Transmission_Lines
Download
Report
Transcript Transmission_Lines
ENERJİ İLETİM SİSTEMLERİ
GİRİŞ
• Üretim istasyonunda üretilen elektrik enerjisi
yüksek gerilim iletim hatları üzerinden kullanım
(tüketim) alanlarına iletilir.
• Şu anki teknoloji açısından üretilen güç iletilirken
kayıpların en aza indirgenmesi buna karşılık
aynı yapı içerisinde kapasitenin artırılması
amaçlanmaktadır.
• Kayıpların azaltılması iletim hatlarında incelenen
en önemli konulardan biridir.
İLETİM HATTI PARAMETRELERİ
• Bir elektrik iletim hattı seri bir direnç, seri
endüktans, paralel kapasitans ve yine
paralel iletkenlik değerinden oluşur.
• Bir iletim hattı modellenirken en önemli
parametre seri direnç ve endüktif reaktans
değeridir.
• Bazı durumlarda paralel kapasitans ve
iletkenlik ifadelerinin ihmal edilmesi
mümkündür.
İLETİM HATTI PARAMETRELERİ
• Bu bölümde yukarıda bahsi geçen parametrelerin belirlenmesi işlemi
iletim hattının boyu, kullanılan iletkenin tipi, ve birbirleri arasındaki
mesafe tabanında hesaplanacaktır.
• Bir kablo veya birbirinden izole edilmemiş kabloların birleşimi
İLETKEN olarak adlandırılmaktadır.
• İletkenler kabloların birleşiminden oluşmakta ve yapı olarak ise
burulmuş veya örgü yapısındadırlar.
• Ortak merkezli bir yapı ile organize edilmiş olan iletken, her birisinde
art arda gelen katman altı (6) veya daha fazla kablo yapısı içerir
şekildedir ve diğerini takip eder.
• İki temel yapılanma vardır. Bunlar:
#Tek kablo çekirdekli
#Üç kablo çekirdekli
İLETKEN TİPLERİ VE İLETKEN
MALZEMELERİ
• Havai EHV ve UHV iletim sistemlerindeki faz iletkenleri genellikle
ALÜMİNYUM veya ALÜMİNYUM-ÇELİK birleşimidir. Pekçok çeşit
kablo türü mevcuttur. Bunlar:
A. Alüminyum İletkenler
5 çeşit tasarım şekli mevcuttur:
1. Homojen tasarım: bunlar hepsi Al iletken veya (AllAluminum-Conductors (AAC)) hepsi Al-Alaşım iletkenler (AllAluminum-Alloy Conductors (AAAC)).
2. Kompozit tasarım: bunlar temelde çelikle güçlendirilmiş
çelik çekirdekli Al iletkenlerdir (aluminum conductor-steel-reinforced
conductors (ACSR)).
3. Genişletilmiş ASCR: bunlar katı Al kullanan çelik çekirdekli
yapılardır.
4. Alüminyum-giydirilmiş iletkenler (Alumoweld).
5. Alüminyum-kaplanmış iletkenler.
B. Çelik İletkenler
Çinko kaplanmış ve çeşitli kalınlıklardaki galvanizlenmiş çelik
iletkenlerdir.
HAT DİRENCİ
• Bu parametre enerji iletim hatlarında enerji kaybına
sebep olan en önemli parametredir. DC deki direnç
ifadesine benzer şekilde hesaplanır.
• İletim hattı iletkenlerinin direncinin bulunmasında
yukarıdaki ifadenin kullanılmasında bazı kısıtlar vardır.
Bunlar:
HAT DİRENCİ
İletkenin sarım şekli,
İletkenden AC akarken akım, iletkenin kesit alanı
boyunca homojen dağılıma sahip değildir.bu etkiye DERİ
ETKİSİ denir ve direnç değerini artırır.
Magnetik iletkenlerin direnci akımın şiddeti ile değişir.
İletim hatlarında birbirine çok yakın iletkenler arasında
yüksek akım yoğunluğundan dolayı uniform olmayan
yüksek akım dağılımı oluşur. Birbirine çok yakın
iletkenler arasında oluşan bu etkiye YAKINLIK ETKİSİ
denir.
HAT ENDÜKTANSI:
Tek fazlı iki kablolu hattın endüktansı
• Hat endüktans değeri diğerleriyle karşılaştırıldığında
empedansı etkileyen en önemli parametredir. Tek fazlı iki
kablolu hattın endüktansı hesaplanırken aşağıdaki
şekilde verildiği gibi bir geometri göz önüne alınır.
