Transcript indir
KISA DEVRE HESABI
EES 455 - 20.12.2011
Kısa devre arızası
Zsc
Arıza noktasından
önceki tüm sistemin
eşdeğer empedansı
Zs
Yük
EES 455 - 20.12.2011
empedansı
Kısa Devre Gücü
Arıza akımlarını hesaplama gerekliliği
Arıza akımlarına dayanıklı
Arıza akımlarını izole edebilecek kapasitede
teçhizat seçimi yapabilmek
Güç sistemlerinde ana kaynak generatörlerdir. Trafolar ise
gücün istenilen gerilim seviyelerine dağıtılmasında kullanılır.
Arıza, generatörlerden veya trafolardan sonraki kısımlarda
meydana gelir. İlk durumda arıza akımını sadece kaynak
empedansı sınırlarken, ikinci durumda ise trafo empedansı
arıza akımını belirleyen önemli bir faktördür.
Genelde, en yüksek arıza akımları üç faz arızalarında oluşur.
Bu yüzden, teçhizatın arızaya dayanımı açısından üç faz
arızaları referans alınır.
Kısa devre akımı anında söz konusu olan güce kısa devre gücü
denir.
EES 455 - 20.12.2011
… Kısa Devre Gücü
Şekildeki arıza akımı, trafo
reaktansı ve aradaki bağlantı
kablolarının empedansları
tarafından sınırlanır.
Bağlantı kablolarının empedansları
ihmal edilirse, arıza akımı;
EES 455 - 20.12.2011
Trafo Kısa Devre Gücü
EES 455 - 20.12.2011
Örnek
EES 455 - 20.12.2011
… Örnek
EES 455 - 20.12.2011
Yukarıdaki örneklerde, hesaplamaları basitleştirmek için bazı
kabuller yapılmıştır;
Arızanın şalt sahasına çok yakın olduğu varsayılarak aradaki kablo
empedansları ihmal edilmiştir (1. örnekte)
Ark direnci ihmal edilmiştir.
Kablo empedansı ile trafo empedansı (reaktans) arasındaki faz açısı
sıfır kabul edilerek, söz konusu empedans değerleri kompleks
matematik kullanılmadan toplanmıştır.
Generatörden önceki şebekenin kaynak empedansı ihmal edilmiştir.
(Sonsuz bara / sonsuz kısa devre gücü)
Bahsedilen ihmaller yapılmadığında ve kesin değerlere
ulaşılmak istendiğinde, hesaplamalar çok karmaşık hale
gelmekte ve simülasyon yazılımlarının kullanılması gereği
doğmaktadır.
Kesin sonuçlar ile ihmaller yapıldığında elde edilen sonuçlar
arasında genellikle %5 civarında hatalar söz konusu
olmaktadır. Dolayısıyla, koruma ayarları ve teçhizat
karakteristiklerini belirlemek için arıza akımlarını hesaplarken
yapılan kabul ve ihmaller tatmin edici sonuçlar sağlamaktadır.
EES 455 - 20.12.2011
Sonsuz bara
• Kısa devre gücü sonsuz, kaynak empedansı sıfırdır.
• Sonsuz baranın gerilimi sabittir, reaktif tüketim ne olursa olsun değişmez
EES 455 - 20.12.2011
Kısa Devre Hesaplama Yöntemleri
Ohm metodu
Empedanslar
ohm cinsinden ifade edilir
Yüzde empedans metodu
Empedanslar
ortak bir baz empedansın yüzdesi
cinsinden ifade edilir
Per unit metodu
Yüzde
empedans metodundan farkı, empedansların
yüzde yerine ondalık cinsinden ifade edilmesidir.
EES 455 - 20.12.2011
Ohm Metodu
Örnek (Ohm metodu)
… Ohm metodu
!!! Yukarıda formüller; Z empedansının yalnızca indüktif
reaktanstan (X) ibaret olduğu, yani R bileşeninin ihmal
edilebileceği varsayımı ile oluşturulmuştur.
EES 455 - 20.12.2011
Yüzde Empedans Metodu
EES 455 - 20.12.2011
…Yüzde Empedans Metodu (Örnek)
EES 455 - 20.12.2011
EES 455 - 20.12.2011
Per Unit Metodu
Bazen incelemeleri kolaylaştırmak amacıyla bir barayı sonsuz
güçlü kabul etme olanağı vardır. Bu durum baranın bir sonsuz
kısa devre gücüne sahip olduğunu ifade eder. Bu ise bir birim
eşdeğer empedans belirttiğinden sabit gerilimi korumakla bir
baranın daima yeter derecede güçlü olduğunu ifade eder.
KDG U I
i kd
1, 0
Z eş
KDG 1, 0 i kd 1, 0
KDG
1, 0
Z eş
1, 0
Z eş
EES 455 - 20.12.2011
Per Unit Metodu (Örnek)
…Örnekler
154 kV Bornova barasında 3 faz
kısa devre akımı :
Ikd = 19,459 pu olarak verilmiştir.
UB=154 kV ve SB=100 MVA ise
154 kV ve 10,5 kV baralarda
oluşacak kısa devre akımlarını
hesaplayınız.
ZS Sistem empedansı:
IB Baz akım:
( Z S ) pu
IB
SB
3 U B
Upu
Ipu
1
0 , 051 pu
19 , 459
100 10
6
3 154 10
154 kV barada oluşacak kısa devre akımı:
I kd I B I pu 374 ,9 19 , 459 7295 , 2 A
EES 455 - 20.12.2011
3
374 ,9 A
…Örnekler
10,5 kV barada oluşacak kısa devre
akımını bulmak için öncelikle trafo
empedansının 100 MVA baz için değeri
bulunur :
( Z tr ) pu 0 , 2125
100
0 ,34 pu
62 ,5
10,5 kV barada oluşacak kısa devre akımı:
( I kd ) pu
US
Z S Z tr
I kd I B I pu
1
0 , 051 0 ,34
100 10
2 , 557 pu
6
3 10 ,5 10
3
2 ,557 14060 A
EES 455 - 20.12.2011
…Örnekler
0,16
Şekilde görüldüğü gibi dört adet birbirinin aynı
genaratör paralel olarak işletilmektedir. Her
birinin 11 kV anma geriliminde 25 MVA anma
gücü vardır. Her birine ait geçici reaktans Xd =
0,16 pu olduğuna göre 3~ kısa devre gücünü
hesaplayınız.
0,16
0,16
K
IB
SB
3 UB
0,16
x eş
0 ,16
G1
3 11 10
3
1312 ,154 A
EES 455 - 20.12.2011
1
i kd
1
Z eş
1
Z eş
1
25 pu
0 , 04
Z eş
4
I kd i kd I B
G4
11kV
KDG
0 , 04 pu
6
G3
K
KDG KDG S B 25 . 25 625 MVA
25 10
G2
1
25 pu
0 , 04
I B 25 1312 ,154 32803 A