İçeriğe atla

Elektrik dağıtımı

Elektrik dağıtımı elektriğin son kullanıcıya ulaştırılmasıdır. Bir dağıtım sisteminin şebekesi elektriği iletim sisteminden tüketiciye ulaştırır. Örnek olarak, şebeke; trafo merkezleri, orta gerilim hatları, dağıtım merkezleri, dağıtım transformatörleri, alçak gerilim dağıtım hatları ve bazen ölçü devrelerini kapsar.[1]

Tarihçe

Elektrik dağıtımın ilk zamanlarında, doğru akım jeneratörleri aynı voltaj seviyesinde yüklere bağlıydı. Üretim, iletim ve yükler aynı voltaj seviyesinde olmalıydı çünkü doğru akım voltaj seviyesini verimsiz bir yöntem olan motor jeneratör takımları haricinde değiştirmenin bir yolu yoktu. İlk dönemlerde temel yük olan akkor lambalara uygun doğru akım gerilim seviyesi(100 volt seviyesi) kullanılmıştı. Ayrıca alçak gerilimin bir faydası da bina içi dağıtımda daha az yalıtım gerektirmesiydi.[1]

Kablolardaki kayıplar akımın karesi, kablonun uzunluğu ve malzemenin direnci ile doğru orantılıdır, yalnız kesit alanı ile ters orantılıdır. Yani akımın artması, kablonun uzunluğunun artması veya direnci daha büyük bir malzemenin iletken olarak kullanılması kayıpları artırırken, kablonun kesiti arttıkça kayıplar azalır. İlk iletim şebekelerinde bu uygulamalar için ekonomik olarak en uygun iletkenlerden olan bakır kullanılmıştı. Akım ve kullanılan bakır kesitini azaltmak için yüksek iletim voltajlarına gerek vardı, fakat doğru akım güç devrelerinde voltajı değiştirmek için verimli bir yöntem yoktu.[1]

Edison doğru akım sisteminde kayıpları ekonomik olarak kabul edilebilir bir seviyede tutmak için kalın kablolar ve mahalli jeneratörlere ihtiyaç vardı. İlk doğru akım enerji üretim tesisleri en uzaktaki müşteriye enerjiyi iletebilmek için en fazla (1.5 mil)2,4 km uzakta olabilmekteydi.[1]

Thomas Edison'un doğru akımı ile Nikola Tesla'nın ve George Westinghouse'un alternatif akımı arasında akımlar savaşı olarak da bilinen bir rekabet yaşanıyordu. Savaşın sonunda, alternatif akım güç iletiminde daha ön plana geçti.[1]

Enerji santralinde kurulu bulunan güç transformatörleri jeneratörlerden gelen voltaj değerini yükseltmek için, yerel dağıtım merkezlerinde bulunan transformatörler ise voltaj değerini düşürmek için kullanılmaktadır. Voltajın yükseltilmesi iletim ve dağıtım hatlarında akım, iletken boyutunu ve bunlara bağlı olarak dağıtım kayıplarını azalttı. Bu sayede güç daha uzak yerlere daha ekonomik bir şekilde dağıtılır oldu. Hidroelektrik santraller gibi elektrik üretimi yapan santraller artık yüklerden uzakta olabilecektir.[1]

Güç elektroniğindeki gelişmeler doğru akım voltaj seviyeleri arasında dönüştürmeye izin verse bile alternatif akım ekonomikliği, verimliliği ve transformatörlerin güvenilirliği sebebiyle tercih edilmektedir. Yüksek voltaj doğru akım, büyük güç bloklarının uzun mesafeler taşınması için veya komşu alternatif akım şebekelerini birbirine bağlamak için kullanılır fakat müşterilere enerji dağıtmak için kullanılmaz.[1]

Elektrik gücü genel olarak enerji santrallerinde 11-25 kv seviyesinde üretilir. Uzun mesafeler bu gücü taşıyabilmek için 400 kv, 220 kv veya 132 kv gibi seviyelere yükseltilir. Güç yüksek gerilim hatlarından yüzlerce kilometre taşınarak enterkonnekte şebeke denilen ortak bir güç havuzuna ulaşır.[1]

Dünyada Elektrik Dağıtım Sistemleri

Dağıtım sistemleri tüm dünyada farklı formlarda bulunmaktadır. Bunlardan iki ana tasarım Kuzey Amerika ve Avrupa tasarımlarıdır. İki tasarımda da donanımlar benzerdir: iletkenler, kablolar, izolatörler, parafudrlar, regülatörler, transformatörler vb. İki dağıtım sistemi de radyaldır.[2]

