ORTA GERİLİM ENERJİ NAKİL HATTI PROJE ÇİZİMLERİNİN BİLGİSAYAR PROGRAMI İLE GERÇEKLEŞTİRİLMESİ Musa AYDIN 1 Hüseyin TURHAN 1 e-posta: aydin@seluk.edu.tr 1, Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Selçuk Üniversitesi, Kampüs, Konya e-posta: huseyinturhan004@yahoo.om Anahtar sözükler: ENH, OG Proje Çizimi, Autoad, Delphi. Özet : Bu çalışmada, bir OG iletim hattının geçeeği güzergah koordinatlarının, Delphi programlama dilinde hazırlanan bilgisayar programına girilerek bu güzergah proilinin Autoad çizim programına aktarılması ve arazi kesitinin çizim işlemi gerçekleştirilmiştir. Ayrıa, OG proje çizimlerinde kullanılan iletken sehim şablonları ve direk şablonları Autoad çizim programında hazırlanmıştır. 1. GİRİŞ ENH projelerinde kullanılan iletken sehim şablonları; buz yükü bölgesi, iletken kesiti, ortalama açıklık (a ort ) ve düşey ölçek olmak üzere dört ayrı kritere göre çizilir. Türkiye, beş buz yükü bölgesine ayrılmıştır. Bunlar 1.,., 3., 4. ve 5. buz yükü bölgeleridir. Enerji nakil hatlarında kesitlerine göre genelde beş arklı iletken kullanılır. Bunlar; Swallow (3AWG), Raven (1/0AWG), Pigeon (3/0AWG), Partridge (66,8MCM), Hawk (477MCM) dir []. Sehi hesaplanmasında kullanılaak olan yatay açıklık değeri ise çeşitli değerlerde seçilerek sehim hesaplanır. Türkiye de enerji nakil hattı projelerinde düşeyde 1/400 veya 1/500, yatayda ise 1/000 ölçekleri kullanılır. Yapılan bu çalışmada, mevut kriterler göz önünde bulundurularak 8 adet iletken sehim şablonu hazırlanmıştır. ENH projelerinde kullanılan direk şablonları ise buz yükü bölgesi, iletken kesiti, düşey ölçek, direk temel derinliği, direk çeşidi (ağaç, demir, beton), direğin görevi (taşıyıı, köşede taşıyıı, durduruu, nihayet, seksiyoner, trao direği), iletken tertibi (üçgen tertip, düz tertip), izolatör tipi (mesnet izolatör, zinir izolatör, tek askı, çit askı), devre sayısı (tek devre, çit devre, dört devre, altı devre) vb kriterlere göre çizilir. Yapılan çalışmada, yukarıdaki kriterlerin tamamı göz önünde bulundurularak direk şablonları hazırlanmıştır. Diğer taratan, hazırlanan ENH arazi çizim programı ile, koordinatları programdan girilen ENH güzergah proilinin, yatayda 1/000, düşeyde ise 1/400 veya 1/500 ölçekte ölçeklendirilerek autoad programına çizdirilmesi sağlanmıştır.. İLETKEN SEHİMLERİNİN HESAP- LANMASI VE İLETKEN SEHİM ŞABLONLARININ HAZIRLANMASI A y Şekil-1 Zinir Eğrisi A ve B noktaları arasına asılmış telin (Bkz. Şekil-1) herhangi bir E noktasındaki P çekme (er) kuvvetinin yatay bileşeni H ve düşey bileşeni V olsun. V düşey bileşeni teli o noktada tutan kuvvettir ve apsisi ile orantılıdır. P n, telin 1 metresinin kg olarak ağırlığı olmak üzere ; V P n. (1) dir. H yatay bileşeni ise ve P n ile orantılı olup H. P n () dir., bir orantı aktörü olup, iletken eğrisinin parametresidir. Aynı zamanda, telin en alçak noktasının eksenine uzaklığıdır. H, telin her noktasında sabittir (HT). V P. V tgθ n H P n. H V 1 H (3) dy tg θ d olduğundan parabol denklemi : dy 1 1 dy d d a l V E H P B ' 1
