Prof. Dr. İsmail Kaşıkçı

Transkript

HOCHSCHULE BIBERACH
Elektrik-Elektronik
Mühendisliği Bölümü
Elektrik Tesislerinde
Dağıtım ve Koruma
EES 455
Prof. Dr. İsmail Kaşıkçı
Prof. Dr. İsmail Kaşıkçı, 27 Eylül 2010, Ege üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Bölümü
DERSİN
İÇERİĞİ
1. Elektrik dağıtım sistemleri
2. Hatalar, tipleri ve etkileri
3. AG ve YG’de Topraklama
4. AG Aşırı akım koruma cihazları
5. Röleler
6. Hat koruması
7. Transformatör koruma
8. Motor koruma
9. Jeneratör koruma
10. Akım ve gerilim trafoları
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
27 Eylül 2010, Ege üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Bölümü
Seite 2
Sayfa 2
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANA KONULARI
Alınması Gereken Dersler:
1 - Elektrik Mühendisliğine Giriş
2 - Elektrik Ölçme
3 - Güç Elektroniği
4 - Elektrik Makineleri
5 - Elektromekanik Enerji Dönüşümü
6 - Enerji Üretimi
7 - Enerji İletimi
8 - Enerji Dağıtımı
9 - Güç Sistemlerinin Analizi
10 - Elektrik Tesisleri
11 - Elektrik Tesis Proje
12 - Elektrik Tesislerinde Koruma
13 - Elektriğin Endüstride Uygulanması
14 - Güç Elektroniği
15 - Güç Kalitesi
16- Kontrol tekniği
17 - Elektrik Sürücü Sistemleri
18 - Aydınlatma
19 - Yüksek Gerilim Tekniği
20 - Elektrik Santralları
21 - Elektrik Enerjisi Ekonomisi
22 – Topraklama
23 - Otomasyon
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 3
Sayfa 3
Elektrik Güç Sistemlerinin
Tasarım ve Planlanması
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
IEC/EN Standartları, AG/YG Elektrik Şebekeleri
Kısa devre ve hata akımlarının hesaplanması (IEC 60909)
Şok Akımlara Karşı Güvenlik Önlemleri (IEC 60 364-4-41)
Kablo ve İletkenlerin Aşırı Akımlara Karşı Korunması (IEC 364-4-43)
Elektrik Tesislerinde Gerilim Düşümü Hesabı (IEC 60 364-5-52)
Selektif Seçicilik ve Back-up-Koruma (IEC 60 364-5-53)
AG ve YG Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Topraklama,
Koruma, ve Potansiyel Dengeleme iletkenleri (IEC 60 364-5-54, HD
637 S1)
8. İlk Denetleme ve Deneyler (IEC 60 364-6-61)
9. Elektrik Tesislerinde Koruma
10. Transformator ve Asenkronmotor
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 4
Sayfa 4
1. Elektrik Dağıtım Sistemleri
İletim
Santral
Transformatör
Demir yolu
ulaşımı
Araştırma ve büyük sanayiler
Sanayi, büro, iş hanları
mağaza ve oteller
Konutlar
Küçük işletmeler, tarım ve konutlar
Hastane
Ofis Binası
Tünel
Havalimanı
Ticaret Merkezi
Alışveriş Merkezi
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 5
Sayfa 5
2050 Yılında Elektrik Şebekeleri
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 6
Sayfa 6
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 7
Sayfa 7
AG Dağıtım şebekelerinin incelenmesi
Basit radyal
şebeke
T1
Yedek radyal şebekeler
a) Kısmi yedek şebeke
T1
n.k
T2
ÖY
b) Tam yüklü şebeke
T1
T2
n.k
T3
n.k
n.k
AG Ana panosu
S rT ≥
PToplam
cos ϕ
n.a
(n − 1) ⋅ S rT ≥
PT 2
cos ϕ
n.a
(n − 1) ⋅ ai ⋅ S rT ≥
PToplam
cos ϕ
n.a: normalde açık; n.k: normalde kapalı; ÖY: önemli yükler; ai : trafonun yükleme faktörü
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 8
Sayfa 8
Sanayi Dağıtım
şebekeleri
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 9
Sanayi dağıtım şebekeleri
(Ray sistemi)
Sanayi dağıtım şebekeleri
(Optimum Ray sistemi)
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 10
Sayfa 9
Sayfa 10
IEC ve EN Standartları,
Türkiye’de Yönetmelikler
Ankara
Mart 2001
Standartlar can ve mal güvenliği için en asgari
kurallardır.
1958 Uygulanmaları zorunludur.
1896
2006
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 11
Sayfa 11
IEC 60 364: Binalarda Elektrik Tesisleri
IEC 60364-1: Amaç, Kapsam, Dayanak ve Uygulama, Tanımlar
Bölüm 2: Kısım 2: Tanımlar (VDE 0100)
Bölüm 3: (VDE 0100)
Genel Karakteristiklerin
Belirlenmesi
Kısım 30:
Genel
Karakteristiklerin
Belirlenmesi
• En büyük talep gücü
• Eşzamanlılık faktörü
• Beslemenin niteliği
• Dağıtım kaynakları
• Tesisin devre düzeni
• Uyumluluk
• Bakım
• Besleme kaynakları
• Dış etkiler
Bölüm 4:
Güvenlik Önlemleri
Kısım 41: Şok
akımlara karşı
güvenlik önlemleri
Bölüm 5:
Bölüm 6:
Donanımın seçimi ve
koruma için güvenlik
önlemleri
İlk denetleme ve deneyler
Kısım 42: Termik etkilere
karşı koruma
Kısım 43: Kablo ve
iletkenlerin aşırı akıma
karşı korunması
Kısım 44: Aşırı gerilime karşı
koruma
Kısım 45: Düşük gerilime
karşı koruma
Kısım 46: SAyırma ve
açmalara karşı koruma
Kısım 51: Genel önlemlar
Kısım 52: Kablo ve
iletken tesisleri
Kısım 53: Açma ve
kontrol cihazları
Kısım 54: Topraklama,
koruma iletkeni ve
potansiyel dengeleme
iletkeni
Kısım 61:
Denetlemenin önemli kısımları
• Gözle denetleme
• Kontrol ve ölçme
• Koruma ve potansiyel dengeleme
iletkeni
• Elektriksel ayırma ile koruma
• Yalıtım direncinin ölçülmesi
• Otomatik kesme ile koruma
• Döner alan ölçümü
• Gerilimin ölçülmesi
• Diğer ölçümler
Kısım 55: Diğer elektrik
malzemeleri
Kısım 56: Güvenlik amaçlı
kurulan elektrik tesisleri
Bölüm 7:
Özel tesisatlar veya
yerler için özel kurallar
Kısım 701:
Banyo ve duş
yerleri
Seite 12
..