Avrupa'da ve dünya genelinde delta(üçgen) üç faz sistemi yaygındır. Delta(üçgen) kullanımında nötr kablosu yoktur ve bu sebepten daha ekonomiktir. Yani orta gerilim seviyesindeki enerji naklinde üç iletkenli üç fazlı sistem kullanılır, dağıtım transformatörlerinde orta gerilim, alçak gerilim seviyesine dönüştürüldükten sonra dört iletken(üç faz bir nötr) olarak tüketicilere ulaşır. Amerika'da ise orta gerilim seviyesi 4 iletkenli üç fazlı çoklu topraklanmıştır. Gerilim ve güç taşıma kapasiteleri benzerdir. Kuzey Amerika tasarımlarına göre, Avrupa tasarımları daha büyük transformatörlere ve transformatör başına daha fazla müşteriye sahiptir. Çoğu Avrupa sistemlerinde transformatörler üç fazlı 300'den 1000 kVA'ya kadardır, Amerika'da ise 25 ve 50 kVA'lık tek fazlı transformatörler bulunmaktadır.[2]

Sekonder gerilimler dağıtım sistemlerinde birçok farklılığın kaynağıdır. Kuzey Amerika'da hem 120V hem de 240V sağlayan “split phase” denilen üç iletkenden oluşan bir tertip kullanılmaktadır, 120/240 V sekonder gerilim seviyesi standartlaşmıştır. Gerilim düşümü sebebiyle transformatörden 250 ft(76.2m.) mesafeye elektrik hizmeti sunulması pratikte uygulanmaktadır. Ayrıca yıldız bağlı üç faz dört iletkenli sistemlerde ticari kullanımlar için bulunmaktadır. Avrupa'da ise sekonder gerilim yaklaşık 1mil(1.6 km) taşınabilmektedir. Avrupa sekonder gerilimleri genellikle üç fazlı 220,230 veya 240 V olarak belirlenmiştir. Avrupa ve Amerika sistemleri kıyaslandığında voltajın iki katına çıkmasıyla, beslenen aynı yük dört kat mesafede olabilmektedir. Avrupa'da sekonder gerilimlerde üç faz, Amerika'da ise sekonder gerilimlerde tek faz kullanılmasının da etkisiyle Avrupa sekonder gerilimi, Amerika sekonder gerilimine göre aynı yük ve aynı gerilim düşümü değerleri sağlanarak toplam da sekiz kat mesafeye elektrik hizmeti sunabilir durumdadır.[2]

Avrupa'da yollar ve binalar elektrik şebekesinin kurulmasından önce yapıldığı için şebeke için yapılacak tasarım mevcut yapılara uyum göstermek zorundadır. Amerika'da ise yolların çoğu elektrik şebekesi ile birlikte yapılırlar.[2]

Japonya'da konut kullanımı için 100V seviyesi kullanılmaktadır. Japonya'da konutlar için iki faz ve bir nötrden oluşan bir hat tertibi kullanılmaktadır. Japonya'da Honshu'nun doğu ve kuzey kısımları(Tokyo'yu da içerir) 50 Hz frekans kullanırken, Honshu'nun batısı(Nagoya, Osaka ve Hiroshima'yı kapsar) 60 Hz'i kullanır. Bu farklılıktan dolayı çeşitli aparatlar frekans değerlerini dönüştürmek için kullanılmaktadır.[3]

Dağıtım Şebekesi Konfigürasyonları

Alçak gerilim dağıtım şebekeleri genellikle radyal(dal budak) ya da kapalı(ağ, ring ya da gözlü) şekildedir. Radyal(dal budak) şebeke trafo merkezinden çıkarak başka herhangi bir besleme noktasına bağlı olmadan doğrudan şebeke bölgesine geçer. Örnek olarak çevresiyle bağlantısı olmayan uzun kırsal bölge hatları gösterilebilir.[4]

Kapalı bir şebeke ise genellikle yoğun yerleşim yerlerinde (şehirlerde) bulunur ve diğer besleme noktalarına çoklu bağlantısı vardır. Bu bağlantı noktaları normal olarak açık ve şebekeyi besler durumdadır fakat şebekede, işletme hizmetiyle, yani gerektiğinde anahtarlama cihazlarının(kesiciler, ayırıcılar gibi) açılıp kapatılması ile çeşitli yapılandırmalar(konfigürasyon) yapılabilmektedir. Bu anahtarlama ekipmanlarının işletimi uzaktan bir kontrol merkezinden SCADA gibi otomasyon sistemleri marifetiyle veya hat işçisi denilen Türkiye'de ise EKAT(Elektrik Kuvvetli Akım Tesisleri)belgeli personel tarafından gerçekleştirilir.[5][6]

