5. Sayısal Uygulama
Kurulu güçü 170 KW, güç katsayısı 0.8 olan bir un fabrikasına 250KVA’lık bir transformatörden yer altı kablosu döşenecektir. Talep faktörü %80 olup, faz arası gerilim 380V tur.
Resimler Sadece üyeler içindir!
Şekil 5.1 Belirli güç ve talep faktöründeki bir tesissin prensip şeması.
- Koşulların normal olması durumunda döşenecek kablonun norm kesitini
- Kablonun döşeneceği yerdeki ortam sıcaklığı dışındaki şartlatın normal olması durumunda döşenecek kablo kesitini bulalım (Ortam sıcaklığı 40 oC derece).
a) Kablonun döşendiği yerdeki ortam sıcaklığının 20 oC olması durumunda kablo secimi.
Talep güç kurulu güçün talep faktörü ile çarpılması sonucunda bulunur.
PT = PK * Tf = 170 * 0.80 = 136 kW (5.1)
Hattan akan akımı
I =PT / 30.5 U Cos φ (5.2)
I = 136000 / 30.5 380 0.8 = 258.26 A
olarak bulunur. Tablo 3.1 den iletken kesiti
3*95 + rm+50, 0.6/ 1 KV
olarak bulunur. Normal sıcaklık değerlerinde tesisi besleyen kablo ve prensip şeması Şekil 5.2’ de verilmiştir.
Resimler Sadece üyeler içindir!
Şekil 5.2 Yer altı kablosu ve tesisin yerleşim planı( 20 oC ortam sıcaklığında)
b) Ortam Sıcaklığının 40 oC Olması Durumunda Kablo Kesitinin Bulunması
(4.1) denkleminden ortam sıcaklığın hesabı katılması durumunda hat akımı,
I' =335.40 (A)
olarak bulunur. Tablo 3.1’den bu akım değerini taşıyacak kesit değeri,
3*120rm+70, 0.6/1 KV
olarak bulunur. Bu tesise ait prensip şeması Şekil 5.3’te verilmiştir.
Resimler Sadece üyeler içindir!
Şekil 5.3 Farklı sıcaklıkta ( 40 o C derecede) besleme kablosu ve tesisin yerleşim planı
6. Sonuçlar ve Öneriler
Kablo elektrik enerjisini ileten elektriksel olarak yalıtılmış bir veya daha fazla damardan oluşmuş bir mamuldür. Kabloların akım taşıma kapasitelerinin ve çeşitli ortam sıcaklık değerlerinde yüklenebilirliliğinin incelendiği bu çalışmada elde edilen sonuç ve öneriler şu şekilde sıralanabilir:
- Büyük güçlerin, büyük kesitli bir kablo yerine, eşit kesitli ve birden fazla kablo ile taşınması daha ekonomiktir. Bu durum işletme emniyeti bakımından da daha güvenlidir. Büyük kesitli bir kablo kullanıldığında kablodaki bir arıza durumunda enerjinin tümü kesilir. Birden fazla kablo ile enerji taşındığında kabloların birkaçında arıza olsa dahi enerjinin tümü kesilmez. Enerjinin sürekliliği acısından bu durum önemlidir. Soğutma acısından birden fazla kablo ile enerjinin taşınması, tek bir kablo ile enerjinin taşınmasına göre daha avantajlıdır. Isınma, kablonun akım taşıma limitlerine bir sınırlama getirmektedir. Sıcaklık değeri, kablo yalıtkanını oluşturan maddenin yalıtma özelliğinin bozulmaya başlandığı sıcaklık değerinin üstüne çıkmamalıdır. Açık havada döşenen kablolar olabildiğince güneş ışınlarının etkilerinden korunmalıdır.
