Yılmaz Veli ÖZKALDI

KONU: ELEKTRİK
SUNUM YAPAN: Yılmaz Veli ÖZKALDI
HİDROELEKTRİK SANTRAL
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
JENERATÖR
Jeneratörler, kısaca türbin milinden aldığı
mekanik enerjiyi elektrik enerjisine
dönüştüren makinalardır.
Jeneratör kapasitesi (kVA cinsinden), net
düşü ve debiye bağlı olarak hesaplanan
türbin gücü, jeneratör güç faktörü ve
öngörülen jeneratör verimi göz önüne
alınarak belirlenir.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
Güç faktörü, büyük, orta ve küçük güçlü
jeneratörlerde sırasıyla 0.95/ 0.9/ 0.85
değeri alınarak hesaplara katılır.
Jeneratör gerilimini belirlerken ekonomik
değerlendirme yapılmalıdır.
Yüksek seçilen gerilim değerleri sargıların
izolasyonunu ve ısı iletimini, dolayısıyla
generatörün ağırlığını ve dolayısıyla fiyatı
artacaktır.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
GERİLİM SEVİYESİ
Bu yüzden tüm bu faktörler göz önüne
alınarak nominal gerilim tespit edilir.
 SN ≤ 3 MVA
 3 MVA < SN ≤ 10 MVA
 10 MVA < SN ≤ 40 MVA
 40 MVA < SN ≤ 100 MVA
 SN > 100 MVA
0,4 – 6,3 kV
6,3 kV
11 kV
13.8 kV
>14,4 kV
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
KAYIP VE VERİM
Jeneratörler için kısmi yüklerde (%20, %40, %60, %80 ve
%100) kayıpları ve bunlara tekabül eden verimler
değerlendirilir.
Bir jeneratörün kayıpları aşağıda sıralanmıştır.
 Stator ve rotor sargı dirençlerinden ileri gelen bakır
kayıpları,
 Jeneratörün yatak sürtünmeleri ve devrinden dolayı
oluşan sürtünme ve rüzgar kayıpları,
 Histerezis ve fuko akımlarından kaynaklanan makinanın
manyetik alandaki nüve kayıpları.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
Bir jeneratörün verimi % olarak ifade edilir.
% verim:
100 x Jeneratörden alınan güç
Jeneratörden alınan güç +kayıplar
Jeneratör verimi genel olarak güce bağlı olarak
% 96.5 - 98.5 arasında değişmektedir.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
İKAZ SİSTEMİ
İkaz sistemleri, jeneratör alan sargıları için gerekli olan
doğru akımı sağlar, miktarını düzenler ve tüm güç
düzenleyici kontrol ve koruyucu devreleri ihtiva ederler.
İkaz sistemi, jeneratör kontrol sisteminin bel kemiğidir.
Hidroelektrik Jeneratörler de aşağıdaki ikaz sistemleri
kullanılmaktadır:
• Döner tip ikaz sistemleri (fırçalı veya fırçasız)
• Statik ikaz sistemleri
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
JENERATÖR BÖLÜMLERİ
STATOR:
Kaynaklı çelik konstrüksiyondan imal edilmiş ve
santral binasının bir parçası olarak betona
yerleştirilmiş bir taban plakasından meydana
gelen bir çerçeve ile stator nüvesi ve stator
sargılarından oluşur.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
Stator nüvesi yüksek kalitede aşınmaz, her iki
yüzü ince silisli çelik saçlardan imal edilir.
Saçlar daha sonra düzgün bir şekilde dizilir ve
her iki ucundan kırlangıç tip cıvatalarla
tutturulur. Stator nüvesindeki havanın düzgün bir
şekilde akmasını ve sürtünme kayıplarını
minimize edecek şekilde hava boşlukları
bırakılır.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
ROTOR:
Kutuplar, rotor çemberi, rotor örümceği, rotor
sargısı, sönümleme sargısından oluşur.
Rotor kutup parçaları için yüksek dereceli soğuk
işlemden geçmiş ince çelik saçlar basınç altında
dizilir ve kırlangıç yada t şeklinde geçmelerle
rotor rimine bağlanır.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
Rotor çemberi yekpare bir yapı oluşturmak üzere
yüksek dayanımlı soğuk işlemden geçmiş ince
çelik saçlardan imal edilir.