Yüksek Gerilim indirici istasyonları(trafo merkezleri) konfigürasyonları tekli besleme, çift besleme ve çift besleme çift baralı sistemdir. Orta gerilim dağıtım merkezleri konfigürasyonları; tek hatlı bağlantı, ring şebeke bağlantısı, paralel besleme şeklinde olabilmektedir.[7]

Dağıtım fiderleri trafo merkezinden çıkan ve genellikle bir hata tespit edildiğinde hattı açan kesiciler vasıtasıyla kontrol edilirler. Otomatik kontrol üniteleri, oluşacak hataların etkilerini en aza indirmek ve fideri daha izole edebilmek için kurulurlar. Uzun fiderlerde gerilim düşümü problemi kapasitörler veya gerilim regülatörleri kurularak engellenmeye çalışılır.[7]

Ayrıca bakınız

Kaynakça

  1. ^ a b c d e f g h "Arşivlenmiş kopya". 13 Eylül 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 27 Ekim 2012. 
  2. ^ a b c d Electric Power Distribution Equipment and Systems, T.A. SHORT
  3. ^ http://international-electrical-supplies[]. com/electric-power.html
  4. ^ "Arşivlenmiş kopya". 15 Ocak 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 27 Ekim 2012. 
  5. ^ "Arşivlenmiş kopya". 24 Nisan 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 27 Ekim 2012. 
  6. ^ "Arşivlenmiş kopya". 8 Mart 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 27 Ekim 2012. 
  7. ^ a b Elektrik Kuvvetli Akım Tesisleri Tasarımı, Turgut ODABAŞI

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Transformatör</span> Elektrik-elektronik devre elemanı

Transformatör ya da kısa adıyla trafo iki veya daha fazla elektrik devresini elektromanyetik indüksiyonla birbirine bağlayan bir elektrik aletidir. Bir elektrik devresinden diğer elektrik devresine, enerjiyi elektromanyetik alan aracılığıyla nakletmektedir. Transformatörler elektrik enerjisinin belirli gücünde gerilim ve akım değerlerinde istenilen değişimi yapan makinelerdir. Transformatör, elektrik enerjisini bir elektrik devresinden başka bir devreye veya birden fazla devreye aktaran bileşendir. Transformatörün herhangi bir bobinindeki değişen akım, transformatörün çekirdeğinde değişken bir manyetik akı üretmektedir. Oluşan akım, aynı çekirdek etrafına sarılmış diğer bobinler boyunca değişen bir elektromotor kuvveti indüklemektedir. Elektrik enerjisi, iki devre arasında metalik (iletken) bir bağlantı olmadan ayrı bobinler arasında aktarılabilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Gerilim (elektrik)</span>

Gerilim ya da voltaj elektronları maruz kaldıkları elektrostatik alan kuvvetine karşı hareket ettiren kuvvettir. Bir elektrik alanı içindeki iki nokta arasındaki potansiyel fark olarak da tarif edilir:

<span class="mw-page-title-main">Kompanzasyon</span> Faz farkının sıfıra yakın tutulmasını sağlayan olaya denir

Gerilim kontrolü ve reaktif güç yönetimi, elektrik iletim şebekelerinin güvenilirliğini sağlayan ve bu şebekelerde elektrik piyasasını kolaylaştıran yardımcı hizmetin iki yüzüdür. Bu faaliyetin her iki yönü iç içe olduğundan bu maddede Kirby & Hirst (1997) tarafından önerildiği gibi "gerilim kontrolü" terimi bu faaliyeti belirtmek için kullanılır. Gerilim kontrolü AC çevrimindeki reaktif güç enjeksiyonlarını içermez, bunlar sistem kararlılık hizmeti denilen ayrı bir yardımcı hizmetin parçasıdır. Reaktif güç iletimi doğası gereği sınırlıdır bu nedenle voltaj kontrolü sistemde genel aktif güç dengesini korumaya dayanan frekans kontrolünün aksine güç şebekesindeki ekipman parçaları aracılığıyla sağlanır.