Kısım 710: Tıbbî
yerler
Kısım 718: Kalabalık toplulukların bulunduğu binalar,
Kısım 722: Uçan yapılar, gösteri
amaçlı araba ve karavanlar
Kısım 7 . . . . . .
Kısım 7 . . Elektrik-Elektronik
. ...
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Kısım 7Ege
. . . üniversitesi,
...
KısımMühendislik
7... ...
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
27 Eylül 2010,
Fakültesi,
Bölümü. .
..
..
Sayfa 12
Türkiye’de Kullanılan Normlar:
1. Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliği
IEC 60 364 (VDE 0100)
2. Topraklamalar Yönetmeliği
IEC 60 364’ün Kısımları
HD 637 S1 (VDE 0141)
3. Proje Hazırlama Yönetmeliği
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 13
Sayfa 13
IEC ve EN Normları:
• IEC 60 364: Binalarda Elektrik Tesisleri
• IEC 60 909: Elektrik Tesislerinde Kısa Devre
Hesapları
• IEC 62305: Binaların Yıldırıma Karşı Korunması
• HD 637 S1: YG Elektrik Tesislerinde Topraklama
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 14
Sayfa 14
DIN Standartları
1. DIN 18012 Binalarda Yapı Bağlantı Kutuları
Tesisleri (Bina, oda ve tesis yerleri, ölçüler)
2. DIN 18013 Binalarda Sayaç Tesisi
3. DIN 18014 Temel Topraklama
4. DIN 43871 Tali Dağıtım Panoları
5. Teknik Yapı Bağlantı Şartnamesi (Enerji dağıtımı
yapan firmalar)
6. DIN 18015 Binalarda Elektrik Tesisleri
1. Kısım: Plan ve tasarım ilkeleri
2. Kısım: Asgari donatımın cinsi ve yapısı*
3. Kısım: İletken, şalter ve prizlerin düzenlenmesi
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 15
Sayfa 15
Dünyada Elektrik İç Tesisleri Norm Grupları
Uluslar arası
IEC 60364 „Electrical installations of
buildings“ Æ gelecekte:
„Low voltage installations“
Avrupa
HD 384 „Binalarda Elektrik Tesisleri“
Æ gelecekte: HD 60364 „AG Elektrik
Tesislerinin Kurulması “
Yerel (Örnek: Almanya)
DIN VDE 0100 (VDE 0100) „AG Elektrik
Tesislerinin Kurulması “
Yerel (Örnek: Türkiye)
Türk Standartları Enstitüsü
Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliği
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 16
Sayfa 16
Bilgisayar Programları:
1. Simaris Design (Siemens)
2. Doc Win (ABB)
3. ECODIAL (Schneider)
4. NEPLAN (ABB)
5. DigSilent (Fichter)
6. Sincal (Siemens)
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 17
Sayfa 17
10 Adımda akım devresi hesabı:
(Projelerde dikkate alınması gereken hususlar)
1. İşletme (tasarım) akımının hesaplanması
2. Aşırı akım koruma cihazının nominal
akımının tesbit edilmesi
3. Kablo veya iletken kesit hesabının yapılması
4. Kısa devre hesaplarının yapılması
5. Şok akımlara karşı güvenliğin sağlanması
(Otomatik açma)
6. Gerilim düşümü hesaplarının yapılması
7. Selektif seçiciliğin sağlanması
8. Topraklama, koruma ve potansiyel
dengelemenin yapılması
9. Çizimlerin, şekil ve şemaların yapılması
10. Tesisin denenmesi, ölçülmesi ve devreye
alınması
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 18
Sayfa 18
Siemens: SIMARIS 5.0
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 19
Sayfa 19
ABB: NEPLAN
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 20
Sayfa 20
2. Elektrik Tesislerinde Kısa Devre Hesapları
(IEC 60 909)
Hatalar, tipleri ve etkileri
110kV
R05
R10
R30
R40
R50
R60
R90
20kV
Press
Shop
Paint
Shop
R10
Adm. Building
Press Shop
Body Shop
Paint Shop
Social Building
Assembly Shop
Compr. Supply,
Utilities
Transformer
Powerstation
R40
System 2
0.4kV
Utilities
R90
Utilities
R90
Body
Shop R30
1 GVA
M1
G
R50
0.4kV
0.4kV
M5
R5
0.4kV
M6
M10
6kV
0.4kV
0.4kV
R40
System 1 Emergency
Supply-BB
Social
Building
Assembly
Shop
G
3~
R60
20kV
20kV
0.4kV
20kV
0.4kV
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 21
0.4kV
Sayfa 21
Elektrik Tesislerinde Hatalar
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 22
Sayfa 22
Tanımlar:
Kısa devre
L1-N/ L2-N/ L3-N
L1-L2-L3
L1-L2
L2-L3
PEN
L1-L3
IB
In
1-faz
2-faz
L1
L2
L3
N
PE
3-faz
İletken hatası
Toprak
hatası
Gövde hatası
U B UF
RB
Toprak
RA
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 23
Sayfa 23
Kısa devre akımlarının karakteristikleri: Hesaplama metotları
I cn > I "k 3
F
ip
I ma
I th
I"k
I "k 3 , I "k 2
I "k1 , I "kEE
I˝k
ip
Ik
id.a.