- Teorik olarak iletkenler akkor hala gelene kadar akım taşıma kabiliyetine sahiptirler. Ancak pratikte 75 oC üstündeki sıcaklıklarda bakır tavlanmaya uğramakta mekanik dayanımını kaybetmektedir. Kablolarda yalıtım malzemesinin zarar görmemesi için kablo iletkeninin taşıyabileceği akım değerine göre kesitinin belirlenmesi gerekmektedir. 20 oC aşan sıcaklıklarda redüksiyon katsayılarının dikkate alınması gerekmektedir. 20 oC dereceden küçük sıcaklıklarda kablo nominal akımının üstünde bir akım ile yüklenebilir. 20 oC dereceden büyük sıcaklıklarda kablo nominal akımının altında akım değerleri ile yüklenmelidir. Bu durumlar için çizelgelerden faydalanılmalıdır.Kablolar işletme koşullarına uygun tipte seçilmesine dikkat edilmelidir seçilmelidir.
- Kablo ve çevresini yangın tehlikesinden korumak ve yangının yayılmasını önlemek için kablolar yanıcı maddeler üzerine döşenmemelidir. Kabloların varsa jüt tabakaları soyulmalıdır. Döşeme sırasında kabloyu çekmek için bütün iletkenler bir araya getirilip çekme klemensi ile birbirine bağlanmalıdır. En büyük çekme gerilmesi bakır iletkenler için 5 kg/mm2, alüminyum iletkenler için 3 kg/mm2 ,yi geçmemelidir. Yapı girişlerinde kablolar boru içine alınmalı, kablo ile boru arasındaki boşluk elastik silikon yada benzeri bir madde ile doldurulmalıdır. Bu amaçla çimento kullanılmamalıdır.
- Kablo kullanılacağı yerdeki mekanik koşullar göz önünde bulundurularak seçilmelidir. Mekanik zorlanma olan yerlerde, buna dayanıklı kablo cinsleri seçilmelidir. Örneğin üzerinden taşıtları seçtiği güzergahta seçilen kablolar zırhı olmalı, eğimli yerlerde ve ek kutularının yakınında, çeki kuvvetini taşıyan kelepçelerle tutturulmalıdır. Toprağa doğrudan gömülü kabloların yönetmenliklerin gösterdiği koşullara göre döşenmesi . Çelik zırhsız kabloların yeraltında beton kanallar, beton büzler veya beton muhafaza içine alınmış PVC borular içinde kullanılması tavsiye edilir. Kablolar döşendikleri yerlerdeki kimyasal etkilere, su, rutubet ve hava koşulları ile öteki çevre etkilerine dayanacak tipte seçilmelidir.
- Kablo tesisleri bulunan kuruluşlar, bunların yerlerini tam olarak işaretleyerek bu kabloların geçiş güzergahlarını gösteren planları, belediye ve mücavir alan sınırları içinde ilgili belediyelere, diğer yerlerde de ilgili mülki idare amirliklerine vermelidir. Yer altı kablo güzergahları kaplamasız yerlerde işaretli beton kazıklarla, kaplamalı yerlerde oyulmuş işaretlerle belirtilmelidir. şöyle ki güzergahı görünmeyen kablolar (mesela hendek içindekiler), kablo güzergahı ve niteliği anlaşılacak şekilde işaretlenmelidir. Bu çerçevede düz güzergah maksimum 100 m'de bir, ek ve branşman yerleri dönüş noktaları vb. yanılgıyı önleyecek şekilde işaretlenmelidir. Bu işaretler yerine göre beton kazık, pirinç veya döküm levha yada kaldırım kaplamasında oyulmak suretiyle yapılmalıdır.
- Bir enerji kablosu ile başka bir enerji kablosu yada kumanda kablosu arasındaki en küçük açıklık 7 cm' den az olmamak koşulu ile kablo çapı kadar olmalıdır. Kumanda kabloları arasında açıklık gerekmez. Kabloların koruyucu kılıfları yada yalıtkanları bulundukları yerlerde zorlanmamalı ve zedelenmemelidir. Kablolar gerektiğinde koruyucu büz yada borular içine alınmalıdır.
