kısa devre hesapları

TR T A A I U GU OD B

ek a -i p t

EE T K V ELA I () LKRK U V T KM 8K AD V E EA L R I E R H S PA I S* D ve lr K a e r ei i s t e * D veA ei EkE e F klr Ka e r k s m z r e tid n a tr n e * D veA anD r n imei K a e r k r e el dr s s ml n e i l * D veA n F i Y n e A a ma K a e r k i i d n k n s s mn z k l * D veA anH s b K a e r k r ea s ml n * a aH t r H v al a *a llr K boa *e ka s o i R a tn B bn i * eiir Tk t l ce

T MMOB E kr M e ds r a lt e i h n iei k l Od s

E Y YNN E /0 11 MO A I O: 2 1 /1 K

ELEKTRK KUVVETL AKIM (8) Ksa Devre Hesaplar

Notlar Derleyen: Aydn Bodur Emre Metin Notlar Yayna Hazrlayan: Aydn Bodur Hakk nl M.Turgut Odabana Sayglarmzla

Elektrik Kuvvetli Akm Notlar, Turgut Odabann Elektrik Tesisat Mhendisleri Dergisinde yaynlad yazlardan, Elektrik Kuvvetli Akm Tesisat El Kitab ile her blmn sonunda belirtilen ABB, Schneider, Chevron, NAFVAC ve Siemensin hazrlad malat, Bakm, Montaj El kitaplarndan EMO iin derlenmitir.

TMMOB ELEKTRKMHENDSLERODASI KISA DEVRE HESAPLARI ELEKTRKKUVVETLAKIM(8): NotlarDerleyen: AydnBodur EmreMetin NotlarYaynaHazrlayan: AydnBodur Hakknl

621.31906BOD2011 ELEKTRiK KUVVETLi AKIM (8): KISA DEVRE HESAPLARI /ElektrikMhendisleriOdas1.bs Ankara,2011 181s.;24cmISBN9786050100617(EK/2011/11) Elektrik

ElektrikKuvvetliAkmNotlar,TurgutOdabannElektrikTesisatMhendisleriDergisinde yaynladyazlardan,ElektrikKuvvetliAkmTesisatElKitabileherblmnsonunda belirtilenABB,Schneider,Chevron,NAVFACveSiemensinhazrladmalat,Bakm,MontajEl kitaplarndanEMOiinderlenmitir.

TMMOB ELEKTRK MHENDSLER ODASI

NDEKLERGiri ________________________________________________ 5 8.1. Ksa Devre eitleri _________________________________ 88.1.1 Fazl Simetrik Ksa Devre: ___________________________ 8 8.1.2. ki Fazl Ksa Devre: __________________________________ 9 8.1.3.Bir Fazl Toprak Ksa Devresi: __________________________ 10 8.1.4. Toprak Temas: ____________________________________ 11 8.1.5. 2-faz toprak Temas: _______________________________ 14 8.2. Hata Yerinin Beslenmesi ______________________________ 14

8.3. Ksa Devre Akm zerine Etki Eden Faktrler ___________ 17G Katsaysnn Tesiri ____________________________________ 17 Ykn Tesiri ____________________________________________ 18 Jeneratr Yapsnn Tesiri _________________________________ 18 Uzakln Tesiri __________________________________________ 19 8.3.4.1. Yakn Ksa Devre : ________________________________ 20 8.3.4.2. Uzak Ksa Devre veya ebeke Ksa Devresi : ____________ 21

8.4. Ksa Devre Akmlarnn Deerlendirilmesi ______________ 228.4.1. En Byk Ksa Devre Akmlar: ________________________ 22 8.4.2. En Kk Hata Akmlar: _____________________________ 22

8.5. Ksa Devre Akmnn Fiziki Ynden Aklanmas _________ 23 8.6. Ksa Devre Olaynn Zamana Bal Olarak Gelimesi _____ 24 1

Ksa Devre Hesaplar

8.6.1. Subtransiyen Ksa Devre Olay ________________________ 24 8.6.2. Gei veya Transiyent Ksa Devre Olay _________________ 28 8.6.3. Srekli Ksa Devre Olay _____________________________ 29