A
Başlangıç simetrik kısa devre akımı
Tepe kısa devre akımı
Kararlı durum kısa devre akımı
Kısa devre akımının d.a. bileşeni
id.a. d.a. bileşeninin başlangıç değeri
I CE , I Re st
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 24
I "k1 > I a
Sayfa 24
Elektrik tesislerinde kısa devre akımları
Üç kutuplu kısa devre akımı panolarda dinamik
zorlamaları kontrol etmek için hesaplanır.
I k" 3
I cn > I k" 3
I
Tek kutuplu kısa devre akımı son devrede
otomatik açmanın istenilen zamanda
gerçekleşmesinin kontrolü için hesaplanır.
"
k 1min
I k"1min > I a
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 25
Sayfa 25
Elektrik tesislerinde kısa devre akımları
c ⋅ Un
c ⋅U n
=
I =
3 ⋅Z k
3 ⋅ Rk 2 + X k 2
2,0
''
k3
i p = χ ⋅ 2 ⋅ I k''
χ = 1,02 + 0,98 ⋅ e
1,8
χ
−3
Rk
Xk
1,6
1,4
1,2
1,0 0
I
''
k min
I
''
k max
S
''
k min
=
3 ⋅U n
=
cmax ⋅ U n
3 ⋅ Z k min
0,4
0,6
I k'' 2 pol =
1,0
3 ''
⋅ I k 3 pol
2
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 26
0,8
R/X
c ⋅U
=
= min n
3 ⋅U n
3 ⋅ Z k max
S k'' max
0,2
Sayfa 26
1,2
Kısa devre yerindeki eş değer gerilim kaynağı
Q
A
T
L
Last
tr : 1
"
U nQ , I kQ
HV
LV
Fehlerstelle
RQt
RTK
X Qt
Q
X TK
RL
XL
F
A
c ⋅U n
~
3
I "k
01
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 27
Sayfa 27
Simetrik bileşenler
~
~
~
UR
I1
U UN
R(L1)
U VN
U RS
U WN
U ST U
I2
S(L2)
RT
I3
T(L3)
N
U 1N U 2 N U 3 N
US
N
UT
j Im
I T = a ⋅ IR
240
0
120
0
I R = IR
I S = a2 ⋅ IR
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 28
Sayfa 28
Re
Re
uu (t ) = uˆ ⋅ cos ωt ,
uV (t ) = uˆ ⋅ cos(ωt − 2π / 3)
uW (t ) = uˆ ⋅ cos(ωt + 2π / 3)
a =e
j1200
= −0,5 + j 0,866 = −
0
2
a = e j 240 = −0,5 − j 0,866 = −
1
3
+ j
2
2
1
3
− j
2
2
3
a =1
2
1+ a + a = 0
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 29
Sayfa 29
Her asimetrik sistem positif, negatif ve sıfır bileşenlere ayrılır.
=
IR
IS
I 0 R I 0 S I 0T
I 2T
I 1T
IT
I 1R
I 1S
Pozitif bileşen
+
I 2R
IR
I 1R
+
I 2S
I 2R
Negatif bileşen
Sıfır bileşen
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 30
I 0R
Sayfa 30
"
Akımların hesaplanması (Örnek: I k1 )
Şebeke
Q
HV
T
LV
Kısa devre yeri
Hata akımları
L1
L1
L2
L2
L3
L3
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 31
Sayfa 31
Simetrik bileşen komponentleri
1. Şebeke çizilir
F
3. Transfer matriksi T yazılır
R
I102 = T ⋅ I RST
S
T
IR
IS
IT
E
⎛1 1 1 ⎞
⎟
1⎜
2
T = ⎜1 a a ⎟
3⎜
⎜1 a 2 a ⎟⎟
⎝
⎠
2. Hata yeri belirlenir
I S = IT = 0
UR =0
⎛ I0
⎜
⎜ I1
⎜I
⎝ 2
⎞
⎟
⎟=
⎟
⎠
⎛1 1 1 ⎞ ⎛ I R
⎟
1⎜
2 ⎜
⎜1 a a ⎟ ⎜ I S
3⎜
⎟
⎜1 a 2 a ⎟ ⎜⎝ I T
⎝
⎠
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 32
Sayfa 32
⎞
⎟
⎟
⎟
⎠
4. Simetrik komponentler
akımı hesaplanır
5. Bağlantı şemaları verilir
Z1
1
(I R + I S + I T ) = 1 I R
3
3
1
1
I1 = I R + aI S + a 2 I T = I R
3
3
1
1
I 2 = I R + a 2 I S + aI T = I R
3
3
1
I 0 = I1 = I 2 = I R
3
~
I0 =
(
(
)
)
I1
~
E=
01
cU n
Z2
~
02
Z0
~
U1
3
I2
I k"1
U2
I0
00
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 33
U0
Sayfa 33
6. Tek fazlı hata akımı hesaplanır ve RST düzeyine transfer
edilir
I RST = T −1 ⋅ I 012
T −1
E = Z1 I 1 + Z 2 I 2 + Z 0 I 0
E = I 1 ( Z1 + Z 2 + Z 0 )
⎛1 1 1 ⎞
⎟
1⎜
2
= ⎜1 a a ⎟
3⎜
⎟
⎜1 a a 2 ⎟
⎝
⎠
I1 =
E
Z1 + Z 2 + Z 0
I k"1 = I R = I 0 + I1 + I 2 = 3I1
I k"1 =
3E
Z1 + Z 2 + Z 0
I k"1 =
3.c.U n
Z1 + Z 2 + Z 0
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 34
Sayfa 34