- Kablolar kullanılacakları şebekelerde oluşacak kısa devre akımlarına dayanmalıdır. Kabloların kısa devre dayanıklılığı hesapla gösterilmelidir. Kısa devre durumunda 1sn süre içinde kablo iletkeninin sıcaklık değeri 150oC değerini aşmamalıdır. Kısa devrede hasarların önlenmesi için tek damarlı kablolar zemine sıkı bir şekilde tespit edilmelidir. Özellikle tek damarlı kablolarda kablo tutturma parçaları, kısa devrenin neden olacağı kuvvetlere dayanacak boyutta seçilmeli ve aralarında yeterli açıklık olmalıdır. Çok damarlı kablolar, damarların birbirleri üzerine sarılması ortak kılıf ve bantların kullanılması konsantrik iletken zırh veya plastik kılıflar ve toprağın sağladığı dayanım ile kısa devrede oluşan kuvvetlere dayanırlar.
- Kablolar kısa devrelere karşı termik manyetik şalterlerle korunmalıdır. Kablonun aşırı ısınması ve gereksiz açmaları önlemek için, sigorta akımı kablonun taşıyacağı akımdan küçük olmalıdır.
- Alçak ve orta gerilimli kısa hatlarda hattın kapasitesi ihmal edilmekte, hattın direnci ile endüktansı dikkate alınmaktadır. Kablo kanala döşenirken ilerde zemin değişimleri dikkate alınarak “S” şeklinde döşenmelidir. Alçak gerilim ile orta gerilim kabloları aynı kanal içine döşendiğinde araya tuğlalar konmalıdır. Üst üste döşenirse alçak gerilim kablosu üste gelecek şekilde döşenmelidir. Bu durumda da araya tuğlalar döşenmelidir.
- Kablolar döşenecekleri yerlerin özelliklerine uygun tipte seçilmelidir. İnsanların yoğun bulunduğu, tüm yapılar, yüksek katlı binalar, hastaneler, tüneller, tiyatrolar, okullar, alış-veriş merkezleri gibi yerlerde yangın anında az duman çıkaran, halojensiz özellikli kablolar tercih edilmelidir.
- Isınmaya göre kesitin tespit edilmesi yeraltı kablolu tesislerde önemlidir. Daha çok kısa uzaklık ile akım değeri büyük olan tesislerde önem taşır. Endüstride ısıl işlemlerle hammadde üreten tesislerde özel olarak dikkate alınması gereken bir durumdur. Yer altı kablolarının akım taşıma kapasiteleri bulundukları ortamın ısı iletme özelliği ile sıkı sıkıya bağlıdır. Kablonun döşendiği yerdeki ısı iletme özelliğinin bilinmesi gereklidir.Uzun tesislerde gerilim düşümü ve enerji kaybı, genellikle kötü şartlı olarak karşımıza çıkar. Bu nedenle uzun tesislerde,gerilim düşümü veya enerji kaybına göre tespit edilir. Gerekirse ısınma yönünden de kontrol edilir.
- Bir enerji kablosu ile telekomünikasyon, demiryolu, otoyol vb. ile ilgili kabloların birbirlerine yaklaşmaları yada birbirlerini kesmeleri durumunda aralarındaki açıklık en az 30 cm. olmalıdır. Bu açıklık daha küçük olduğunda kablolar yanmayan gereçlerden yapılan levha, yarım büz yada borularla korunmalıdır.
- Alçak gerilim şebekeleri, yeraltı kablolu veya havai hat veya bunların karışımından oluşur. Alçak gerilim şebekesi yeraltı kablolu ise mekanik dayanım için kontrole gerek duyulmaz. Yer altı kablolarında kullanılan plastik ve kağıt yalıtkan, mekanik zorlanmalara karşı çelik bandaj (zırh) ile korunmuştur. Kablo kesitleri, yük akımına bağlı olarak çeşitli kablo tiplerine, döşeme durumlarına ve ortam koşullarına göre standartlarda belirtilen yada yapımcılar tarafından bildirilen yükleme durumlarına göre belirlenir. Kabloların gerilim düşümü hesaplanırken omik dirençten başka endüktif reaktansta göz önüne alınmalıdır. Alçak gerilim tesislerinde gerilim düşümü %5'i aşmayacak şekilde iletken kesiti belirlenmelidir.
