı herhangi bir zamanda Q13 bağlantı kesicisinin kapanmasını sağlamak amacıyla gruplar arasında senkronizasyonu sağlar ve devam ettirir. Hatanın hiç bir ortak noktası yoktur Çapraz bağlantı konfigürasyonu Şekil Çapraz bağlantılı konfigürasyon Bu sistem paralel sistemde olduğu gibi yedekleme (redundancy) N+1 dir. Ancak normal işletme sırasında bağımsız iki paralel sistem olarak çalışırlar. Güçler bundan dolayı iki sistem arasında paylaşılır. İki paralel sistemden bir aşırı yüklendiğinde Q29 kesicisi kapanarak fazla olan yük diğerine aktarılarak toplam yük iki sistem arasında paylaşılır. Q29 kapalı olduğunsa çıkış barasında hata meydana geldiğinde Q29 tarafından açılarak diğer sistem işletmeye devam edecektir. Yük paylaşımı sadece kritik yükler arasındadır. Kritik olmayan yükler, çapraz bağlantıya sahip değildir. Çapraz bağlantı, bundan dolayı bara 178

182 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI yapısında tek noktadaki hataları ortadan kaldırır. Sistem sınırlandırmaları her iki paralel sistemler için aynıdır İzole paralel sistem konfigürasyonu İzole paralel sistemler paralel sistemin yük paylaşım kapasiteleri ile redundant sistemlerin hata toleransını kombine eder. Şekil İzole paralel sistem konfigürasyonu 179

183 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI İzole paralel konfigürasyon birden fazla ünitenin birbiri ile bağlantısını sağlar ve bununla beraber üniteler arasındaki izolasyonu sürdürürken, aynı anda yedekleme [:redundancy] oluşturur. Her bir üniteden yük hatalarının ayrılması sağlanırken aktif güç üniteler arasında paylaşılır. Bu nedenle bir yük üzerindeki hata diğer yükleri etkilemeyecektir İzole redundant konfigürasyon Paralel redundant kopnfigürasyon, eğer gerekli ise kullanılmalıdır. İzole redundant konfigürasyonda, yedekleme standart tek üniteler esas alınarak oluşturulur. Şekil İzole redundant konfigürasyon Her bir ünite, bir kritik yükü besler. N+1 konfigürasyonunda, bu sistemler artçı olarak beslenen bir redundant üniteye sahiptir. 180

184 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI Artçı besleme ünitesi normal olarak boşta, yani yüksüz şartlarda çalışır. Bir ünitenin arızalanması durumunda veya bakım gibi nedenlerle devre dışı olması durumunda krıtik yükler otomatik olarak redundant üniteye Q3 kapanarak bypass a gitme yerine kapalı geçiş üzerinden transfer edilirler İlave olarak, kritik olmayan yükler UPS/CPS gerekli güce sahipse redundant üniteye bağlanabilir. Bir ünitenin bakıma alınmasında ve arızalanması durumunda krıtik olmayan yükler şebekeye geri bağlanır ve kritik yüklerin beslenmesine devam edilir. Kesicilerin tamamının nominal akım değeri her bir ünitenin nominal çıkış akımına göre olmalıdır. Bu konfigürasyon paralel redundant konfigürasyonla karşılaştırıldığınde çok daha yüksek güç değerlerinde kullanılır Dağıtılmış redundant konfigürasyon İzole redundant konfigürasyonda, redundant ünite normal olarak kritik olmayan yükleri besler veya tamamen yüksüz olarak çalışır. Bu problemin üstesinden dağıtılmış redundant besleme uygulanarak gelinir. Dağıtılmış redundant sistem normal olarak N+1 yedekleme için tasarlanır. Redundant ünite olarak tek bir grup tayin belirlenmez. Bu tüm ünitelere eşit olarak dağıtılır. Her hangi bir ünitede hata meydana geldiğinde yük diğer çalışan ünitelere doğru orantılı olarak paylaştırılır. Yük transferi ATS otomatik transfer anahtarları üzerinden sağlanır. Bu sistemin en büyük avantajı tek nokta hatalarının ortadan kaldırılması ve ve tün ünitelere eşit olarak yük paylaşımının sağlanmasıdır. 181

185 TMMOB-ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI Şekil Dağıtılmış redundant konfigürasyon 182

186 ELEKTRİK TESİSATI NOTLARI (5)-GÜÇ KAYNAKLARI FAYDALANILAN KAYNAKLAR 1. Electrical Design Guide...Group Schneider 2. Industrial Electrical Network Design Guide...Group Schneider 3. Electrical Manual...Chevron Company 4. Electrical Installation Handbook...Siemens 5. Electrical Installation Handbook...ABB 6. Electrcal Engineering Design Criteria...NAVFAC 7. Orta Gerilim Şebekeleri..Prof.Dr. Mehmet İNAN 8.. Elektrik Kuvvetli Akım Tesisleri El Kitabı...T.Odabaşı 9. ETMD Dergisi dönemi sayıları SON SÖZ Bu notların hazırlanmasında 2009 da yitirdiğimiz Sayın M.Turgut Odabaşı nın değerli katkılarını anmadan geçemeyiz. Botaş ta Elektrik Mühendisliği yapmakta olan Turgut Odabaşı, çeşitli kaynaklardan hazırladığı notları önce Elektrik Tesisat Mühendisleri Dergisinin çeşitli sayılarında meslektaşlarına yararlı olmak üzere yayınladı. Nur içinde yatsın. Kendisinin hazırladığı notlardan yararlanarak, notlarının bir kısmını Bileşim Yayınevi aracılığı ile yayınlamıştık. Onun notlarından ve diğer kaynaklardan yapacağımız diğer derlemeleri ise EMO kanalıyla yayınlanması kendi isteğiydi. Ancak bu isteğini hemen gerçekleştirmek mümkün olmadı. Elektrik Tesisat Notları olarak, Sayın Odabaşı nın değerli çalışmasından da yararlanarak hazırladığımız bu derlemenin EMO kanalı ile yayınlanması için başından beri desteğini esirgemeyen Orhan (Örücü) Ağabeyimize, derlemenin hazırlanmasında katkılarından dolayı Emre (Metin) ve Hakkı (Ünlü) kardeşlerime teşekkürü borç bilirim. Bu tür mesleki yayınların e-kitap olarak çok düşük bedeller ile meslektaşlarına kazandırmak için bu yayın portalını oluşturma kararı alan 42. Dönem EMO Yönetimine öncü rölünden dolayı teşekkür ederim. E-Kitabı Derleyen ve Yayına Hazırlayan İbrahim Aydın BODUR Hakkı ÜNLÜ 183

187

188