Elektrik Sistemlerinde Kısa Devre |
1.Bölüm

Elektrik sistemlerinde gerçekleşebilecek olası kısa devre arızalarının önüne geçmek için sistemde bu arızalara dayanabilecek, uygun ekipman kullanmak gerekir. Kullanılan ekipmanların uygunluğunu da kısa devre hesaplamaları yapılarak belirlenebilir. Peki ekipmanların kısa devre hesaplamaları yapılırken hangi verilere sahip olmalıyız? Etiketlerinde ki değerler yeterli midir? Cevabı yazımızın devamında.

A- A+

22.09.2019 tarihli yazı 11887 kez okunmuştur.

Elektrik Kısa Devre Elektrik Kaynakları Jeneratör Senkron Motorlar İndüksiyon Motorları Trafo Reaktör

Yeni bir elektrik sistemi ya da elektrik devresi tasarlarken tasarımcıyı en çok zorlayan konulardan bir tanesi kısa devre analizidir. Sistemde kullanacağı elektrik ekipmanlarını kısa devre hesaplamasına dahil etmek zorundadır. Bu hesaplamayı yaparken de ihtiyacı olan akım, gerilim bilgilerini ve diğer verileri göz önünde bulundurması gerekir. Örneğin tek hat şeması oluştururken kullanacağı jeneratör ya da elektrik motorunun kısa devre akımlarını doğru hesaplamazsa, sistem gerçeğe döküldüğünde motorların dayanım sınırlarını aşan kısa devre akımlarına maruz kalmaları mümkündür. Bu gibi durumların önüne geçmek içinde sistemde kullanacağı tüm ekipmanın; kısa devre hesaplamalarında kullanılan değerlerine erişmeli ve bunlar ile hesaplamaları yapmalıdır.

Aşağıdaki bölümlerde elektrik sistemlerinde kullanılan elemanların ve ekipmanların kısa devre hesaplamalarını yapmak için hangi verilere ihtiyaç olduğunu ve bu verilerin ne kadarına ulaşabileceğimizden bahsedeceğiz.

►İlginizi Çekebilir: Alçak Gerilim Tesislerinde Kısa Devre Hesaplamaları

1) Elektrik Kaynakları

Sistem tasarımında kullanılacak elektrik kaynaklarının akım, gerilim bilgileri, X/R oranı, direnç, reaktans değerleri genel olarak bilinir. Bu değerlerin tahmin edilmesine gerek duyulmaz. Ancak kısa devre hesaplamalarında kritik nokta; kısa devre empedanslarının doğru olarak belirlenmesiyle kısa devre akımı hesaplamasındaki hatayı minimize etmektir. Empedans değeri bilinmeyen elektrik kaynaklarının değerleri ekipman üreticisinden mutlaka edinilmelidir. Kesinliği teyit edilmemiş, doğru olmayan empedans değeri devre akımının yanlış hesaplamasına sebep olur. Bulunan yanlış akım değerine göre tasarlanan devre ise olası kısa-devre durumlarında tüm sistemi tehlikeye iter.

2) Jeneratörler

Jeneratörün dahil olduğu sistemlerde, jeneratörün de kısa devre akımını hesaplamak gerekir. Jeneratör üzerinde bulunan etikette üretici firmanın model ve seri numaraları, akım, gerilim, güç bilgileri, verimliliği ve frekans değerleri bulunur. Ancak bu veriler ile kısa devre hesaplamaları yapmak için mümkün değildir.

Jeneratörlerde kısa devre hesabı; ara geçiş süreci (sub-transient), geçiş süreci (transient) ve kararlılık süreçlerinde (steady-state) ayrı ayrı yapılır. Ara geçiş sürecinde ara geçiş reaktansı ve nominal hata gerilimi, geçiş sürecinde geçiş empedans değeri, kararlılık sürecinde jeneratör senkron reaktansı ve kısa devre akımı küçülme eğrisi bilgilerine ihtiyaç vardır. Bu veriler üretici firmalardan mutlaka alınmalıdır.

►İlginizi Çekebilir: Elektrik Tesislerinde Arızalar

3) Senkron Motorlar

Senkron motorlarda da jeneratörlerde olduğu gibi etiket bilgileri kısa devre hesaplaması yapmak için yeterli değildir. Senkron motor düzeltilmiş empedansı, motor alt-geçiş empedansı ve motor empedansı bilgileri edinildiğinde doğru bir kısa devre analizi yapılabilir.

►İlginizi Çekebilir: Senkron Motorlar | ElektrikPort Akademi

4) İndüksiyon Motorları

İndüksiyon motorlarının etiket bilgilerinde genel olarak; görünür güç, güç, nominal akım ve gerilim, hız ve frekans bilgileri yer alır. Ancak bu bilgilerde kısa devre hesabı için yeterli değildir.

İndüksiyon motorlarının kısa devre hesaplamaları için önemli bir nokta olan reaktans değerini bulmak için motorun kalkış anındaki nominal akım bilgisine ihtiyaç vardır. Bu bilgi ise üretici firmadan tedarik edilebilir.

►İlginiz Çekebilir: Alternatif Akım Motorları (Alternating Current) | Birinci Bölüm

5) Trafolar

Transformatörlerin etiket bilgileri kısa devre hesaplaması yapmak için yeterlidir. Kısa devre empedansını hesaplamak için gerekli olan direnç ve reaktans değerlerine etiket bilgilerinde ulaşılır. Empedansı bulduktan sonra ise sekonder taraf kısa devre yapılarak, primer tarafa uygulanan nominal gerilim ile kısa devre akımı bulunur.

►İlginizi Çekebilir: Kablolarda Arıza Tespiti ve Kablo Arıza Tespit Cihazları

6) Reaktörler

Reaktörlerin etiket bilgileri kısa devre empedansının hesaplanması için gereken bilgileri çoğunlukla içerir. Genellikle yüzdesel oran olarak belirtilen empedans değeri, etikette bulunmadığı taktirde; reaktörün gerilim düşümü, reaktör akımı ve nominal şebeke gerilimi değerleri kullanılarak hesaplanır.

Yazımızın bir sonraki bölümünde, elektrik sistemlerinde kullanılan diğer elemanların ve ekipmanların kısa devre hesaplamalarını yapmak için hangi verilere ihtiyaç olduğunu ve bu verilerin ne kadarına ulaşabildiğimize değineceğiz.

2. Bölüme Buradan Ulaşabilirsiniz

Kaynak:

►electrical-engineering-portal