8.7. Ksa Devre Akmlarnn Hesab _______________________ 308.7.1. Simetrili Bileenler Metodu __________________________ 30 8.7.2. Omik veya empedans Metoduna gre Ksa Devre hesabnn Yaplmas _____________________________________ 43 8.7.3. Senkron Jeneratrler _______________________________ 50 8.7.4. Zaman Sabitleri ____________________________________ 52 8.7.5 Transformatrler __________________________________ 55

8.8

Hava Hatlar ___________________________________ 60

8.8.1. Hava Hatlar ______________________________________ 61 8.8.2.Toprak iletkeni olmayan ift devre hava hatlarnda toprak evresine ait birim sfr empedans _____________________ 65 8.8.3. Yksek gerilim hava hatlar ounlukla bir veya daha ok toprak iletkeni ile donatlr________________________________ 66

8.9 Kablolar _________________________________________ 73 8.10 Reaktans Bobini __________________________________ 748.10.1. Reaktans iin normalize deerler_____________________ 77 8.11. Seri Kondansatrler _________________________________ 78 8.12. ebeke ___________________________________________ 80

8.13. Tketiciler; ______________________________________ 818.13.1. Aktif Tketiciler __________________________________ 81

8.14. Ksa Devre Hesaplarnda Per-Unit Metot _____________ 1088.14.1Per-Unit metodun aklanmas: ______________________ 108 8.14.2. Per-Unit Sistemin Tanm __________________________ 111 Baz Deer Balantlar __________________________________ 112

2


8.15. Ksa Devre Hesaplarnda MVA Metodu______________ 126Elektrik devre empedanslar ve ksa devre gleri _____________ 126

ebekelerde Ksa Devre (MVA) Glerinin Belirlenmesi _____ 1338.16.1 ebeke elemanlarnn seri balanma durumu___________ 133 8.16.2. Ksa Devre Akmnn Bulunmas _____________________ 135 8.16.3. MVA metodunda enerji nakil hatlar ve kablo hatlarnn bulunduu taraftaki gerilim deeri esas alnarak ksa devre gleri belirlenir ve bu sayede herhangi bir gerilim transformasyonu kesinlikle yaplmamaldr. _______________________________ 137 8.16.2. ebeke Elemanlarnn Paralel Balanma Durumu _______ 147 8.16.4. Ksa Devre Akmlarnn Belirlenmesi__________________ 152 8.16.5. Jeneratr _______________________________________ 154 8.16.7. Kablolar ________________________________________ 156

SON SZ ___________________________________________ 175

3

Ksa Devre Hesaplar

4


GiriElektrik tesislerinde enerjinin alnd noktadan itibaren her cins elektrik ekipmannn her birinde veya her birine ait balantlarda elektrik yaltm bozulabilir. Bu bozulma sonucunda meydana gelen dier iletkenlerle temas durumuna ksa devre denilir. Sistemdeki faz says olup, yksek ve orta gerilim sistemleri adet, alak gerilim sistemleri ise drt veya be adet hat(lar)dan tekil edilirler. Normal ileyite bir elektrik sistemi, devreden enerji kaynann i empedansndan ve tketici empedansnn i kaynan ohm kanununa gre belirlendii bir akm eker. Enerji kaynann ve bu kaynaa bal hatlarn empedanslar, daima tketici empedansna gre ok kktr. Bir izolasyon hatasnn meydana gelmesinde iletkenler aras temas sonucu tketici, devreden kar ve enerji kayna i empedansndan ve hat empedansndan ibaret bir ksa devre kalr ki: devrede ok kk bir diren kalmasndan dolay, devreden sz konusu direncin veya empedansn belirledii ok byk deere sahip bir ksa devre akm oluur. Ksa devrenin elektrik tesislerindeki etkisi ok farkl olabilir. Ksa devre, ani olarak darbe eklinde balamsa; devreden geen ok byk darbe ksa devre akmlar tesis ekipmanlar zerine elektrodinamik kuvvetlerin tesir etmesine ve mekanik zorlamalara yol aar. Ksa devre akmnn devreden geiinin uzun srede olmas ise; ekipmanlarn snmasna ve termik zorlamalarn meydana gelmesine yol aar. Dinamik ve termik zorlamalarn etkisindeki 5