<span class="mw-page-title-main">Topraklama</span>

Topraklama, elektrikli cihazların herhangi bir elektrik kaçağı tehlikesine karşı gövdelerinin bir iletkenle toprağa gömülü vaziyetteki "topraklama" sistemine bağlanması yöntemi. Böylece cihazda elektrik kaçağı varsa, dokunduğumuzda elektrik akımı bizim üzerimizden değil, direnci daha az olan toprak hattı üzerinden geçer ve çarpılma tehlikesi ortadan kalkmış olur.

<span class="mw-page-title-main">Elektrik iletim hattı</span>

Elektrik iletim hattı, elektrik santralinde kontrollü ve planlı olarak elde edilmiş elektrik enerjisinin, santrallerden dağıtım hatlarına iletilmesini sağlayan hatlardır. Elektrik üretim tesisleri ile, elektrik tüketim bölgeleri yakınlarındaki transformatör istasyonları arasında elektrik enerjisi iletimini sağlayan sistemdir. Elektrik hatlarının döşenmesinde maliyet, iletim hattının güzergahı, coğrafik durum, arazi durumu, hattın işletme kolaylığı, gerilim düşümü hesabı, kapasite ve taşıma gücü gibi hususlar incelenir. Elektrik hattının güvenli bir şekilde yapımı ve elektriğin minimum kayıplarla iletilmesi çok önemlidir.

<span class="mw-page-title-main">Kesintisiz güç kaynağı</span>

Kesintisiz güç kaynağı, herhangi bir elektrik, elektronik cihazın şebeke beslemesinin kesilmesini, tolerans dışı yüksek veya düşük gelmesini önleyen bir elektronik cihazdır.

<span class="mw-page-title-main">Varistör</span>

Varistör, elektronik devre elemanı olan varistör doğrusal olmayan bir direnç özelliği gösterir.

<span class="mw-page-title-main">Alternatif akım</span>

Alternatif akım, genliği ve yönü periyodik olarak değişen elektriksel akımdır. En çok kullanılan dalga türü sinüs dalgasıdır. Farklı uygulamalarda üçgen ve kare gibi değişik dalga biçimleri de kullanılmaktadır. Bütün dalgalar birbirlerine elektronik devreler aracılığı ile çevrilebilir. Devrede kondansatör, diyotlar, röleler ile bu çevrim yapılabilir.

<span class="mw-page-title-main">İnvertör</span>

Güç çevirici (invertör), doğru akımı (DC) alternatif akıma (AC) çeviren elektriksel bir güç çeviricisidir. İnvertör çıkışında üretilen AC güç, kullanılan transformatörlere, anahtarlama ve kontrol devrelerine bağlı olarak herhangi bir gerilimde ve frekansta olabilir.

<span class="mw-page-title-main">Şalt sahası</span>

Şalt sahası, transformatörler kullanılarak gerilimin yüksek formdan alçak veya ters forma dönüştürüldüğü elektrik üretim, iletim ve dağıtım sisteminin bir alt istasyonudur. Elektrik, üretim santrali ve müşteriler arasındaki birkaç istasyonda akabilir ve gerilim birkaç adımda değişebilir.

<span class="mw-page-title-main">Elektrik şebekesi</span>

Elektrik şebekesi üretilen elektrik enerjisini kullanıcılara iletmek için oluşturulmuş bileşik bir ağdır. Elektrik gücü üreten enerji santralları, üretim kaynaklarından talep merkezlerine enerji aktaran iletim (nakil) hatları ve kullanıcılara bağlantı sağlayan bileşik dağıtım hatlarından oluşur.

<span class="mw-page-title-main">Yalıtkan (elektrik)</span>

Elektriksel yalıtkan, elektrik yükünün serbestçe akamadığı maddelerdir. Bu yüzden elektrik alanının etkisi altında kaldıklarında, elektrik akımını iletmeleri zordur. Mükemmel yalıtkanlar bulunmamaktadır. Ancak, cam kâğıt ve polietilen tabanlı vesaire gibi yüksek özdirence sahip bazı maddeler çok iyi elektrik yalıtkanlarıdır. Daha düşük özdirençleri olan maddeler hala elektrik kablolarında kullanılmak için yeterlidir. Kauçuk benzeri polimerler ve birçok plastik bu gruba dâhildir. Bu tür malzemeler düşükten orta dereceli gerilimleri güvenli bir şekilde yalıtılmasına hizmet eder.