Radyal, kapalı soğutma sisteminin gerektirdiği
soğutma havası pasajları için yeterli hava
deflektörleri temin edilir.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
JENERATÖR YATAKLARI:
Taşıyıcı yataklar jeneratörün dönen
kısımlarının ağırlığını ve hidrolik basıncı
karşılayacak kapasitede imal edilir.
Genellikle iki parçadan oluşan segmentler
halindeki pabuçlar yay yada pivot denen
bir mil üzerinde desteklenir ve üniform
olarak yüklenir.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
Yataklar yağının soğutulması, yatak yağ
haznesinin içine monte edilen su
soğutucuları ile sağlanır.
Genellikle soğutma suyu serpantinleri yağ
haznesi içinde bulunur.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
Jeneratörün
ilk
çalıştırılması
sırasında
yataklarda bir film tabakası oluşturmak üzere
motorla tahrik edilen yüksek basınçlı yağ
pompaları, boruları ve gerekli kumanda teçhizatı
ile birlikte temin edilirler.
Yağ pompaları hem AC hem de DC kaynağından
beslenen pompalar olmak üzere iki set olarak
sağlanır.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
FREN SİSTEMİ:
Fren sistemi, jeneratör
nominal hızının yaklaşık
olarak % 30 kadarı olan bir
hızdan itibaren 5 dakika
içinde durabilecek şekilde
boyutlandırılır.
Fren sistemi,
boyutlandırılırken türbin
kaçak döndürme momenti de
göz önünde tutulmalıdır.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
NÖTR DİRENCİ
Faz toprak arızalarında
jeneratör ve yardımcı
teçhizat üzerinde aşırı
gerilimleri sınırlamak
ve toprak arıza
rölesinin çalışması için
nötr direnci kullanılır.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
BARA KESİTİ
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
AKKÖPRÜ SANTRALI JENERATÖR
ÇALIŞMA EĞRİSİ
65 MVA, 13.8 kV, 214.3 d/d
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
TRANSFORMATÖRLER
Transformatörler; elektromanyetik endüksiyon
yolu ile elektrik enerjisini, aynı frekansta fakat
farklı gerilim ve akımda, bir veya birkaç devreye
dönüştüren ve hareket eden parçası olmayan
statik bir makinedir.
Transformatörler, genellikle elektriğin iletim ve
dağıtım aşamalarında, elektriğin üretildiği
santrallerde jeneratör gerilimini yükseltmek için
kullanılır.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
Transformatörlerin primer sargı gerilimi bağlı
olduğu generator gerilimine, sekonder sargı
gerilimi ise bağlanacağı sistem gerilimine göre
seçilir.
Transformatörler gerilim regülasyonunu
karşılamak üzere yüksek gerilim sargısı beş (5)
kademe olarak ( 2x2.5%) yüksüz kademe
değiştirici ile donatılır.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
Transformatörlerin anma kapasitesine
jeneratör çıkış gücü ile karşılaştırılarak
karar verilir.
Transformatör nominal kapasiteleri bağlı
olduğu jeneratör kapasiteleri, genel olarak
aynı alınır.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
İÇİHTİYAÇ TRANSFORMATÖRÜ
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
SANRAL OTOMASYONU
Hidroelektrik santrallar uzun yıllar
boyunca hizmet verecek biçimde
tasarlanmaktadır.
Güvenli ve kaliteli elektrik enerjisinin
sağlanması, ancak iyi planlanmış kontrol,
kumanda ve koruma sistemi ile
sağlanabilir.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
Santral otomasyonu içerisinde kontrol, ölçüm ve
korumayı kapsayan sistemler bütünüdür.
Arızaya müdahale süresi santral otomasyonu
sistemi sayesinde en aza indirilmektedir.
Tesisteki geçmişte yapılan tüm işlemler
otomasyon sistemi hafızasında saklanacağından,
bu bilgiler istenildiğinde geriye dönük
incelenebilir ve enerji verimliliği gelecekte
azami düzeye çıkarılabilir.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
SANTRAL KONTROL SİSTEMİ
Kontrol sistemi; otomatik işletme için gerekli
olan sensörleri, tahrik mekanizmalarını ve
otomasyon ünitelerini ihtiva eder.
Üniteler lokal olarak veya bir kontrol
merkezinden işletmek mümkündür.