Ksa Devre Hesaplar

elektrik ebekesinde bulunan ekipmanlar ve cihazlar tahrip olabilir. Ksa devrenin bu etkileri ile beraber arza yerinde bir ark meydana gelmise evresine yapt ykc zararlar ihmal edilemeyecek boyutlara ulaabilir. Toprak ksa devresinin etkileri ebekedeki ntr veya yldz noktasnn yapsna grede deiir. Ntr topraklanm elektrik tesislerinde toprak temasl bir ksa devre ba gsterirse; canllar iin tehlikeli temas ve adm gerilimleri ba gsterir. Ksa devrenin etkileri ve iddeti, hata yeri ve tipine baldr.Arza yerini besleyen elektrik kaynann gc ne kadar bykse ve hatal yerin bu enerj kaynandan beslenme sresi ne kadar uzun olursa; ksa devre akmlarndan oluan etki ve zararn bykl o kadar fazla olur. Ksa devre hesaplar, tesisin projelendirme safhasnda yaplmaldr. Ksa devre hesabnn yaplmasndaki ama: ksa devrenn olutuu durumlarda meydana gelebilecek ksa devre akmlarnn deerini bulmak ve bu deerler esas alnarak ksa devre akmlarnn meydana getirebilecei termik ve dinamik zorlamalar tesbit ederek tesis ekipmanlarn buna gre boyutlandrmak ve ayrca koruma cihazlarnn atrtma akm deerlerini ve seicilii gerektiren durumlarda ama srelerinin deerlerini tesbit etmektir. Yksek gerilimli elektrik tesislerinin projelerinin hazrlanmasnda ve montajnda ksa devrenin btn etkileri gz nne alnr ve tesisin ksa devreye dayankl olmas salanr. Alak gerilim tesislerinde ise, ksa devre akmlarnn direkt tesirleri gz nne alnr. Btn tesislerde ksa devre akmlarnn deerlerinin bilinmesi gerekir. Bu sayede ksa devre zorlamalarna dayanacak malzeme seimi ile tesisin ve alanlarn zorlamalara dayanmas 6


ve harap olmamas iin uygun koruma elemanlar semek mmkn olur. Ksa devrenin zararl etkilerine kar hem tesisleri ve evresini hem de insan ve canl hayatn korumak iin hassas ve hzl alan koruma rlelerinden ve sratle bir ekilde devreyi kesen kesicilerden yararlanlr. Hereyden nce kesiciler, meydana gelebilecek en yksek ksa devre akmn kesebilecek kapasitede olmaldr. Elektrik tesislerinde hem teknik artlara uygun ve hem de ekonomik olan kesiciler ancak ksa devre hesaplar sonucu bulunan ksa devre akm deerlerine gre seilirler. Koruma sistemlerinin seilmesi ve koruma tesislerinin dzenlenmesi ile ayarlanmas iin bir tesiste ba gsterebilecek olan en byk ksa devre akmlarndan baka en kk ksa devre akmlarnn bilinmesi gerekir. Alak gerilim ebekelerinde bir arza halinde en yakn sigortann erimesini salamak iin seilecek sigorta kesme akm oluabilecek en kk ksa devre akmndan kk olmaldr. Ksa devre hesaplar sonucunda tesiste aada belirtilen hususlarn tesbit edilmesi ve buna gre tesisin boyutlanmas gerekmektedir. Tesisin mekanik ve termik zorlanmas G anahtarnn ve sigortalarn ksa devreyi ama ve kapama kapasiteleri Ksa devre akmn snrlandrmak iin kullanlmas dnlen direnlerin boyutlandrlmas Transformatrlarn ksa devre gerilimlerinin tayini Adm ve temas gerilimleri ebeke koruma sisteminin tayini ebeke stabilitesi... 7

Ksa Devre Hesaplar

8.1. Ksa Devre eitleri8.1.1 Fazl Simetrik Ksa Devre: fazl bir sistemde her faz iletkeninin birbiri ile temas etmesi halinde oluan hata eklidir.Hata yerinde iletkenler aras gerilim sfr olur.Bu durumda fazl ksa devre simetrik bir hatadr. Baz hallerde ksa devre yerinde bir ark oluur, ark zerinde 17 V/cm mertebesinde

ekil 8.1 . 3-fazl simetrik ksa devre

bir gerilim dm olutuundan hata yerinde gerilim sfr olmaz. Eer ark direnci ihmal edilmeyecek kadar kk deilse bu taktirde artk fazl ksa devre simetrik bir ksa devre deildir. fazl ksa devrede her fazdan hata yerine doru eit ve sabit bir hata akm getiinden bu akmlarn ani deerlerinin toplam 8


sfrdr.Bundan dolay fazl ksa devrede yldz noktasnn nemi yoktur. fazl ksa devre akmnn hesab iin sisteme ait yalnz bir fazn gz nne alnmas yeterlidir.

