İletken Kesiti Nasıl Hesaplanır ?

İletkenlerin Gerilim Düşümüne Göre Boyutlandırılması: Elektriksel sistemlerde enerjiyi bir noktadan belirli mesafedeki başka bir noktaya iletmek için kullanılan iletkenlerde, mesafe ve bazı dış ortam şartları ile orantılı olarak gerilim düşümü ve güç kaybı oluşur. Kullanılan şebeke türüne göre, gerilim düşümünün belirli bir yüzdelik değer üzerinde olması gerekir. İletken kesitlerinin bu duruma sebebiyet vermemesi için en uygun kesitlerdeki iletkenlerin tercih edilmesi gerekmektedir. Tabii bu durumu çok kalın bir iletken kesiti seçerek ortadan kaldırmak maliyet hesabınıda oldukça kabartacağından, iletken kesitlerinin doğru olarak hesap edilmesi ve ihtiyaca göre seçilmesi gerekir.  

Enerji iletim va dağıtımında kullanılan iletkenlerin izin verilen gerilim düşüm değerleri şöyledir ; 

• AG ( Alçak gerilim ) şebekeleri için iletim-dağıtım hatlarında izin verilen gerilim düşümü %5'in üzerinde olamaz.
• OG ( Orta gerilim ) şebekeleri için iletim-dağıtım hatlarında izin verilen gerilim düşümü %10'dan fazla olamaz.
• YG ( Yüksek gerilim ) şebekeleri için iletim-dağıtım hatlarında bu değer %2,5- %5 fazla olamaz.

Gerilim Düşümü ve Güç Kaybı Hesabı

Enerji nakil hatları ve enerji dağıtım şebekelerinde 3 fazlı alternatif akım kullanılmaktadır. Bu 3 fazlı sistemlerde, hatlar üzerindeki gerilim düşümünün vektörel toplamı ve yüzdelik değerleri, hat gerilimleri göz önüne alınarak hesaplanır.

Gerilim düşümü hesaplarında kullanılan sembol ve simgeler :

1. ΔU  :  Hat üzerinde meydana gelen toplam gerilim düşümü ( Birimi Volt )
2. %e  :  Hat üzerinde meydana gelen toplam gerilim düşümü % 'lik değeri
3.   U  :  Hat başlarında fazlar arası toplam gerilim (V)
4.   R  :  Hattaki 1 faz  iletkeni için direnç değeri (R)
5.   I   :  Hat akımı değeri (A)
6.   S  :  Hat iletken kesiti değeri (mm²)
7.   k  :  Hat iletkenleri için öz iletkenlik değeri (m/Ω.mm²)
8.   L  :  Hat uzunluğu (m)
9.   P  :  Aktif güç değeri ( W)
10. Cosφ : Güç katsayısı 

Bu sembollere göre hesaplama örnekleri ;

1. Akım değeri biliniyor ise, fazlar arasındaki gerilime göre, gerilim düşümünün vektörel toplamının  ( ΔU ) hesaplanması; 

2. Akım değeri biliniyor ise, %e hesabı; 

3. Güç değeri biliniyor ise, ΔU 'nin hesaplanması ; 

4. Güç biliniyor ise, %e hesaplanması ;

Enerji nakil hatları için tercih edilen iletkenlerin kesit değerleri, hatlar üzerinde meydana gelen güç kayıplarına göre hesaplanır. Bu hesaplama işlemleri için kullanılan formül ve semboller aşağıdaki gibidir. ;

• ΔP : Hat üzerindeki güç kaybı
• %P : Güç kaybı için yüzdelik değer
• P : Hattaki güç değeri
• %P = I² x R
• Hat gidiş ve dönüş olarak göz önüne alınacak ise,  %P = 2.( I² x R ) olur.

  

  Asya-Avrupa bağlantısını sağlayan Türkiye’nin ilk 380 kV 1600 mm² kesitli Denizaltı Yüksek Gerilim Enerji Kablosu

İLETKEN KESİTLERİNİN HESAPLANMASI

Enerji nakil hatlarında kullanılan enerji türünün Ac ( Alternatif akım olduğunu yukarıda söylemiştik. Bilindiği üzere alternatif akım transformatörler ile düşürülüp ya da yükseltilerek kullanılır. Bu sistemdeki verimin yüksek olması, iletim ve dağıtım hatlarındaki kaybın azaltılması ile sağlanabilir. Güç kaybının en aza indirgenmesi için uygun iletken kesitlerinin seçilmesi ve kullanılması kaçınılmazdır. 3 fazlı sistemlerde uygun iletken kesitinin belirlenebilmesi için güç kaybı ve gerilim düşümü hesapları kullanılır. 

1. Akım değeri biliniyor ise, fazlar arası gerilim değerleri dikkate alınarak iletken kesiti ;

2. Toplam gerilim düşümü belirlendi ise ;

3. Güç belli ise iletken kesiti hesabı ;

4. Güç kaybı belli ise iletken kesiti ;

Anlattıklarımızın daha anlaşılır olması için bir örnekle iletken kesiti belirleyelim ;

Örnek: 200 m mesafede, etiket değerleri; 235kW güç ve 1kV gerilim seviyesi yazan ayrıca maksimum %3 gerilim düşümüne izin verilen bir pompayı beslememiz gerekiyor. Bu durum için 3 damarlı bir kablo kesiti ve tipi belirleyelim.

Çözüm: Bilinen değerler ; 

• P (güç) : 235kW
• U (gerilim) : 1kV
• Cosφ (güç faktörü) : 0,8
• L (mesafe) : 200m
• %e (gerilim düşümü) : %3

Öncelikle elimizdeki bu değerler ile bir akım değerine ulaşmamız mümkün ;

P= √3 x U x I x Cosφ   ===>

            I=                  P                    ==>                                         235000           = 169,80A

                     √3 x U x I x Cosφ                                                  √3.1000.0,8

    

Hesap edilen bu akım değerine göre kesit değerleri ;

Akım değerine göre kesit ve kablo tipi tablosu

Soldaki tablodan belirlediğimiz akım değerine uygun kesit ve kablo tipi seçilebilir. Bulduğumuz değere karşılık gelen kesit xlpe izalasyon için 35mm² dir. 

Ayrıca örnekte belirtilen %3 gerilim düşümü için seçtiğimiz kesitin uygun olup olmadığını hesap edersek, 

%e xlpe =          100xPxL      

                              kxSxU²

=                       1000x235000x200     = %2,4

                              56x35x(1000)²

Elde ettiğimiz %e gerilim düşüm değeri izin verilen değerden daha düşük olduğu için seçtiğimiz kesit uygundur. Ayrıca Tabloda belirtilen kesit ve akım değerlerinden bağımsız olarak mümkün olan en uygun kesiti belirlemek istersek yapacağımız işlem ;

Formülünde değerleri yerine koyarsak ; 

3=        100x235000x200          ===> S = 27.97 mm² buluruz.

                 56xSx(1000)²

S = 27.97 mm² bulduğumuz bu kesit değerine en yakın iletken kesiti 35mm ² olacağından seçimimiz belli olur.

Paylaş:

Etiketler:

gerilim düşümü hesabı iletken kesiti hesabı iletken kesiti hesaplama iletken kesiti nedir iletken kesitleri teknik-kutuphane

• Önceki
• Sonraki