Empedans ve hata akımlarının hesaplanması
Şebeke fiderleri
1) Transformatörsüz
Z Q=
c ⋅UnQ
"
3 ⋅ I kQ
X Q= 0,995⋅Z Q
RQ = 0,1⋅ X Q
Ik " =
c ⋅U n
3 ⋅Z k
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 35
Sayfa 35
2) Transformatörlü
Z Qt=
cQU nQ
"
3 ⋅ I kQ
⋅
1
tr2
Ik " ≈
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 36
100%
⋅ I rT
ukr
Sayfa 36
Transformatör
uRr =
RTK
Sıfır empedanslar
Dy
X 0T= 0,95⋅ X T
X T = ZT2 − RT2
XTK
U1
Z T=
P krT
⋅100%
SrT
'
U2
Z TK = KT ⋅ Z T
u kr U
⋅
100% S rT
Dz, Yz
X 0T= 0,1⋅ X T
Z T = RT + jX T
K T = 0,95 ⋅
2
rT
R0T =RT
R0T = 0,4 ⋅RT
c max
1 + 0,6 ⋅ κT
Yy
X 0T= 7...100⋅ X T
R0T = RT
Nispi Reaktanz
2
P krT
PkrT ⋅U rTLV
RT =
=
2
3 ⋅ I rTLV
S rT2
κ T= X T
⎛U rT2
⎞
⎜
⎟
SrT ⎠
⎝
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 37
Sayfa 37
Senkron jeneratör
RG
G
3~
X d"
U rG / 3
Z G = RG + jX d"
Z GK = K G ⋅ ( RG + jX d" )
RG ≈ 0,05......0,15 X d"
KG =
xd"
=
I k" =
Un
cmax
⋅
U rG 1 + xd" ⋅ sin ϕ rG
X d"
2
U rG
/ S rG
c ⋅U n / 3
ZG ⋅ KG
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 38
Sayfa 38
Havaî hatlar ve kablolar
XL
RL
Rl =
l
κ⋅S
R L = R L `⋅l
X L= X L`⋅l
X L= 2 ⋅ π ⋅ f ⋅ L
Sıfır empedanslar:
[
(
R X °C = R20° C ⋅ 1 + α ⋅ Θ x − 20 ° C
)]
X 0L
=
XL
Çizelge
R0 L
=
RL
Çizelge
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 39
Havaî hatlar için birim uzunluğundaki reaktansı
X L' = 2π f
Sayfa 39
X L'
μ0 ⎛ 1
d⎞
d⎞
⎛ 1
+ ln ⎟ = fμ 0 ⎜
+ ln ⎟
⎜
2π ⎝ 4n
r⎠
r⎠
⎝ 4n
Burada:
İletkenler veya bandılların merkezleri arası geometrik ortalama uzaklık,
r Tek iletkenin yarı çapı. İletkenin bandıl olması durumunda, r’nin yerine
rB = nrR n−1
n
’nin geçmesi gerekir. Burada, R bandılın yarı çapıdır (IEC 60909-2), n bandıldaki
iletken sayısı, tek iletken için n=1 alınır. μ0 = 4π x 10 –7 H/m.
Pratik değerler:
x ' ≈ 0,08mΩ / m
Kablo ve iletkenler
x ' ≈ 0,33mΩ / m
Havai hatlar
x ≈ 0,12mΩ / m
Baralar
'
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 40
Sayfa 40
Trafo üzerinden beslenen motorlar
"
I k U nQ = 20kV
I "kQ
Q
T1
T2
∑S
T3
U n = 6kV B
A
rT
= S rT 1 + S rT 2 + S rT 3
U n = 0,4kV
∑P
∑S
rM
M
3~
M1
M
3~
M
M
3~
3~
M2
M3
rT
≤
|
0,8
c.100∑ S rT
M4
"
3 ⋅ U nQ ⋅ I kQ
∑P
rM
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 41
Sayfa 41
TN sistemde çevrim empedansının ve tek kutuplu
kısa devre akımının hesaplanması
Bara 2, Ana pano
Bara 1
L1
L2
L3
ZS = ?
PE
N
PEN
Çevrim empedansı için eşdeğer şeması
XT
RT
XF
XL
RF
PE
RL
RB
X PEN
R PEN
X PE
R PE
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 42
Sayfa 42
− 0,3 |
1. Empedans değerlerinin hesaplanması
1. Transformator
RT , X T
2. Havai hat
RF , X F
3. İletken
RL , X L
4. PEN iletkeni
RPEN , X PEN
5. PE iletkeni
RPE , X PE
I " k1 min =
I
"
k 1 min
=
Toplam:
∑R ∑ X
S
Z S = R S2 + X S2
S
I " k1 min =
c min ⋅ U n
3 ⋅ZS
i p = κ ⋅ 2 ⋅ I " k1
c min ⋅ 3 ⋅ U n
(2 R1Q + 2 R1T + 2 R1L + R0T + R0 L ) 2 + (2 X 1Q + 2 X 1T + 2 X 1L + X 0T + X 0 L ) 2
c min ⋅ 3 ⋅ U n
| 2 Z (1) + Z ( 0 ) |
I
"
k3
=
c ⋅U n
mit Z (1) = Z ( k )
3 Zk
I k" 2
I k"
3
=
2
i p = κ ⋅ 2 ⋅ I "k 3
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 43
Sayfa 43
TT Sistemde topraklama direncinin ve hata akımının
hesaplanması
RQ, XQ
RT, XT
RL A1, XL A1
RA ≤
IH =
L1
L2
L3
N
50V
U
L veya Z S ≤ 0
I Δn
Ia
U0
U0
=
Z T + Z KA1 + Z LA2 + RA + RB RA + RB
RL A2
XL A2
M
3~
RL PE
XL PE
Z S = Z T + Z KA1 + Z LA1 + RA + RB
RA = ?