8.1.2. ki Fazl Ksa Devre:Hata yerinde asimetrik bir ksa devre olmas durumunda, iki faz arasndaki gerilim sfr olur. Toprak temas olmayan iki fazl ksa devrede yldz noktasnn bir nemi yoktur. Her iki fazdan geen hata akm birbirine eit fakat ters yndedir. Jeneratrden hata yerine kadar geen akm, hat boyunca sabittir. Toprak temassz ksa devre durumu yksek gerilim havai hatlarnda nadiren rastlanr. Buna karlk toprak temasl ksa devre olay kolayca meydana gelir. Toprak temasl iki fazl ksa devrede, topraktan geecek olan hata akmnn deeri bakmndan, yldz noktasnn nemi vardr.

ekil 8.2. ki fazl ksa devre halinde gerilim fazrleri. S ve T fazlar arasndaki ksa devre jeneratr ile hata yeri arasndaki gerilim deiimi

9

Ksa Devre Hesaplar

8.1.3.Bir Fazl Toprak Ksa Devresi:Yldz noktas dorudan topraklanm olan tesislerde fazlardan herhangi birinin toprak ile temas etmesi sonucu bir fazl toprak ksa devresi oluur. Eer trafonun veya jeneratrun fazlarndan birinin ucu yldz noktas ile kprlenirse buna bir fazl ksa devre denir. Bu tr ksa devre ekseriyetle arkl olarak balar, birok hallerde dier fazlarda oluur. Ksa devre arksz ise hatal fazn gerilimi jeneratrden hata yerine gittike azalr ve hata yerinde sfr olur. Bu esnada hatasz fazlarn faz-ntr gerilimi de faz aras gerilim deerine ular.Bir fazl toprak ksa devresi bir fazl hatalarda yldz noktasnn durumunun nemi ok byktr.

T

ekil 8.3. 1-fazl toprak ksa devresinde gerilim fazrleri

10


8.1.4. Toprak Temas:Toprak temas: yldz noktas dorudan topraklanmam; yani yldz yaltlm veya reaktans bobini zerinden topraklanm tesislerde fazlardan herhangi birinin toprak ile temas etmesiyle ba gsteren hata durumudur. Byle bir hata durumunda, hatal faz toprak potansiyelini alr hatasz fazlar ile toprak arasndaki gerilim fazlar aras gerilim deerine ykselir. Kk lekli orta gerilim ve alak gerilim ebekelerinde byle bir hata halinde hata yerinden nemli derecede snmaya veya tehlikeli boyutta temas ve adm gerilimi meydana getirecek deerde bir hata akm gemez. Bu gibi tesislerde toprak temas tamamen tesirsiz ve zararszdr. Zamanla ebekenin bir baka yerinde baka bir faznda bir toprak arzas olursa bu taktirde ift toprak temas oluur. Yksek gerilim ebekelerinde yldz noktasnn yaltlm olmas durumunda, her faz hattnn topraa kar kapasitelerinin eit olduu halde, iletkenlerden biri toprakla temas ederse; ebekenin topraa kar simetrisi bozulduundan ve hatal faza ait kapasite ksa devre olduundan, bir akm geer; dier hatasz fazlara ait kapasitelerden geen kapasitif akmlarn fazr toplam kadar akm hata yerinden topraa geer. Bu hata akmnn deeri ok byk olduundan yldz noktas yaltlm ebekelerde bir toprak temas halinde hatal yerin ok ksa zamanda almas ve ayrlmas gerekir.