Kontrol merkezinden santralın bütün bölümleri
izlenebilir ve bütün temel kontrol fonksiyonları
bilgisayar klavyesinden gerçekleştirilir.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
ÜNİTE DEVREYE ALMA SIRALAMASI
• Stop
• Start
• İkazlama
• Paralele alma
• Yük alma
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
NORMAL DURDURMA SIRALAMASI
 Aktif ve reaktif güç kademeli olarak sıfıra
doğru azaltılır ve kesici açtırılır.
 İkaz kesicisi açtırılarak otomatik gerilim
regülatörü devre dışı bırakılır.
 Ayar kanatları tamamen kapatılır.
 Giriş vanası tamamen kapatılır.
 Frenler otomatik olarak devreye girer.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
HIZLI DURDURMA SIRALAMASI
Mekanik arızalar sonucu çabuk durdurma rölesinin
operasyonu dolayısıyla ünite aşağıda belirtilen
sıralamaya uygun olarak durdurulur.
 Ayar kanatları ve giriş vanası aynı anda
kapanmaya başlar.
 Ayar kanatlarının tamamen kapanması
durumunda ünite kesicisi ve ikaz kesicisi açtırılır.
 Frenler otomatik olarak devreye girer.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
ACİL DURDURMA SIRALAMASI
Elektriki arızalar sonucu acil durdurma rölesinin
operasyonu dolayısıyla ünite aşağıda belirtilen
sıralamaya uygun olarak durdurulur.
 Ünite kesicisi derhal açtırılır, ayar kanatları ve
giriş vanası aynı anda kapanmaya başlar.
 Ünite kesicisinin açtırılmasıyla aynı anda ikaz
kesicisi de açılır.
 Frenler otomatik olarak devreye girer.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
YÜKSÜZ İKAZSIZ ÇALIŞMA
 Ünite kesicisi derhal açtırılır, ayar kanatları
yüksüz çalışma için belirlenen açıklığa doğru
kapanmaya başlar.
 Ünite kesicisinin açtırılmasıyla aynı anda ikaz
kesicisi de açılır.
 Ünite yüksüz ve ikazsız durumda çalışmaya
devam eder.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
İÇİHTİYAÇ SİSTEMİ
Bir hidroelektrik santralın iç ihtiyaç sistemi
alternatif Akım (AC) ve Doğru Akım (DC)
sistemlerinden oluşmaktadır.
Elektrik ekipmanı için gerekli iç ihtiyaç enerjisi,
400 V AC ve 110 V DC oluşur.
Acil durumlar için, dizel-jenerator tesis edilir.
Dizel-jenetrator sisteminden öncelikli fiderler
beslenir.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
Alçak gerilim 400 V AC, ünite ihtiyaçları ve
genel ihtiyaçlar için gerekli enerjiyi
sağlamaktadır.
İç ihtiyaç sistemi kapsamında; pompalar,
motorlar, kompresörler, aydınlatma, ısıtmahavalandırma ve klima, ısıtıcılar, fanlar, vs.
sayılabilir.
DC sistemi kapsamında; yedek pompalar, acil
ihtiyaç aydınlatma, koruma röleleri, bilgisayarlar
ve santral otomasyon sistemi vb. sayılabilir.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
AC İÇ İHTİYAÇ SİSTEMİ TEKHAT DİAGRAMI
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
DC İÇ İHTİYAÇ SİSTEMİ TEK HAT DİAGRAMI
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
ŞALT SAHASI
Şalt sahaları, santralda üretilen elektrik
enerjisinin ulusal şebekeye aktarıldığı veya
enerji alış verişinin yapıldığı noktalardır.
Şalt sahaları güvenli bir manevra ve
elektrik güç akışını sağlayacak teçhizatlar
ve yardımcı cihazları içerir.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
Bir şalt sahası tesisinin tasarlanması;
mevcut saha koşulları, güvenli bir işletme
ve bakım kolaylığı gibi konular dikkate
alınarak en ekonomik çözüm araştırılmak
suretiyle belirlenir.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
Açık ve kapalı olmak üzere iki tip şalt sahası
vardır.
Genelde 36 kV gerilim seviyesinde kapalı tip şalt
sahası tasarımı yapılır.
154 kV ve 380 kV gerilim seviyelerinde açık tip
şalt sahası tasarımı yapılır.
Yer durumunun müsait olmadığı durumlarda bu
gerilim seviyesinde de kapalı tip şalt (GIS
Sistemi) tasarımı yapılabilir.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
Şalt sahası gerilim seviyesi, santralın
kurulu gücüne göre TEİAŞ tarafından
belirlenir.