RB
RA
IH
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 44
Sayfa 44
3. AG ve YG Elektrik Tesislerinde
Topraklamalar
IEC 60 364-5-54
EN 50522
Şok Akımlara Karşı
Güvenlik Önlemleri
IEC 60 364-4-41
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 45
Sayfa 45
A.A etkilerinin akım-zaman bölgeleri
AC-4-1:Ventriküler fibrilasyon
olasalığı <%5
AC-4-2:Ventriküler
fibrilasyon olasalığı ∼%50
Başlangıç
akımı
Açma akımı
ms
100 00
a
Akımın akış süresi
C2
1 000
AC-4-3:Ventriküler
fibrilasyon olasalığı
>%50
AC-2
AC-1
U PT = ?
C3
RCD
30 mA
2 000
500
C1
b
5 000
AC-3
Tehlikeli
fizyolojik
etkiler, ağır
yanıklar ve
ölüm olayları
görülür
AC-4
200
100
50
UL = ?
IH = ?
RV = ?
20
10
UT = ?
0,1 0 ,2
0,5
1
2
5
10
20
Genellikle bir tepki yoktur Genellikle zararlı bir
fizyolojik etki yoktur
ca. 0,75 s
ca. 0,14 s
50 1 00 2 00
500 1000 2000
Vücut
mA akımı
5000 10000
Organik bir hasar olmaz. Geçici kalp kasılmaları, kaslarda
kramp, nefes almada zorluklar görülür
vulnerable
Phase
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 46
Sayfa 46
TN Sistemin incelenmesi:
Dağıtım panosu
L1
L2
L3
PEN
PE
N
Koruma
Potansiyel
dengeleme
iletkenleri
(KPD)
RB
RA
Temel topraklama
B16 A
Ana
topraklama
klemensi
(ATK)
U0 (V)
1. TN sistemde topraklama tesisatın ana öğesi değildir.
2. Hata akımı çevrim empedansı tarafından tayin edilir.
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 47
ta (s)
230
?
400
?
Sayfa 47
TT Sistemin incelenmesi
RT
RL1
L1
L2
L3
IΔn
40 A
PE
N
N
Dağıtım panolarında PE ve N
klemensleri kesinlikle
birleştirilemez.
B/16 A
1. TT sistemde topraklama
tesisatın ana öğesidir.
2. Toprak hatası akımı topraklama
direnci tarafından tayin edilir.
RPE
Direnç toprağın cinsine, nemine,
sıcaklığına ve topraklama
tesisinin yapısına, şekline ve
aşınma durumuna bağlıdır.
RB
Toprak
30 mA
RA
RL2
Ana
topraklama
klemensi
(ATK)
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 48
Sayfa 48
IT Sistemin incelenmesi (IEC 60 364-7 Kısım 710)
L1
L3
PE
IDM
RCD
RCD
A
Potansiyel
dengeleme
iletkenleri
CE
Id
PDB
RT
M
1~
1. hata
2. hata
IDM: Yalıtım izleme düzeneği,
RCD: Artık akım koruma düzeneği
Bu sistemin TT veya TN ile birlikte hastanelerde, maden
ocaklarında ve çok hassas tesislerde kurulması zorunludur.
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 49
Sayfa 49
Topraklayıcı çeşitleri
Topraklayıcı olarak aşağıdaki malzemeler kullanılabilir.
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
Temel topraklayıcı (Kullanılması zorunludur)
Gözlü topraklayıcı
Şerit topraklayıcı
Halka topraklayıcı
Derin topraklayıcı
Yıldız topraklayıcı
Ağ topraklayıcı
Levha topraklayıcı (Kullanılması yasaktır)
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 50
Sayfa 50
Bağlantı
klemensleri
Temel Topraklama
Topraklama
filizi
(30 x 3,5)mm
RE ≈
ADB
2 ⋅ ρE
π .D
4⋅ L⋅ B
D=
π
Çelik donatımlı temel
topraklayıcıya örnek
Mesafe
tutucu
Beton
Toprak
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 51
Sayfa 51
Topraklama tesisleri, koruma iletkenleri ve koruma potansiyel
dengeleme iletkenlerinin gösterilmesi
LPS
PE
Koruma iletkeni
(Güvenlik için)
PE-K
Koruma iletkeni klemensi
(Güvenlik için)
LPS
Tİ
V
V
PE
PE
eKPD Ek koruma potansiyel dengeleme
Duş veya banyo
kabini
AG dağıtım panosu
eKPD
eKPD
Topraklama iletkeni
(Hata akımının toprağa akıtılması için)
KPD koruma potansiyel dengeleme
T1 Temel topraklama
V
PE
T2 Yıldırım koruma topraklaması
eKPD eKPD
LBS Yıldırım koruma tesisi
PE-K
C1 Metal su borusu
V
PE
V
PE
PE
KPD
PE
KPD
KPD
KPD
ATB
(K)
Tİ
C3 Metal gaz borusu
C4 Klima tesisi
C5 Kalorifer boruları
C6 Metal borular (banyoda)
EL
C7 Yabancı iletkenler
TEDAŞ
Enerji girişi
PE-K
Temel topraklama
T2
Kalorifer
KPD
Tİ
AG dağıtım panosu
C2 Pis su boruları
T1
Binanın temeli
V
İşletme cihazları
T2
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 52
Sayfa 52
YG Elektrik Tesislerinde Topraklamalar
Topraklamalar Yönetmeliği