11

Ksa Devre Hesaplar

ekil 8.4. Faz-toprak temasnda hata akmlar

TOPRAK TEMASINDA KAPASTF TOPRAK AKIMLARI

Yldz noktas reaktans bobini zerinden topraklanm ebekelerde toprak temas farkl bir zellik tekil eder. Reaktans bobini hattn toprak kapasitesi ile rezonans tekil edecek ekilde tayin edilmitir. Reaktans bobininin selfi L ve hattn topraa kapasitesi CT ise trafo ve ebeke empedans ihmal edilerek normal ebeke frekansnda 1 WL = dr 3L0 C T Normal iletmede yldz noktasnn gerilimi sfrdr ve topraklama bobini tamamen gerilimsizdir. Yldz noktas topraklama bobini zerinden topraklanan ebekede, T faznda bir toprak temas halinde geen kapasitif ve endktif akmlarn birbirini kompanze etmesi sebebi ile ebekeden byk bir akm akmaz. Toprak temas halinde btn ebeke gerilim sistemi kayar. Normal iletmede gerilimsiz olan yldz noktas faz toprak gerilimine eit bir kayma gerilimine ular. Topraklanma esnasnda kayan gerilimlerin tesiri ile (arzal fazn topraa kar gerilimi sfr olur, arzasz fazlarn faz toprak gerilimleri faz aras gerilim deerine ykselir)Arzasz S ve R fazlarna ait kapasiteler zerinden Icr ve Ics gibi kapasitif akmlar geer. Rezonans art gerekletiinde IL = ICR + ICS olacandan ve endktif akm ile kapasitif toprak akmlar arasnda yaklak 180 faz fark bulunacandan hata yerinde bu akmlarn toplam sfr olur. I = IL ( ICR + ICS ) .Bylece ark eklinde balayan toprak temas ksa zamanda sner ve toprak temasna ramen yeniden normal iletme durumu meydana gelir. Bu yzden kompanzasyonlu 12


ebekede hatal ebeke parasnn derhal ayrlmasna gerek yoktur.G R S T CT CT CT

L

IL Ic IL = Ic Ic Ic

YILDIZ NOKTASI REAKTANS BOBN ZERNDEN TOPRAKLANAN EBEKE

ekil 8.5 Ntr noktas reaktans bobini zerinden topraklanan ebekelerde toprak hatasnda oluan akmlar

Normal iletmede yldz noktasnn gerilimi sfrdr ve topraklama bobini tamamen gerilimsizdir. Yldz noktas topraklama bobini zerinden topraklanan ebekede, T faznda bir toprak temas halinde, geen kapasitif ve endktif akmlarn birbirini kompanze etmesi sebebi ile ebekeden byk bir akm akmaz. Toprak temas halinde, btn ebeke gerilim sistemi kayar. Normal bir iletmede gerilimsiz olan yldz noktas faz toprak gerilimine eit bir kayma gerilimine ular. Topraklanma esnasnda kayan gerilimlerin tesiri ile (arzal fazn topraa kar gerilimi sfr olur, arzasz fazlarn faztoprak gerilimleri, faz aras gerilim deerine ykselir) arzasz S ve R fazlarna ait kapasiteler zerinden Icr ve Ics gibi kapasitif akmlar geer. Rezonans art gerekletiinde IL = ICR + ICS olacandan ve endktif akm ile kapasitif toprak akmlar arasnda yaklak 180 faz fark bulunacandan hata yerinde bu akmlarn toplam sfr olur. I = IL (ICR + ICS). Bylece ark eklinde balayan toprakla temas, ksa zamanda sner ve toprak temasna ramen yeniden normal iletme durumu meydana gelir. Bu yzden kompanzasyonlu ebekede, hatal ebeke parasnn derhal ayrlmasna gerek yoktur. 13

Ksa Devre Hesaplar

8.1.5. 2-faz toprak Temas:Genellikle yldz noktas yaltlm veya kompanzasyon bobini zerinden topraklanm ebekelerde iki faz iletkeninin iki yerde toprak temas olmas sonucu ba gsterir.

ekil 8.6. 2-faz-toprak temas durumu

Bu hatann sebebi hatasz faz iletkenlerinde gerilim ykselmesi ile izolasyonun zorlanmasdr. Genellikle basit bir toprak temas eklinde balar ve toprak temasnn derhal almasna gerek grlmez. Ntr dorudan topraklanmayan ebekede, toprak temas durumunda, ebeke faz-toprak gerilimlerindeki kayma, bilhassa byktr. Byle bir durumda, topraa kar gerilimi ykselen hatasz fazn izalasyonunda delinme ve atlama meydana geldiinde ift toprak temas meydana gelir. Her iki temas yeri birbirinden ne kadar uzaksa arzann iddeti o kadar az olur. ift toprak temas, iki fazl ksa devreye gre iddeti daha az olmakla birlikte tesir tarz bakmndan ayndr.

