Yrd. Doç. Dr. Mehmed Çelebi @mehmedcelebim mcelebi@atauni.edu.tr mehmed.celebi@gmail.com EĞİTİM NEDİR İlmin Yolu Kitabettir Elektrik Enerjisinin Üretimi ve Dağıtımı İlk güç sistemlerine ait güç merkezi 1882 senesinde Londrada hizmete girmiştir. Bu merkez alçak gerilimde DA üretiyordu. Sadece bazı yerlere hizmet veriyordu. Asıl amacı elektriksel aydınlatma idi. İlk büyük AA güç merkezi 1890 senesinde Deptford’ Deptford’ da kuruldu. 35 km öteye güç naklediyordu. Gerilim seviyesi 10 kV idi. İki ana kural elektriki enerji güç nakil sistemlerinin gelişimini etkilemektedir. etkilemektedir. 1 - Ekonomik bir üretim ve nakil şebekelerinin hepsinin aynı ayna birbirlerine bağlı olarak çalışabileceği tamamen entegre bir sistem kurulması 2- Büyük miktarda enerjiyi uzun mesafelere taşıyabilmek. Bir AA enerji sisteminin Güç taşıma kabiliyeti 2 U P= Z Aşağıdaki Tablo hat empedansına göre Hatlarda nakl edilebilecek güçleri göstermektedir: kV)) U (kV 220 330 500 750 1000 Z (Ω) 400 303 278 256 250 P (MW) 121 360 900 2200 4000 Mesafe (km) 100-300 200-600 1000 >1000 >1000 Bir DA enerji sisteminin Güç taşıma kabiliyeti P = 2U D I D Aşağıdaki Tablo hat empedansına göre Hatlarda nakl edilebilecek güçleri göstermektedir: kV)) U (kV ±400 ±500 ±600 ±700 ±800 P (MW) 500~1000 1000~3000 2500~4000 4000~6000 6000~9000 ID( A) 600~1250 1000~3000 2100~3300 2150~4300 2800~5600 YGDA sistemlerinin avantajları •YGDA YGDA sistemleri AA sistemler ile karşılaştırıldığında daha fazla güç naklini sağlar. •YGDA YGDA sistemleri AA sistemler ile entegrasyonda daha back-toekonomik çözümler sunar (back to-back installation). En büyük DA sistemlerinin tarihsel olarak kurulumları Yüksek Gerilim Tanım aralığı ◦ IEC, IET, IEEE, VDE vs. standartlarına göre AA devreleri için en az 1 kV , DA devreleri için ise en az 1,5 kV için ve daha fazlasına denir. ◦ AA Enerji nakil sistemlerinde ve mühendisliğinde ise yüksek gerilim 35 kV ve üzerine denmektedir. AA sistemlerde Yüksek gerilim seviyeleri: seviyeleri: 3535-220 kV Çok yüksek gerilim seviyeleri (EHV) : ≥330 kV ve <1000 kV Ultra Yüksek gerilim seviyeleri (UHV) : 1000 kV ve yukarısı ◦ DA sistemlerde: Yüksek gerilim seviyeleri : 600 kV aşağısı Ultra Yüksek gerilim seviyeleri (UHV) : 600 kV yukarısı Çalışma (Anma) Gerilimi ◦ Çalışma gerilimi enerji ve güç sistemlerinin yalıtımını fazla zorlamazlar. ◦ Sadece bazı hususi durumlarda, mesela kirlilik durumunda dış yalıtımda sorunlara yol açabilir. ◦ Çalışma gerilimi elektrik tesislerinin bir kısmını oluşturan yalıtım malzemelerinin boyutlarının tayininde ehemmiyetlidir. Aşırı Gerilimler ◦ Harici Aşırı Gerilimler: Gerilimler: yıldırım boşalmaları ile alakalıdır. ◦ Dahili Aşırı Gerilimler: Gerilimler: çalışma şartlarındaki değişimlerden, mesela devreye girme / çıkma (anahtarlama), kısa devre, yükteki dalgalanmalar, diğer sistem hataları vs. ‘ den husule gelir. YG malzeme ve donanımlarını ARGE veya