1 dy. d y (4). olarak bulunur. Eğer bu parabol ekseninden kadar yukarıda ise parabol denklemi : y + (5). olur. İki nokta arasına asılmış olan tel, zinir eğrisi denilen bir şekil oluşturur ve y. osh (6) denklemi ile belirlenir. Bu eşitlik Malaurin serisine göre açılırsa; (n0,,4,6, ) 4 6 n y + + + + Λ +. 3 5 n 1 4. 70. n! yazılır. Bu denkle 3. ve sonraki terimleri çok küçük değerler olduğundan yalnız ilk iki terimi alınabilir. Böylee; y + (7). parabolik iadesi bulunmuş olur. İletken boyu ise ; 3 a. P n L a + (8) 4. T denklemiyle verilir. İletken boyu, sehi bir onksiyonu olarak a. P n 8 L a + ( ). (9) 8T 3a şeklinde yazılırsa ; a. P n (10) 8. T olarak bulunur [1]. Bu ormülde, iletkenin sehimi [m]; a, yatay açıklık [m]; P n, ek buz yüklü durumdaki iletken ağırlığı [kg/m]; T, iletkenin çekme kuvvetidir [kg]. 10 eşitliği kullanılarak iletkenlerin sehimleri hesaplanabilir..1. Çizimleri Yapılan İletken Sehim Şablonlarının Denklemlerinin Çıkarılması Yukarıda açıklandığı üzere, iletken sehim şablonlarının denklemleri parabolik denklemlerdir. Örneğin. buz yükü bölgesinde 3AWG (swallow) iletken a ort 150 m. (ortalama açıklık) ma ve denklemlerinin hesaplanması şu şekildedir: P 0 0.108 kg/m (İletken ağırlığı) P b 0.5344 kg/m (Buz yükü ağırlığı) P n 0.644 kg/m (Buz yüklü iletken ağırlığı) T m 34.54 kg (Ma. çekme kuvveti) T n 73.48 kg (Min. sıaklıktaki çekme kuvveti) a ort 150 m. (Ortalama açıklık) Önemli: Verilen P 0, P b, P n, T m ve T n değerleri 3AWG (swallow) iletkeninin. buz yükü bölgesindeki değerleridir [4]. Hesaplamalarda yatay ölçek 1/000, düşey ölçek 1/400 olarak alınmıştır. Maksimum leş ( ma ),. buz yükü bölgesinde -5 C+%100 buzlu halde (maksimum gerilme hali) meydana gelir. Maksimum sehim : a ort. P n ma 8. T m ma 150 [ m ] 8 ma 5.7445 m. * 0.644 [ kg / m] 34.54 [ kg] olarak bulunur. Bu değer kullanılarak parabol denklee geçilebilir. A (-37.5,13.18615) C (0,0) 75 mm. (150 m.) B (37.5,13.18615) Şekil- Maksimum leş ( ma ) eğrisi 13.18615 mm. (5.7445 m.) Parabol, şekil- deki gibi imum noktası C(0,0) olaak şekilde yerleştirilirse ortalama açıklık; a ort 150 [ m] / 000 *1000 75 mm. olur. Maksimum sehim ma ise; ma 5.7445 [ m] ma 13.18615 / 400 *1000 mm. olarak bulunur. Bu değerlere göre A ve B noktalarının koordinatları A(-37.5,13.18615); B(37.5,13.18615) olarak belirlenir. Bu noktalardan herhangi biri ile C(0,0) noktası kullanılarak parabol denklemi yazılabilir. y a. + b C(0,0) 0 a.0 + b b 0 A( 7.5,13.18615) 13.18615 a * ( 7.5) + 0 a 9.3768 *10
Bu değerler parabol denklemi : y 9.3768 *10 * olarak bulunur. Minimum leş ( ), en düşük ortam sıaklığında (. buz yükü bölgesi -15 C) meydana gelir. Minimum sehim : a ort. P 0 8. T n 150 4.1337 [ m ] 8 m. * 0.108 [ kg / m] 73.48 [ kg] olarak bulunur. Bu değer kullanılarak parabol denklee geçilebilir. A (-37.5,10.3345) C (0,0) 75 mm. (150 m.) B (37.5,10.3345) Şekil-3 Minimum leş ( ) eğrisi 10.3345 mm. (4.1337 m.) Parabol, şekil-3 deki gibi imum noktası C(0,0) olaak şekilde yerleştirilirse ortalama açıklık; a