Devre Teorisi Ders Notu Dr. Nurettin ACIR ve Dr. Engin Cemal MENGÜÇ BÖLÜM VI. DENGELENMİŞ ÜÇ FAZLI DEVRELER ( 3f )

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Devre Teorisi Ders Notu Dr. Nurettin ACIR ve Dr. Engin Cemal MENGÜÇ BÖLÜM VI. DENGELENMİŞ ÜÇ FAZLI DEVRELER ( 3f )"

Esen Bagci
6 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Dr. urettin ACIR ve Dr. Engin Cel MEGÜÇ BÖÜM VI DEGEEMİŞ ÜÇ FAZI DEVREER ( 3 ) Elektriğin üreti, iletii ve dğıtıı genelde 3 devrelerde gerçekleştirilir. Detylı nlizi güç siste uznlrının konusu olkl irlikte, dengeleniş 3 devrelerin SS sinüzoidl dvrnışını her ühendis ilek duruunddır. 3 ir sistein teel ypısı trnsortörler vey ileti htlrı ile yüklere ğlnış voltj kynklrındn oluşur. Prolei ir htl yüke ğlnış voltj kynğı şeklinde sdeleştireiliriz. Trnsortörlere dh sonr değinileektir Şekil: Teel 3 devre şekli 6.1 Dengeleniş 3 Voltjlr Dengeleniş 3 voltj seti, ynı genlik ve reknst sinüzoidl voltjlrdır. Ank her ir z; 120 z rkı ile tnılnır. (vey poziti) z dizisi; V = V 0, V = V -120, V = V 120 (vey negti) z dizisi; V = V 0, V = V + 120, V = V -120 Fz dizileri, iki yrı üç z devre prlel çlıştığınd önelidir. Bu durud her iki devrede ynı dizilide ( vey ) ollıdır. Dengeleniş 3 voltj setinin öneli ir krkteristik özelliği; V+ V+ V = 0 (z doeninde) olsıdır. Aynı şekilde nlık voltjlrınd; V + V + V = 0 olsıdır. 1

2 Dr. urettin ACIR ve Dr. Engin Cel MEGÜÇ Eğer z dizisini ve ir voltjı iliyorsk, tü voltj setini iliyoruz deektir. Dolyısıyl, dengeleniş 3 devrelerde tek ir zd voltj vey kıı elirleek teel hedetir. 6.2 Üç Fz Voltj Kynklrı 3 voltj kynğı, sttor çevresinde dğılış 3 yrı srgıy (winding) ship jenertörden oluşur. Her ir srgı jenertörün ir zını oluşturur. Jenertörün rotoru senkron hızl ir hreket ettirii (kış vey gz türini) trındn sürülen ir elektrognet (ıkntıs) tir. Elektrognetin dönüşü syesinde her ir srgıd ir sinüzoidl voltj indüklenir. Fz srgılrı, her ir srgıd sinüzoidl voltjın genlikleri ynı ve 120 z rkı olk şekilde tsrlnır. Fz srgılrı dönen elektrognete göre sittirler (durğn). Dolyısıyl her ir srgıd indüklenen voltjın reknsı eşitleniş olur. orlde, 3 jenertör üzerindeki her ir z srgısının epednsı, devredeki diğer epednslr göre küçük olk şekilde tsrlnır. Bir elektrik devresinde z srgılrının ğlnsınd iki yol vrdır ve unlr yıldız (Y) vey üçgen ( D ) ğlntılr olrk isilendirilir. Bu ğlntılr syesinde; ir elektrik devresinde, her ir z srgısı için idel sinüzoidl ir voltj kynğı oluşturulur. V n V V V V _ () V () Şekil: İdel 3 kynğın iki teel ğlntı şekli ) Yıldız ğlı kynk ) Üçgen ğlı kynk Eğer z srgılrının epednsı ihl edilez ise; 3 kynğı idel sinüzoidl kynklr seri srgı epednslrı ekleyerek odelleriz. Srgılrın yını lzeeden 2