- Mekanik darbelerin oluşabileceği durumlarda çelik borular kullanılmalıdır. Çelik borular nerede kullanılırsa kullanılsın üç faz aynı borudan geçirilmelidir. Tek damar olması durumunda anti manyetik malzeme kullanılmalıdır.Yüksek Gerilim kablolarına dahilde ve hariçte kablo başlığı yapılacaktır. Kablo başlıkları, kabloya su, nem girmesini önleyecek şekilde olmalıdır.
- Kablolar duruma göre toprak içine, kablo kanallarına yada duvarlara tutturulan delikli tavalara veya merdiven raflara döşenmelidir. Deliksiz yapılmış tavalarla kablo döşenmesi tavsiye edilmez. Toprak içine yerleştirilen kabloların altında ve üstünde yaklaşık 10 cm kalınlıkta elenmiş kum bulunmalıdır. Kablonun üzerindeki kumun üzerine ve aynı kanala döşenen Alcak gerilim ve yüksek gerilim kabloları arasına tüm kablo boyunca dolu tuğla veya en az 6 cm kalınlıkta beton plaka veya plastik vb. malzemelerden yapılmış koruyucu elemanlar yerleştirilmelidir. Böylece çukuru açan işçilerin kazma darbelerinden kablo korunmalı yada kablo bulunduğu önceden anlaşılmalıdır. Bu koruyucunun yaklaşık 30 cm üzerine ise en az 10 cm genişliğinde polietilenden yapılmış uyarı şeridi konulmalıdır.
KAYNAKLAR
anders, G., Bayram, M., (2000), Kuvvetli Akım Tesislerinde Reaktif Güç Kompanzasyonu, Birsen Yayınevi, İstanbul.
Bayram, M., (1995), Elektrik Tesislerinde Güvenlik, Beta Yayınları, İstanbul.
Cıgre; (1992), “The Thermal Behavior of Overhead Conductors”, CIGRE WG12, ELECTRA No.144 .
Çakır, H., (1989), Enerji İletimi, Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul.
Dalkılıç, T., Akay, S.K. ve Avinç, A., (2004), İletim Kablolarında Dielektrik Kayıp Faktörü, S.D. Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi,Vol:8,sayı:2, İsparta.
Flatabo N., (1972), Transient heat conduction problems in power cables solved by the finite element method, IEEE PES Summer Meeting, San Francisco July 9–14.
Hürer, A., (1990), Elektrik Tesisat Bilgisi, Çilt I, Mesleki ve Teknik Öğretim Kitapları, İstanbul.
Hürer, A., (1990), Elektrik Tesisat Bilgisi, Çilt II, Mesleki ve Teknik Öğretim Kitapları, İstanbul.
Heinhold, Editor.,(1990), Power Cables and Their Applications (Third Edition ed.), Siemens Aktiengeselschaft, Elangen .
IEEE; (1993), “IEEE Standard for Calculating the Current-Temperature Relationship of Bare Overhead Conductors”, IEEE Standard 738-1993.
IEC Standart 287, 1982.
IEC Standart 853-1-2, 1989.
Liang, M.,(1999), “An assessment of conductor temperature rises of cables caused by a sudden application of short pulse in a daily cyclic load”. IEEE Trans. Power Delivery 14 2, pp. 307–313.
Peşint, A. M.A, (1977), Enerjinin Üretimi, İletimi ve Dağıtımı. Yüksek Teknik Öğretmen Okulu, Ankara
Uçku, K., (1974).Elektrikle Enerji Dağıtımı ve Projesi. Birinci Kısım. Ankara
Uçku, K., (1974) Elektrikle Enerji Dağıtımı ve Projesi. İkinci Kısım. Ankara
Uzunoğlu, M., Kızıl, A. ve Onar, Ç.Ö., (2002), Kolay Anlatımı İle İleri Düzeyde Matlab, Türkmen Kitabevi, İstanbul.
Wilson, M. N., (1983), Superconducting Magnets. Clarendon Press, Oxford, Amemiya, N.,
---İMZA---
Sitemize Reklam Vermek İçin Bizi Arayın.......0541 677 7155
Admin Takipte Resimler Sadece üyeler içindir!
Resimler Sadece üyeler içindir!