(HD 637 S1, Bölüm 9: Power installations exceeding AC 1kV)
UST
UST
UE
ϕ
E
S
E
E
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 53
Sayfa 53
Direklerde topraklama tesisleri
34,5kV
400V/
230V
Dağıtım
panosu
topraklaması
Trafo yıldız
noktası
topraklaması
Direk
topraklaması
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 54
Parafudr
topraklaması
Sayfa 54
YG` de sınırlı akım süreleri için izin verilen en yüksek dokunma
gerilimleri
1000
9
V 8
7
6
5
c
4
b
3
UTp 2
a
Dokunma gerilimi
1
100
9
8
7
6
5
4
3
3
4
5
6 7 8 9 0,1
2
3
4 5 6 7 8 9 1
2
Akım süresi
3
4 5 6 7 8 9 10
t
a) Hayvanlardaki zamana bağımlı dokunma gerilimi
b) Eski VDE 0141’deki dokunma gerilimi c) Yeni kabul edilen eğri
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 55
s
Sayfa 55
Yıldız noktası direk topraklanmış şebekeler
I″k3
N
I "k1 =
3 ⋅ c min ⋅ U n
Z1 + Z 2 + Z 0
I″k1
Tek kutuplu hata akımı= Toprak kısa devresi
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 56
Sayfa 56
Yıldız noktası bir direnç üzerinden topraklanmış
şebekeler
L1
L2
L3
I k"1 ≤ 2kA
U E > 150V U B ≤ 75V
I″k1
Tek kutuplu hata akımı= Toprak kısa devresi
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 57
Sayfa 57
Yıldız noktası kompanse edilmiş şebekeler
L1
L2
L3
ID =
c ⋅U n
3 ⋅ω ⋅ L
XD
U E ≤ 150V U B ≤ 75V
ID
I Re st = 3...5% ⋅ I CE
I CE = 3 ⋅ ω ⋅ C E ⋅
ICE
I CE = I D
c ⋅U n
3
I Re st ≤ 10% ⋅ I CE ( HD 637 S1)
Tek kutuplu hata akımı= Toprak hatası
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 58
Sayfa 58
Yıldız noktası yalıtılmış şebekeler
L1
L2
L3
10 A < I CE < 35 A
CE
U E ≤ 150V U B ≤ 75V
I CE = 3 ⋅ ω ⋅ C E ⋅
CE
ICE = IF
CE
c ⋅U n
3
Tek kutuplu hata akımı= Toprak hatası
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 59
Sayfa 59
Topraklama sistemlerinin tasarımı için ilgili akımlar
Yüksek gerilim sisteminin tipi
Isıl yüklenme ile ilgili
akımlar
Topraklayıcılar Topraklama
iletkeni
Yıldız noktası yalıtılmış şebekeler
-
6)
Söndürme bobinli tesislerde
Toprak teması
kompanse edilmiş
şebekeler
-
Söndürme bobinsiz tesislerde
9)
I " kEE
6)
Topraklama gerilimi ve
dokunma gerilimleri ile
ilgili akımlar
9)
IE = r ⋅ I + I
2
L
Toprak teması
kompanze edilmiş
ve geçici olarak
yıldız noktası
değeri düşük
empedans
üzerinden
topraklanmış
şebekeler
Yıldız noktası geçici olarak
topraklanmış tesislerde
Öteki bütün
tesislerde
Söndürme
bobinli
tesislerde
Söndürme
bobinsiz
tesislerde
I
"
I
"
4)
k1
6)
-
5)
I
k1
I
"
IE
k1
"
8)
IE
k1
3)
5)
2
I E = r ⋅ I L2 + I Re
st
I " kEE
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 60
2)
2
Re st
I E = r ⋅ I Re st
I " kEE
4)
Yıldız noktası değeri düşük bir empedans
üzerinden topraklanmış şebekeler
7)
I E = r ⋅ IC
2)
I E = r ⋅ I Re st
Sayfa 60
4. Aşırı Akım Koruma Cihazları
İletken ve Kabloların Aşırı
Akımlara Karşı Korunması
IEC 364-4-43
(HD 384.4.43)
PEN (N)
L1
L2
L3
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 61
IEC EN
60269
Sayfa 61
E
gG
MCB
MCCB
IEC EN
60947
IEC EN
60898
IEC EN
61008-1
RCD
(KAR)
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 62
Sayfa 62
Aşırı akımlara karşı akım devresinin korunması:
I k" 3
Aşırı akım
koruma düzeneği
Koruma cihazının
nominal akımı
Dağıtım panosu
İletken değerleri
In
I2
Ib
İşletme akımı, tasarım
akımı
Iz
İletkenin sürekli
akım taşıma
kapasitesi
Ir
Koruma cihazının
açma akımı
I a = 5.....20 ⋅ I n
I k"1min
İletkenin çizelgeden okunan
sürekli akım taşıma kapasitesi
1,45 ⋅ I z
Yük P=2,3kW
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 63
Sayfa 63
Aşırı yükte koruma
Bir kabloyu ya da yalıtılmış iletkeni aşırı yüke karşı koruyan
koruma cihazının karakteristikleri aşağıdaki iki koşula uygun
olacaktır:
Anma kuralı:
Ib ≤ In ≤ I z
Tetikleme kuralı: I 2 ≤ 1,45 ⋅ I z
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 64
Sayfa 64
İşletmede kablo ve iletkenlerin yüklenebilirliği için
düzeltme faktörlerine dikkat edilmelidir.