3 Dr. urettin ACIR ve Dr. Engin Cel MEGÜÇ ypılış olsı ve srgı epednslrının ynı olsı gerekir (odellerken kul edilir.). 3 jenertörlerin srgı epednsı indüktitir. (n, nötrl uç.) R w R w R w V Rw V n () V Rw Şekil: Srgı epednslrının dhil edildiği 3 kynk odeli ) Yıldız ğlı kynk ) Üçgen ğlı kynk V R w () +_ V V 6.3 Y-Y Devrelerin Anlizi Z g I o Z 1 A V n n Z o Z A V n V n Z g Z 1 B Z B Z C Z g Z 1 C Zg, Zg, Zg srgılrın iç epednslrı. (kynk) Z, Z, Z ht epednslrı ZA, ZB, ZC yük epednslrı. V V -Vn V -Vn V -Vn = 0 Z Z + Z + Z Z + Z + Z Z + Z + Z o A 1 g B 1 g C 1 g (I) Yukrıdki devre şğıdki özellikleri sğlrs dengeleniş 3 lı devre olur. 1) V n, V ve n ve reknslrı ynı.). V n dengeleniş 3 zlı voltjlr (120 3 rklı zlrd, genlikleri

4 Dr. urettin ACIR ve Dr. Engin Cel MEGÜÇ 2) Srgılrın içi epednsı eşit olk yni Z g = Zg = Zg. 3) Ht epednslrı eşit olk yni Z1 = Z1 = Z1. 4) Yük epednslrı eşit olk yni Z A = ZB = ZC. Z o ın sistein dengelenesinde herhngi ir etkisi yok. Eğer devre dengeleniş ise; (Eşitlik I den) V = 0. İspt: Z = Z + Z + Z A 1 g 1 3 Vn + Vn + Vn V ( + ) = Z Z Z o n n n V + V + V = 0 olduğundn; sol trt Z ¹ 0 ise V = 0 olk zorunddır. V = 0 ise; kynk nötrli n ile yük nötrli rsınd potnsiyel rk yoktur. Dolyısıyl kı 0 dır. Bu seeple Y-Y ğlntıd I o = 0 ve nötrl kondüktör devreden çıkrılilir vey ükeel ir kıs devre ((n ve rsınd) V = 0 olk şekilde) yer değiştirilir. I I I A B C V -V V = = Z + Z + Z Z n n A 1 g V -V V = = Z + Z + Z Z n n B 1 g V -V V = = Z + Z + Z Z n n C 1 g Burd dengeleniş sistede üç ht kılrı ( I A, I B ve I C ) dengeleniş 3 z kıını içilendirir. Böylee her ir httki kı genlik ve reknslrı ynı oln 120 z rkı oln kılrdır. Böylee, eğer I A ulunurs, I B ve I C yi hesply gerek kldn elirleyeiliriz. Tii ki z dizisi ( ve (poziti vey negti)) ilinek kydıyl. I A kı denkleini, dengeleniş 3 Y-Y devrenin tek z eşdeğerini elirleede kullniliriz. 4

5 Dr. urettin ACIR ve Dr. Engin Cel MEGÜÇ Z g Z 1 A V n I A Z A n Şekil: Tek z eşdeğer devresi Burd nötrl iletken yerine ükeel ir kıs devre konuluştur. Dolyısıyl tek z eş değer devredeki kı 3 dki I o kıı ile ynı değildir. 3 d; Io = IA+ IB+ IC dir. Tek z eşdeğerde ise Io = IA dır. Eğer tek z eşdeğer uygulnilirse, ht kılrı dengeleniş 3 seti içilendirir ve I = 0 olur. o Httn-htt voltj (yük uçlrındn) httn-nötrle yük voltjlrı insinden; VAB = VA - VB VBC = VB - VC (II) VCA = VC - VA A _ V AB VA Z A V CA _ B V B Z B V BC V C Z C _ C Şekil: Httn-ht ve httn nötrle voltjlr Poziti sırl () kul edilirse; VA = 0 V VB = -120 V (III) VC = 120 V 5

6 Dr. urettin ACIR ve Dr. Engin Cel MEGÜÇ V, httn-nötrle voltjın genliği. Eşitlik III ü, Eşitlik II de yerine koyrsk; V = V -V = 3V 30 AB V = V V 120 = 3V -90 BC V = V 120 -V 0 = 3V 150 CA V BC V CA V C V B V A V AB V CA V C 30 V A V AB V BC 1) Httn- ht voltj httn-nötrle voltjın genliğinin 3 ktıdır. 2) Httn-ht voltjlr, dengeleniş 3 voltjlrı oluşturdu. ( rkıyl) 3) Httn-ht voltjlr, httn-nötrle voltjlrın 30 önünde ilerliyor. 4) Eğer dengeleniş 3 devrede zı noktlrdki httn-nötrle voltj iliniyors, ynı noktlr için httn-ht voltjlr iliniyor deektir. (Terside geçerli) 6.4 Y-D Devrelerin Anlizi Eğer üç zlı ir devrede yük D ğlı ise D-Y dönüşüü ile Y ye dönüştürülür. D yük Y eşdeğer zı ile değiştirildikten sonr şğıdki şekilde verilen zın it tek z eşdeğer devre ile odelleneilir. Z g Z 1 A V n I A Z A n Şekil: D-Y dönüşüü Ypıldıktn Sonr Tek z eşdeğer devresi 6