8.2. Hata Yerinin BeslenmesiHata yerinin beslenmesi, birinci derecede besleme kaynann yapsna, saysna ve ikinci derecede ebekenin yapl tarzna baldr. Hata yeri ya direkt jeneratrler vastas ile veya trafolar zerinden beslenir. Elektrik ebekeleri ya sabit basit dall 14


ebekelerden; yada gzl ebekelerde, seri ve paralel hatlardan oluur. Kk ebekeler, genellikle tek santrallerden beslenir. Dall ebekelerde besleme bir taraftan olur. Enerji, besleme noktasndan hata yerine doru gider. Gzl ebekelerde ise paralel hatlar zerinden ok tarafl besleme imkan bulurlar.IK T G IK K G T T T K IK G T T K T

IK1 K G

IK2 G

T

ekil 8.7. Farkl ebeke konfigrasyonlarnda hata yerlerinin beslenmesi

Ksa devre besleme yerine akmlar, paralel balant durumunda santralden hata yerine doru paralel kollar zerinden ise ters ynden akarlar. Byk ebekelerde iki veya daha ok santral mevcuttur hata yeri hem eitli santrallerden ve hemde paralel bal hatlar zerinden eitli yollardan beslenirler.

15

Ksa Devre Hesaplar

K T G

T

IK

ekil 8.8. Bir fazl besleme halinde ksa devrede hat boyunca gerilim deiimi ve ksa devre akm

1

G T K T

G

2

U1

U2

IK1

IK2

ekil 8.9. ki tarafl besleme halinde ksa devrede hat boyunca gerilimin deiimi ve ksa devre akm

Elektrik tesislerinde ksa devre yerleri, jeneratrden baka enerji depolayabilen; bu enerji ile ksa devre yerini besleyebilen; senkron ve asenkron motorlar ile g katsaysn dzeltmede kullanlan kondansatrlerden ibaret olan aktif tketiciler tarafndan beslenebilirler. Bunlarn arza yerlerini besleyen kapasite, srekli olmayp ok snrldr; ancak zerinde depo edilen enerji 16


tkeninceye kadar arza yerini beslemeye devam ederler ve ksa devre akmn da depo edebildikleri enerji orannda bir miktar bytrler. Senkron motorlar, ksa devrede aynen senkron jeneratrler gibi davranrlar. Asenkron motorlarn manyetik alan ok ksa zamanda yok olduundan, ksa devre yerini ok ksa bir sre iin beslerler. G katsaysn dzeltmek iin ebekeye balanan kondansatrle enerji nakil hatlarnda normal iletmede belirli bir miktarda kapasitif enerji depo edilmitir. Bu enerji, ksa devre yolu zerinden ksa devre yerini dearj olarak beslemeye devam eder. Bu akmlar, ok ksa sreli olduklarndan; yalnz balang ksa devre akmna tesir ederler. Srekli ksa devre akmnn deerini artrmalar sz konusu deildir.

8.3. Ksa Devre Akm zerine Etki Eden FaktrlerG Katsaysnn TesiriNormal iletmede gerekli olan EMK, jeneratrn yk durumuna ve zellikle reaktif yk durumuna yani yk akmnn byklne ve faz asna baldr. Yk akmnn sabit kalmasna ve endktif ykte g katsaysnn dk olmasna ramen, daha byk EMKya ihtiya vardr. Kapasitif ykte ve tersine olarak EMK klr. Jeneratrn endktif ykl olmas halinde, endvi reaksiyonunu karlamak iin ikazn artmas gerekir. Normal iletmede ikaz yksek deere ayarlanmsa ve bu anda bir ksa devre ba gsterdiinde, manyetik ataletten dolay, bileke alan balangta sabit kalacandan, gerilim reglatr harekete geinceye kadar zellikle balangta, ksa devre akmlar byk deerler alr. 17

Ksa Devre Hesaplar

Ykn TesiriJeneratr yknn zellikle endktif bileenin byk olmas, EMK ve zellikle buna bal ikazn byk olmasna yol aar. Bu yzden jeneratr yknn byk olduu; yani ikazn yksek olduu gndz saatlerinde ksa devre akm daha byk ve ykn az olduu yani ikazn dk olduu gece saatlerinde ksa devre akm daha kk olur. En byk ve en kk ksa devre akmlarnn tayini bakmndan santrallerin en byk ve en kk yk durumlarnn byk nemi vardr.