<span class="mw-page-title-main">Güç mühendisliği</span>

Güç sistemleri mühendisliği olarak da adlandırılan güç mühendisliği, elektrik gücünün üretimi, aktarımı, dağıtımı ve kullanımı ile bu tür sistemlere bağlı elektrikli aparatlarla ilgilenen elektrik mühendisliğinin bir anabilim dalıdır. Her ne kadar alanın büyük bir kısmı üç fazlı AC gücünün sorunlarıyla ilgili olsa da, alanın önemli bir kısmı AC ve DC gücü arasındaki dönüşüm ve uçaklarda veya elektrikli demiryolu ağlarında kullanılanlar gibi özel güç sistemlerinin geliştirilmesiyle ilgilidir. Enerji mühendisliği teorik temelinin çoğunu elektrik mühendisliği ve makine mühendisliğinden alır.

<span class="mw-page-title-main">Yüksek gerilim</span> Elektriğin yüksek birimlerde olma hali

Yüksek gerilim, genel olarak yaşayan canlılara zarar verecek yükseklikte gerilimdeki elektrik enerjisi anlamına gelir. Yüksek gerilim taşıyan gereçler ve iletkenler belirli güvenlik gereklilikleri ve prosedürlerini temin etmelidir. Bazı endüstrilerde yüksek gerilim belli bir eşiğin üstündeki gerilim anlamına gelir. Yüksek gerilim, elektrik güç dağıtımı, katot ışın tüpleri oluşturmak, X-ışınları ve parçacık demeti üretmek, arklanma kurmak, kıvılcımlanma için, fotoçoğaltıcı tüplerde ve yüksek güçlü yükseltici vakum tüplerde ve diğer endüstriyel ve bilimsel uygulamalarda kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Şebekeye bağlı evirici</span> Güneş veya rüzgardan elde edilen doğru akım (DC) elektrik enerjisini alternatif akıma (AC) evirip şebekeye geri vermek için cihaz

Bir şebekeye bağlı evirici, doğru akımı (DC) 60 Hz'de 120V RMS veya 50 Hz'de 240V RMS olmak üzere bir elektrik şebekesine enjekte etmek için uygun bir alternatif akıma (AC) dönüştürür. Şebekeye bağlı eviriciler, yerel elektrik güç jeneratörleri arasında kullanılır: Güneş paneli, rüzgar türbini, hidroelektrik ile şebeke arasında.

<span class="mw-page-title-main">Akıllı şebeke</span>

Akıllı şebekeler, içlerinde çeşitli işlemlerin yürütüldüğü, akıllı sayaçlar ile enerji ölçümlerinin yapıldığı ve yenilenebilir enerji kaynakları ile birlikte diğer verimli enerji kaynaklarının bulunduğu bir çeşit elektrik şebekeleridir. Elektriksel gücü düzenleme, kontrolü ve dağıtımı akıllı şebekelerin önemli özelliklerindendir.

Nexans, genel merkezi Paris, Fransa'da bulunan kablo iletim hattı endüstrisinde küresel bir oyuncudur. Grup dört ana faaliyet alanında mevcuttur: bina ve bölgeler, yüksek voltaj ve projeler, telekomünikasyon ve veriler, endüstri ve çözümler.

<span class="mw-page-title-main">Çok fazlı sistem</span> alternatif akım elektrik gücünü dağıtma araçları

Çok fazlı sistem, her elektrik döngüsü sırasında güç aktarımının sabit olduğu alternatif akım (AC) elektrik gücünü dağıtmanın bir yoludur. AC fazı, birden çok iletken kabloda AC arasındaki faz ofset değerini ifade eder. Fazlar, renk kodlarında olduğu gibi ilgili terminallere ve iletkenlere de atıfta bulunabilir. Çok fazlı sistemler, her iletkendeki voltaj dalgaları arasında belirli bir faza sahip alternatif akımlar taşıyan üç veya daha fazla enerjili elektrik iletkenine sahiptir; üç fazlı voltaj için faz açısı 120° veya 2π/3 radyandır. Çok fazlı sistemler, döndürmek için alternatif akıma dayanan elektrik motorlarına güç iletmek için özellikle kullanışlıdır. En yaygın örnek, endüstriyel uygulamalar ve güç iletimi için kullanılan üç fazlı güç sistemidir. Tek fazlı, iki telli bir sistemle karşılaştırıldığında, üç fazlı üç telli bir sistem, aynı iletken boyutu ve voltajı için üç kat daha fazla güç iletir.

<span class="mw-page-title-main">Yüksek voltajlı doğru akım</span>

Yüksek voltajlı doğru akım elektrik enerjisi iletim sistemi, daha yaygın olan alternatif akım (AC) iletim sistemlerinin aksine, elektrik enerjisi iletimi için doğru akımı (DC) kullanır.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.