• 1. iletkenden geçen akımdan dolayı 1. iletkene ait toplam
endüktans değeri:
TEK FAZLI İKİ KABLOLU HATTIN
ENDÜKTANSI
• 2. iletkenden geçen akımdan dolayı 2. iletkene ait toplam
endüktans değeri:
• L1 ve L2 faz endüktanslarıdır. Sistemin toplam endüktans
değeri:
TEK FAZLI İKİ KABLOLU HATTIN
ENDÜKTANSI
• r’ değeri geometrik ortalama yarıçap (GMR) değeridir.
• Amerikan standartlarına göre endüktif reaktans değerinin
hesaplanmasında log10 kullanılır. Bu dönüşüm
yapıldığında aynı özellikteki iletkenler için reaktans
değeri:
• Logaritmik ifadenin genişletilmesi ile:
TEK FAZLI İKİ KABLOLU HATTIN
ENDÜKTANSI
• Bu ifadenin ilk terimi Xd ikinci terimi ise Xa olarak
isimlendirilir.
• Xd=klogD ifadesi aralık faktörünün endüktif
reaktans değeridir.
• Xa=klog(1/r’) ifadesi ise 1 ft lik aralıktaki endüktif
reaktans değeridir.
• SORU: ACABA ft ve mil BİRİMLERİ DEĞİLDE SI
BİRİMLERİ KULLANILSA İDİ k DEĞERİ NE
OLURDU?
ÖRNEK
• Yarıçapları 0.08 ft olan iletkenleri
arasındaki mesafesi ise 25 ft olan tek fazlı
hattın faz başına ve herbir mil değeri için
endüktif reaktans değerini bulunuz.
• ÇÖZÜM:
SARGILI (Bundle-Bohça)
İLETKENLER
• 230 kV (EHV) un üzerindeki gerilim değerlerinde faz başına
tekbir iletkenin kullanıldığı devrelerde CORONA ETKİSİ
oldukça büyük bir önem kazanır. Öyleki; bu durumda hem
kayıplar ve hem de haberleşme hatları ile olan etkileşim daha
da artar.
• Corona etkisi yüksek gerilim gradyentinin bir sonucudur. Bu
gradyent değeri faz başına daha fazla iletkenin kullanılması ile
giderilebilir.
• Bu iletkenler fazlar arası mesafe ile karşılaştırıldıklarında çok
daha yakın konumdadırlar. Böylesi iletkenlere SARGILI
(Bundle) İLETKENLER denir.
• Sargı, çevresinde yapılandırılmış 2 veya daha fazla iletkenden
oluşur ve bu çevreye de SARGI ÇEVRESİ denir.
• Sargılı tip iletken kullanmanın bir diğer onemli getirisi ise hat
reaktansını hem seri ve hem de paralel olarak azaltmasıdır.
• Sargılı iletkenlerin analizi çok iletkenli yapının özel bir
çözümüdür.
SARGILI (Bundle) İLETKENLER
TEK FAZLI SİMETRİK SARGILI
İLETKEN HATTININ ENDÜKTANSI
• Yukarıdaki en altta verilen şekilde N adet alt-iletkenin
yarıçapı A olan bir çember etrafında sargılı tip yapı ile
yapılandırıldığı varsayılsın. Burada yan yana iki iletken
arasındaki açı 2p/N dir. Burada GMD:
• İletkenlerin kendi aralarındaki mesafe faz iletkenleri
arasındaki mesafe ile karşılaştırılacak olursa tüm
mesafeler D olarak alınabilir. Böylece:
• Geometrik ortalama yarıçap (GMR)
TEK FAZLI SİMETRİK SARGILI
İLETKEN HATTININ ENDÜKTANSI
• Bu durumda endüktans değeri:
• Pekçok durumda iletkenler arası mesafe verilir.
Buradan da yarıçap değeri A:
• kolayca hesaplanabilir.
ÖRNEK
• Şekilde verilen 1000-kV, tek fazlı, faz başına 8
alt iletkenden oluşmuş sargılı tip iletim hattı
yapısı için fazlar arası mesafe D1 = 18 m dir. Alt
iletkenler arası mesafe ise S = 50 cm dir. Her bir
alt iletkenin çapı 5 cm olduğuna göre;
• Hat endüktansını hesaplayınız.
ÇÖZÜM