I z = f1 ⋅ f 2 ⋅ f 2 ⋅ I r
f1 :
Kabloların döşeme türü
Taslak: Çizelge A.2, PVC
f2 :
Kabloların yığılması
Taslak: Çizelge A,17
f3 :
Değişen ortam sıcaklıkları Taslak: Çizelge A,14
f4 :
İşletme türü
Ir :
Çizelgeden okunan değer
EITY
10.02.05
İşletme sıcaklığı:
Kısa devre sıcaklığı:
PVC: 70°C
PVC: 160°C
VPE: 90°C
VPE: 250°C
PE : 150°C
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 65
Sayfa 65
Kısa devrede koruma
5 saniyeye kadar olan açma zamanları yaklaşık olarak
aşağıdaki formül ile hesaplanabilir:
S : İletkenin kesiti (mm2)
2
⎛k ⋅S ⎞
tk = ⎜⎜ '' ⎟⎟
⎝ I k1 ⎠
Ik : Hata akımı (A)
k : Malzeme katsayısı (
A s
mm 2
)
tk : Açma süresi (s)
Çok kısa süreli açma zamanları için (t < 0,1s) aşağıdaki
formül kullanılır:
t/s
2
2
2
Kablo veya
k
iletken
I ⋅t ≤ k ⋅ S
Koruma cihazının
geçirgenlik enerjisi
MCB
gG
İletkenin I²t
yükleme değeri
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 66
I/A
Sayfa 66
Kablo ve iletkenler:
1. Tasarım akımı,
2. Kabul edilebilir en büyük sıcaklık,
3. Gerilim düşümü sınırı,
4. Kısa devre ve toprak hata akımlarına bağlı olarak oluşan
elektromekanik zorlamalar,
5. Açıkta olan iletkenlerde ortaya çıkabilecek diğer mekanik
zorlamalar,
6. Kısa devre ve toprak hatası korumalarının çalışması için gerekli
en büyük empedans sınırı,
dikkate alınarak belirlenecektir.
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 67
Sayfa 67
5. Elektrik Tesislerinde
Gerilim Düşümü Hesabı
IEC 60 364-5-52
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 68
Sayfa 68
IEC 60 364 Kısım 41’e göre
otomatik açma şartları
ZS
Z Ana iletken
Z Şebeke
lmüsade
DIN 18015 − 1
Z Cihaz
Z Pano
kWh
Kofre
Z S (mΩ ) ⋅1000
=
2 ⋅ Rl'30°C
DP
l max
ΔU ≤ 2,5%
ΔU ≤ 0,5%
ΔU ≤ 4%
IEC 60 364 Kısım 52 ve DIN 18015-1’e göre gerilim düşümü
2 ⋅ l AC −1~ ⋅ I b ⋅ cos ϕ
ΔU =
κ ⋅S
T
Q
Q
ΔU =
3 ⋅ I b ⋅ l AC −3~ ⋅ cos ϕ
κ ⋅S
S=
S=
2 ⋅ l ⋅ I b ⋅ cos ϕ
κ ⋅ ΔU
3 ⋅ l ⋅ I b ⋅ cos ϕ
κ ⋅ ΔU
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 69
Sayfa 69
6. Elektrik Tesislerinde
Selektif Açma ve Koruma
IEC 60 364-5-53: Elektrik tesislerinde
cihazların seçimi, tesisi, koruması ve
ayırması
IEC 60 364-7-710: Tıbbi yerler
IEC 60 364-7-718: Kalabalık toplulukların
bulunduğu binalar, Taslak norm
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 70
Sayfa 70
Tesislerde seçicilik
Binalarda
Yapı
Yönetmelikleri
Sayaç panoları
Bölgesel
Yönetmelikleri
s

s
s
s
s
s
s
s

Ana iletkenler
Ana tablo
Yangın
Yönetmelikleri
MCCB
Belediye
Yönetmelikleri
Ana besleme
kablosu
Teknik
Bağlantı
Şartnameleri
Ana kablo
gG
Yapı
bağlantı
kutusu
Genel Proje
Talimatları
Muf
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 71
Sayfa 71
Sigortalar ile devrelerin korunması ve seçicilik
ADP
I n1 = ?
gG
100A
63 160
t (s)
250 400
630
1000
103
TP
50A
50A
102
I n 2 = 100 A
101
2
Kısa
devre
akımı
10-1
800A
1
I n1 ≥ 1,6 ⋅ I n 2
2
Sigorta bandları birbirine
değmemelidir.
NH-Sigortaları
6
16 25 40
100
ts=1,7s
3
101
102
±6% band kaymasına
dikkat edilmelidir.
IEC 60269-1 - VDE0636-201 - 2A bis 1150A
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 72
104
103
Ik=800A
Sayfa 72
Ip (A)
Minyatür kesiciler ile devrelerin korunması ve
seçicilik (MCB)
60
Dakika
Zaman t
300
F1
I2
I1
10
Aşırı yükte açma
F3
I3
1
Saniye
B=?
B=16A
F2
10
5
I3
1
0,4
A
0,1
0,01
I4 I4
1
B C
I5 I5
I4
D
I5
I4
2 3 4 6 810
I5Gecikmesiz
kısa
devrede açma
20 3040 6080100
x Anma akımı In
MCB Minuture Circuit Breaker IEC 60898-1 (IEC 60947-2) - In = 0,5A bis 115A, Icn=3 - 25kA
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 73
Sayfa 73
Güç kesiciler ACB, MCCB (EN 60947-2)
(Termik manyetik şalterler)
L
S
I
N
Aşırı yükte açma „L“
ta (s)
Gecikmeli kısa devrede
açma „S“
1000
I2t
I4t
Standard
Optional
Standard
Optional
tsd
I2t
Gecikmesiz kısa devrede
açma „I“
Standard
Optional
On
Off
Standard
Optional
tr
100
10
Nötr iletkeni koruması
Ir
IrN
Ig
1
0,5 – 1 x Ir
Off
tg
0,1
G
In =630-6300 A
Icu= 50 - 100kA
In =16-1600 A
Icu=45- 100kA
Toprak hatasında açma
Standard
Optional
Isd
tg
I2t
Ii
0,01
0,5
1
5
10
50
x In
L = Long time , inverse time delayed overload release
S = Short-time delay short-circuit release
I = Instantaneous short-circuit release
G = Ground Fault Protection
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 74
tsd
Sayfa 74
7. Elektrik Tesislerinde Ölçümler
IEC 64 364-6-600
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 75
Sayfa 75
Her proje tesis edikdikten sonra aşağıdaki
deneylerin yapılması zorunludur:
1. Ana ve tamamlayıcı potansiyel dengeleme, koruma iletkenlerinin
sürekliliği,
2. Yalıtım direnci gerilim altındaki iletkenler ve her bir gerilim altındaki
iletken ve toprak arasında, tesis enerjilenmeden önce,
3. TT sistemde kurulan topraklayıcının yayılma direnci,
4. TN sistemde çevrim empedansı,
5. Tek faz kısa devre akımı ve olası toprak hatası akımı,
6. RCD mekanik ve elektriksel olarak ölçülecektir.
7. Döner alan ölçülecektir.
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 76
Sayfa 76
8. OG ve YG Şebekelerinin Aşırı Akımlara
Karşı Korunması
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 77
Sayfa 77
Örnek bir şebeke planlaması ve koruması
110 / 20 kV
30MVA
uk = 12%
154/34,5kV
?
?
?
200 / 1? 5? A
Q1?
Ana bara
n.c.
?
200 / 1? 5? A
200 / 1? 5? A
İstasyon 1
200 / 1? 5? A
200 / 1? 5? A
?
200 / 1? 5? A
Kablo uzunlukları
a) 500m
b) 20km
İstasyon 2
200 / 1? 5? A
Trafo 1
20/0,4kV
0,8MVA
6%
In,pri = 23A
In,sek = 1155A
İstasyon 3
?
200 / 1? 5? A
200 / 1? 5? A
OG Şebekesi
?
Trafo 2
20/0,4kV
0,8MVA
6%
In,pri = 23A
In,sek = 1155A
Trafo 3
20/0,4kV
0,8MVA
6%
In,pri = 23A
In,sek = 1155A
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 78
Sayfa 78
Koruma cihazlarının kombinasyonu
Hatayı tesbit - Çevirici
Koruma
MCCB
AMZ
UMZ
UH
Çevirici
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 79
Sayfa 79
Koruma cihazlarının tarihçesi
DIJITAL
ANALOG
MEKANİK
1950
1960
1970
1980
1990
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 80
2000
Sayfa 80
ANSI ve IEC Standartları Koruma
Fonksiyonları
ANSI
IEC
Numarası
simgesi
Anlamı
21
Z
Mesafe rölesi
49
50
I>
I >>
Aşırı yük
hızlı aşırı akım
50N
I E>>
hızlı aşırı akım toprak
87
59
51
51N
46
37
ΔIG >
U>t
I>t
IE > t
I2
I<
Diferansiyel röle
Aşırı gerilim rölesi
bağımlı UMZ
Toprak hatası AMZ
Asimetrik yük
Az akım
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 81
Sayfa 81
OG/YG şebekelerinde aşırı akım
koruma düzenekleri
• UMZ-Koruma düzeneği: Sabit zamanlı
aşırı akım rölesi
(Akımdan bağımsız koruma rölesi)
• AMZ-Koruma düzeneği: Ters zamanlı
aşırı akım rölesi
(Akıma bağımlı koruma rölesi)
• XMZ = UMZ ve/veya AMZ
Fonksiyon için gerekli olan veriler:
Hata kriteri için:
Selektivite kriteri için:
Aşırı akım
Zaman
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 82
Sayfa 82
Transformatörlerin aşırı akımlara karşı
korunması
1. Buchholz rölesi ile koruma
2. Termik röle ile koruma
3. HH sigortalar ile koruma
4. Diferansiyel röle ile koruma
5. Aşırı gerilimlere karşı koruma
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 83
Sayfa 83
Sigortalar ile koruma
Dört ana kriter dikkate alınmalıdır:
1. Selektif seçicilik
2. Rush akımları
3. Transformatörün sekonder tarafında
oluşan kısa devre akımları
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 84
Sayfa 84
10. Akım ve Gerilim Ölçme Transformatörleri
i2
i1
R`b
Akım trafosu
i1
Xi
i2
İletken
Ri
XL
Koruma cihazı
RL
im
X Koruma
P = I2 * R
Xh
R Koruma
XL
RL
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 85
Sayfa 85
Termik yüklenme tehlikesi
i2
[A]
10
P
20,
10VA
RB < R N
<10VA
RB = R N
=10VA
Sekonder akımı
Fi = 10%
RB > R N
>10VA
Fonksiyon tehlikesi
0
10
0
10
P
20,
10VA
20
30
Primer akımı
i 1 [A]
Trafonun nominal yüklenmesi
Nominal aşırı akım katsayısı Kssc
Çekirdek tipi: P = Koruma
Doğruluk % bei Kssc• In
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 86
Sayfa 86
Bağlantı şemaları
İletken kayıpları
I2N = 5A
VA
60
2,5mm2
16mm2
30
2,2
I2N = 1A
1,2
0
2,5mm2
16mm2
0
100
m
200
İletken uzunluğu
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 87
Sayfa 87
11. Motorların Korunması
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 88
Sayfa 88
12. Jeneratörlerin Korunması
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 89
Sayfa 89
Beni dinlediğiğniz için teşekkür ederim.
SORULARINIZ ?
Tüm Derslerinizde ve Yaşamınızda
başarılar dilerim!
Prof. Dr.-Ing.
Roland
Koenigsdorff
Prof.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 90
Sayfa 90
Çay kahve arası
Prof.
Roland
Koenigsdorff
Prof.Dr.-Ing.
Dr. İsmail
Kaşıkçı,
Seite 91
Sayfa 91

Prof. Dr. İsmail Kaşıkçı

Transkript

Benzer belgeler