Jeneratr Yapsnn TesiriSenkron jeneratrlerin stator sarglarnn empedans deeri ksa devre akmnn bykl zerine tesir eden en byk faktrdr. Kararl halde stator sargsnn empedans: Z=Ra + jXd ifadesi ile verilir. Ra Stator sargsnn omik direnci olup byk gl jeneratrlerde ok kk olduundan reaktansn yannda ihmal edilirler. Xd Senkron Reaktans: Kararl hal alma durumunda geerli olan reaktans Jeneratr ularndaki ani ksa devrede Xd balang reaktans ile IK balang ksa devre akm gei rejiminde Xd reaktans ile IK gei ksa devre akm ve Xd senkron reaktans ile IK srekli ksa devre akm ksa devre durumunda geerli olan EMK deerleri ile tayin 18


edilir. Bir ebeke ksa devresinde ise bu empedans deerleri ebeke empedansna ilave olur.

Uzakln TesiriUzak deyimi corafi yani mekan bakmndan deil daha ziyade elektrik bakmndan anlalmaldr. Besleyici ebekenin i empedans Zi ise ve buna bal transformatrden ve hatlardan meydana gelen ebekenin toplam Z ebeke empedansnn iki katndan bykse; yani Z > 2 Zi ise; bu taktirde ksa devre uzaktr. Birok jeneratr tarafndan beslenen bir ksa devre durumunda, ksa devre yerinde: IKG/ ING >1.3 olmas mmkndr, fakat jeneratrden birinde ING / ING< 1.3 art gereklemiyorsa bu durumda da yine uzak bir ksa devre sz konusudur. Jeneratre yakn olan yerlerde ksa devre akm byk olur.Yakn ksa devre ve uzak ksa devre olarak iki kavram tanmlanmaktadr. Sz konusu yaknlk veya uzaklk bir mesafe lsnden ok besleme noktas ile ksa devre yeri arasndaki toplam empedans ile ilgili bir durumdur. fazl bir ksa devrede, ksa devre akm, jeneratr normal akmnn iki katndan bykse; buna yakn ksa devre denir. Aksi halde uzak ksa devre veya ebeke ksa devresi denilir. Yakn ksa devrede balang ksa devre akm IK ile srekli ksa devre akm IK birbirinden ok farkl deerlere sahiptir, buna karlk uzak ksa devrede; ksa devrenin bu iki deeri, yaklak olarak birbirine eittir.

19

Ksa Devre Hesaplar

8.3.4.1. Yakn Ksa Devre :Hata yeri jeneratre o kadar yakndr ki: ayn ksa devre yolundaki empedans (reaktans) o kadar azdr ki: fazn verdii ksa devre akm IKG 2IGN deerindedir.Yakn ksa devrede akm deeri zerine birinci derecede jeneratr direnci tesiri gsterir. Ksa devre yeri jeneratre ne kadar yaknsa; yani hata yerine kadar toplam empedans ne kadar dkse; ksa devre akm, o kadar byk olur. Fakat ayn lde endvi reaksiyonu da byk olduundan jeneratr gerilimi der. Jeneratr yakn ksa devrede balang ksa devre akm zamana bal olarak sratle der sonra daha yava olarak Ik srekli ksa devre akm deerine der.I2 2 IKST ZARF ERS SNEN DORU AKIM

IS

A

2 2 IK t

GENERATOR YAKINI KISA DEVREDE KISA DEVRE AKIMININ ZAMANA BALI OLARAK DEM

KGENERATOR TARAFINDAN KISA DEVRE YERNN DREK BESLENMES

T

K

GENERATOR TARAFINDAN KISA DEVRE YERNN TRANZFORMATR TARAFINDAN BESLENMES

IG =Jeneratrn verdii ksa devre akm IN = Jeneratrn normal akm ekil 8.10 Jeneratr tarafndan yakn ksa devre yerinin beslenmesi

20


8.3.4.2. Uzak Ksa Devre veya ebeke Ksa Devresi :Daha ziyede ebeke ksa devresindedir. Jeneratr ile hata yeri arasnda transformatr ve hat gibi iletme aralar bulunur ve bunlarn empedanslarnn ksa devre yoluna girmesi sebebi ile ksa devre akm jeneratr yakn ksa devre akmna gre olduka kk olur. Jeneratrn ksa devre halinde verdii ksa devre akm IKG ise uzak ksa devreler iin genel olarak IKG

kısa devre hesapları

Documents

Transcript of kısa devre hesapları