kabul esnasında test etmek için kullanılırlar. Test gerilimlerinin büyüklüğü (genliği) veya tipi bu iş için kullanılan özel aletin hususiyetleri ile alakalıdır. Test gerilimlerinin temel sınıflandırılması ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ Güç frekansında gerilim ile test (tetkik) Yıldırım darbe gerilimleri ile test Anahtarlama darbe gerilimleri ile test DA ile test Çok düşük frekans gerilimlerinde test YG mühendisliği Üretim, Ölçüm, YG’ nin kontrolü, dielektrik boşalmalar ve elektriksel delinme, aşırı gerilimler ve korunma, yalıtım malzemelerinin ARGE’ si ve tetkikini vs. ihtiva eder. Dielektrik ve elektriki yalıtım Aşırı gerilimler ve yalıtım çözümleri Yüksek Gerilim test teknikleri Bu neden farklı ?? Test Gerilimleri Aşırı Gerilimler YALITIM AŞIRI GERİLİMLER YG sistemlerinde emniyet YG sistemlerinde temel esas Aşırı gerilimlere karşı koruma TEST GERİLİMLERİ YG sistemlerine misaller 220-kV bir Trafonun sargıları 220- 750 kV bir enerji nakil hattı Zihnimizi çalıştıralım Kapalı tip bir trafo ve darbe jeneratörü 380 / 154 kV bir şalt sahası Şalt sahasında gerilim trafosu yerleştirme / bakım 380 kV açık tip bir trafo 380 kV açık tip trafo ön görünüş Siemens marka kapalı tip 380 kV gazlı kesici 380 kV enerji nakil hattı Test Trafosu Doğru gerilim üreteci Doğru darbe gerilimi üreteci YG delinme ve elektrik alan dayanımı simülasyonları Enerji hatlarındaki YG kazaları genellikle ölümle neticelenir. Ders Muhtevasının Teferruatı 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Statik Elektrik Alanı Statik Elektrik Alanının Yüklerden giderek Bulunması Düzlemsel Yük Kaynağı Kapasite Statik Elektrik Alan Enerjisi Statik Elektrik Alan Kuvvetinin Hesabı Elek Elektriksel triksel Yalıtım Yapıları ve Elektrik Alan Dağılımları ve Sistemlerin Tetkiki 1. 2. Dielekt Dielektri ktrik rik Malzemelerin Hususiyetleri Dielektrik Malzemelerin Delinme Dayanımı 3. Düzlemsel Elektrot Sistemleri 4. Düzlemsel Elektrot Sistemleri 5. Çok Tabakalı Düzgün Alanlı Sistemler 6. Küresel Elektrot Sistemleri 7. Silindirsel Elektrot Sistemleri 8. Dahili ve Harici Aşırı Gerilimler 9. Yürüyen Dalgaların Yansıması ve Kırılması ve Hesaplar Ders Muhtevasının Teferruatı 10. YG izolatörleri 11. YG test teknikleri 1. YG AA üretimi 2. YG DA üretimi 3. Darbe Gerilimleri üretimi 12. YG ölçüm Sistemleri Dersin Ana Hedefleri 1. Dielektrik Malzemeleri idrak etme ve dayanımlarını arttırma 2. Delinme, Atlama , Korona hadiselerini anlama 3. YG AA, DA ve Darbe Gerilimlerinin temelleri ve kullanımları 4. İç ve Dış Aşırı Gerilimlere Karşı Koruma 5. 380 ve 154 kV şalt sahası teknik gezileri Ana KAYNAKLAR Prof. Dr. Muzaffer Özkaya, Yüksek Gerilim Tekniği Cilt I, II, Birsen Yayınevi Özcan Kalenderli, Celal Kocatepe, Oktay Arıkan, Yüksek Gerilim Tekniği Cilt I, Birsen Yayınevi Yardımcı KAYNAK E. Kuffel, W. S. Zaengl, J. Kuffel, “High Voltage Engineering: Fundamentals”, Newnes, 2006