TEİAŞ’ın talebi doğrultusunda; fider sayısı,
bara düzeneği ve gerilimin seviyesine göre
şalt sahası projelendirilir.
ŞALT SAHASI YERLEŞİM PLANI
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
AYDINLATMA
Baraj ve hidroelektrik santralların aydınlatması,
iç ve dış aydınlatma, acil durum aydınlatmasını
kapsamaktadır.
Aydınlatılacak mahallerin (santral binası, şalt
sahası, kret, ulaşım yolları gibi ) aydınlık şiddeti
hesabı seçilen armatüre ve mahallin özelliklerine
göre istenilen lux değerlerini sağlayacak şekilde
yapılır.
Nemli ortamlarda etanj armatürler, akü odasında
aside dayanıklı armatürler kullanılır.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
Aydınlatma projeleri, aydınlık şiddeti hesabını,
komple dağıtım şemasını, kolon şemasını, kablo
kesit hesabını, kablo kesitinin akım taşıma ve
gerilim düşümü yönünden kontrolünü, kablo
kanalları, dağıtım panolarını, anahtar yerlerinin
gösterimini, buatları, linyeleri, bütün armatürleri,
lambaları, prizleri, aydınlatma direkleri, sistemi
tamamlayıcı diğer bütün malzeme ve
aksesuarları içerir.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
Normal aydınlatma için besleme, iç ihtiyaç
trafolarından400/220 V, 3-faz, 50 Hz, doğrudan
topraklı dört telli güç kaynağından olacaktır.
Acil durum aydınlatması, genel aydınlatmada bir
arıza oluştuğu zaman, can güvenliği açısından
bir tehlike oluşmaması için gerekli miktarda
aydınlatma sağlayan, bir grup armatür ve
armatürlere bağlı cihazlardan oluşur.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
TOPRAKLAMA
Elektrik tesislerinde, gerilim altında olmayan bütün
iletken tesisat kısımlarının uygun iletkenlerle toprak
içindeki iletkenlerle irtibatlandırılmasına “Topraklama”
denir.
Topraklama, bir izolasyon hatasının baş göstermesi veya
yıldırım düşmesi halinde meydana gelecek olan adım ve
dokunma gerilimlerinin insan hayatını tehlikeye sokacak
seviyede olmasını önlemek veya bu tehlikeli gerilimleri
tamamen ortadan kaldırmak için yapılır.
Böylece bir taraftan insan hayatı emniyete alındığı gibi
diğer taraftan da işletme emniyeti şartları sağlanmış olur.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
TOPRAKLAMA SİSTEMİNİN TASARIM ESASLARI
• Topraklama yapılacak yerin toprak özgül
direncinin () ölçümü,
• Kısa devre akımının hesabı veya tespiti,
• Topraklama sisteminde kullanılacak olan bakır
iletkenin kesitinin tespiti,
• Topraklama ağı proje taslağının hazırlanması,
• Topraklama direncinin hesaplanması,
• Topraklama ağı, adım ve dokunma geriliminin
kontrolü,
• Sistem eşdeğer direncinin ölçümü,
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
Topraklama sisteminde kullanılacak iletken
kesiti en az 95 mm2 örgülü bakır olmalıdır.
Gerilim altında bulunmayan tüm metalik aksam
topraklama ağı ile irtibatlandırılmalıdır.
Şalt sahasında topraklama ağı, tel fensin 1 m.
dışından geçecek şekilde projelendirilmelidir.
İletkenlerin birbirleriyle bağlantısı termo kaynak
ile yapılmalıdır.
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
TERMOKAYNAK BAĞLANTISI
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
TOPRAKLAMA KAYNAK POTASI
1) Saç kapak
2) Tutuşturucu
3) Grafit pota
4) Kaynak tozu
5) Kaynak tutucu pulu
6) Kanal
7) Kaynak boşluğu
8) Kablo
9) Topraklama çubuğu
1. Barajlar Kongresi – Ekim 2012
SİSTEM TOPRAKLAMA DİRENCİ
Topraklama sistemi tamamlandıktan sonra ölçüm
yapılmalıdır.
 380 kV sistemler için 0,5  veya daha küçük,
 154 kV sistemler için 1,0  veya daha küçük,
 36 kV sistemler için 2,0  dan küçük olmalıdır.
Ölçüm sonucu, yukarıda belirtilen değerlerin
sağlanamaması durumunda ilave topraklama
yapılmalıdır.
İlginize teşekkür ederim…