ort 150 [ m] / 000 *1000 75 mm. olur. Minimum sehim ise; 4.1337 10.3345 [ m] / 400 *1000 mm. olarak bulunur. Bu değerlere göre A ve B noktalarının koordinatları A(-37.5,10.3345); B(37.5,10.3345) olarak belirlenir. Bu noktalardan herhangi biri ile C(0,0) noktası kullanılarak parabol denklemi yazılabilir. y a. + b C(0,0) 0 a.0 + b A( 7.5,10.3345) b 0 10.3345 a * ( 7.5) + 0 a 7.3488 *10 Bu değerler parabol denklemi : y 7.3488 *10 * olarak bulunur. ma ve değerleri eğri denklemleri bulunduktan sonra swallow iletken. buz yükü bölgesindeki sehim şablonu bir bütün olarak çizilebilir : II.BÖLGE 3AWG (Swallow) 1/400-1/000 Şekil-4 İletken Sehim Şablonu Ma. leş eğrisi ( ma) Toprak temas eğrisi Min. leş eğrisi ( ) Sehim şablonu hazırlanırken, toprak temas eğrisi adı verilen bir eğri daha çizilir (Bkz. Şekil-4). Bu eğrinin denklemi ma eğrisi ile aynıdır akat ma eğrisinin her noktasından düşey olarak 6 m. aşağıya çizilir. Bu mesae emniyet mesaesi olarak adlandırılır ve arazi üzerinde telin, yere olan yaklaşma mesaesini gösterir. İletkenlerin en büyük salgı durumunda üzerinden geçtikleri yer ve isimlere olan en küçük düşey uzaklıkları çizelgelerde belirtilmiştir [3]. Yukarıda bir tane sehim şablonunun hazırlanışı gösterilmiştir. Diğer iletken sehim şablonları da buna benzer şekilde ayrı ayrı hesaplanarak çizimleri gerçekleştirilmiştir. 3. DİREK ŞABLONLARININ HAZIRLANMASI Direk şablonları hazırlanırken, direk üzerinde bulunan en alttaki iletkene göre şablon boyu hesaplanmalıdır. Aşağıda bir direk tipinin şablon boyu hesabı gösterilmiştir. Örneğin 477MCM (Hawk) iletken SBA (santriüj betonarme) direk, çit devre, T- tertibi taşıyıı direk, çit askı zinir izolatörlü, ıçı tipi, 1/500 düşey ölçekli, 1 m. uzunluğundaki direğin şablon boyu hesabı şu şekilde yapılır : Şekil-7 de resmi görülen direkte; Travers kalınlığı 0.1 m. Travers ile izolatör arasındaki mesae 0.054 m. L K uzunluğu çit askı izolatörde 0.946 m. D mesaesi T- tertibi taşıyıı direkte.10 m. Direk temel derinliği m. dir [4]. Verilen değerlere göre direk şablon boyu (en alttaki iletken ile yer arasındaki mesae) : H (D + 0.1 + 0.054 + 0.946 + ) 1 ( *.10 + 0.1 + 0.054 +.0946 + ) olara 13.68 m. k hesaplanır. Bu değer 1/500 düşey ölçeğe göre ölçeklendirilirse; 3
Şekil-5 ENH Arazi Çizim Programı Şekil-6 İletken sehim şablonlarının ve direk şablonlarının bir arada bulunduğu autoad peneresi 4
' 13.68 [ m] / 500 *1000 7.36 mm. olarak ölçekli direk şablon boyu bulunmuş olur. Burada bir tane direğin şablon boyunun hesaplanışı gösterilmiştir. Diğer direk şablonları da bu şekilde hesaplanarak çizimleri gerçekleştirilmiştir. 