7 Dr. urettin ACIR ve Dr. Engin Cel MEGÜÇ Z Yük dengeleniş olduğundn dolyı D-Y dönüşüü ile Z Y = olrk ulunur. Yük 3 vey kynk D ğlı olduğundn, D nın her ir yğındki kı, z kıı ve her ir yk üzerindeki gerilide z gerilidir. D ypısınd ht gerilii ile z gerilii özdeştir. Şekil: Üçgen ğlı yükte z ve ht kıı Fz kılrı; IAB IBC ICA = 0 I = -120 I = 120 I KC kullnılrk yukrıdki devrede yer ln ht kılrı, z kılrı insinden ulunk olur ise; IA = IAB -ICA = I 0 -I 120 = 3I -30 I = I -I B BC AB = I I 0 = 3I -150 I = I -I C CA BC = I 120 -I -120 = 3I 90 olrk elde edilir. 7

8 Dr. urettin ACIR ve Dr. Engin Cel MEGÜÇ 6.5 Dengeli Üç Fzlı Devrelerde Güç Hespllrı Dengeli Y Yükte Ortl ve Kopleks Güç P = V I os( q - q ) A A A va ia Şekil: Dengeli Üç Fz Y Yük P = V I os( q - q ) B B B vb ib P = V I os( q - q ) C C C vc ic V = V = A V = B V, C I = I = A I = B IC q = q - q = q - q = q - q dir. ve va ia vb ib vc ic Dolyısıyl her ir z it ortl güç; P = P = P = P = V I A B C Topl güç ise; os( q ) P = 3P = 3V I os( q ) T Ht gerilii ( V ) ve ht kıı ( I ) insinden dengeli üç zlı yükün topl güü ise; P T æv ö = 3 ç Ios( q ) çè 3 ø = 3VI os( q ) olrk ide edilir. 8

9 Dr. urettin ACIR ve Dr. Engin Cel MEGÜÇ Rekti güç ise; Q = V I sin( q ) Ht gerilii ( V ) ve ht kıı ( I ) insinden dengeli üç zlı yükün topl rekti güü ise; Q = 3Q = 3V I sin( q ) T Dengeli ir yük için kopleks güç; S = V I = V I = V I = V I * * * * A A B B C S = P + jq = V I * urd V ve I ynı zın gerili ve kııdır. Dengeli üç zlı yükün topl kopleks güü; S = 3S = 3V I T q Dengeli D Yükte Ortl ve Kopleks Güç P = V I os( q - q ) A AB AB vab iab Şekil: Dengeli Üç Fz Üçgen Yük P = V I os( q - q ) B BC BC vbc ibc P = V I os( q - q ) C CA CA vca ica 9

10 Dr. urettin ACIR ve Dr. Engin Cel MEGÜÇ V = V = AB V = BC V, CA I = I = AB I = BC ICA q = q - q = q - q = q - q dir. ve vab iab vbc ibc vca ica Dolyısıyl her ir z it ortl güç; P = P = P = P = V I A B C os( q ) Topl güç ise; P = 3P = 3V I os( q ) T Ht gerilii ( V ) ve ht kıı ( I ) insinden dengeli üç zlı yükün topl güü ise; P T æv ö = 3 ç Ios( q ) çè 3 ø = 3VI os( q ) olrk ide edilir. Rekti güç ise; Q = V I sin( q ) Ht gerilii ( V ) ve ht kıı ( I ) insinden dengeli üç zlı yükün topl rekti güü ise; Q = 3Q = 3V I sin( q ) T Dengeli ir yük için kopleks güç; S = P + jq = V I * urd V ve I ynı zın gerili ve kııdır. Dengeli üç zlı yükün topl kopleks güü; S = 3S = 3V I T q 10

11 Dr. urettin ACIR ve Dr. Engin Cel MEGÜÇ Kynk J. W. ilsson nd S. Riedel, Eletri Ciruits, Person Prentie Hll. 11

Benzer belgeler

BÖLÜM VI DENGELENMİŞ ÜÇ FAZLI DEVRELER (3 )

BÖLÜM VI DENGELENMİŞ ÜÇ FAZLI DEVRELER (3 ) Elektriğin üretim, iletimi ve dağıtımı genelde 3 devrelerde gerçekleştirilir. Detaylı analizi güç sistem uzmanlarının konusu olmakla birlikte, dengelenmiş 3