4. ENERJİ NAKİL HATTI ARAZİ ÇİZİM PROGRAMININ TANITILMASI Hazırlanan program Borland Delphi 6 programlama dili ile yazılmıştır [5]. Bu program ile enerji nakil hattı projesi yapılaak olan güzergahın proil çiziin Autoad 004 çizim programına yaptırılması amaçlanmıştır [6]. Programın çalıştırılması ile birlikte Toplam.dwg adında bir autoad çizim peneresi açılır (Bkz. Şekil-6). Bu çizim peneresinde enerji nakil hatları projelerinin çizide kullanılaak olan iletken sehim şablonları, direk şablonları ve projede kullanılan değerlerin (çizilen arazinin harita bilgileri, projede kullanılan direklerin numarası, direk tipi, travers tipi ve direkler arası mesae) girilmesi bir tablo bulunmaktadır. Programın çalışması ise şöyledir : Şekil-5 deki ENH Arazi Çizim Programı peneresinde Nokta Sayısı ile belirtilen kutuya, çizileek arazi üzerinde belirlenmiş nokta sayısı girilir ve ardından Nokta Oluştur butonuna basılır. Bununla birlikte penerenin sağ taraında, girilen sayı kadar, koordinat girişini sağlayaak kutu açılır. Açılan kutulara arazi üzerinde belirlenen koordinatlar kullanıı taraından girilir. Penere üzerindeki Hata Kontrol butonu, kutulara eksik değer girilip girilmediğini kontrol eder ve eksik koordinat var ise bildirir. Yeni butonu kullanılarak peneredeki bütün değerler silinerek yeni bir penere açılır. Kaydet butonu kullanılarak girilen arazi koordinat değerleri.db uzantılı bir dosya olarak kaydedilir. Aç butonu kullanılarak öneden kaydedilen.db uzantılı bir dosya açılabilir. Düşey Ölçek kutusundan, haritanın düşey ölçeği (1/400 veya 1/500) belirlenir. Yatay ölçek ise 1/000 dir. Ölçekle butonuna tıklanarak girilen arazi koordinatları yatayda 1/000, düşeyde ise 1/400 veya 1/500 ölçeğine göre ölçeklendirilir. Ölçekli değerler penerenin en sağındaki kutulara yazdırılır. Eel e Gönder butonu ile girilen arazi koordinat değerleri ve ölçekli koordinat değerleri, Arazi.ls adındaki bir Mirosot Eel dosyasına gönderilir. Autoad e Gönder butonu kullanılarak ölçeklendirilen arazi koordinat değerleri Autoad çizim programına gönderilerek arazi proilinin çizimi gerçekleştirilmiş olur. 5. SONUÇLAR Enerji nakil hatlarının arazi proilinin çizimi, delphi ile hazırlanan program üzerinden, autoad çizim programına komut gönderilerek yaptırılmıştır. Autoad çizim programında, enerji nakil hatlarında kullanılabileek bütün iletken sehim şablonları hazırlanmıştır. Ayrıa yine enerji nakil hatlarında kullanılabileek bütün direk tiplerinin şablonları autoad çizim programında hazırlanmıştır. Bu sayede kullanıı, ENH proje çizimlerini, autoad çizim programında bulunan hazır iletken sehim şablonlarını ve direk şablonlarını kullanarak kolaya gerçekleştirebileek, çizii kolaylıkla kaydedebileek ve proje çıktısını kolaylıkla alabileektir. Böylelikle, elle yapılarak uzun zaman alan ve hata payı yüksek olan proje çizimleri autoad üzerinde çok daha kısa sürede ve hata payı neredeyse sııra indirgenerek yapılabileektir. KAYNAKLAR Şekil-7 Direk Şablonu [1] Yunusoğlu, A., ORTA GERİLİM ENERJİ NAKİL HATLARI PROJE, Cilt 1,, Ankara, 1995. [] Dengiz, H., ENERJİ HATLARI MÜHENDİSLİĞİ, Kardeş Kitabevi Yayınları, Ankara, 1991. [3] Elektrik Kuvvetli Akım Tesisleri Yönetmeliği [4] TEK DAPT Daire Başkanlığı Yayınları [5] Karagülle, İ., Pala, Z.,BORLAND DELPHİ 6, Türkmen Kitabevi Yayınları, İstanbul, 00. [6] Omura, G., MASTERİNG AUTOCAD 004 AND AUTOCAD LT 004, Ala Basım Yayım Dağıtım Ltd., İstanbul, 003. 5