XLPE Kabloların Kapasitif Etkisi

Bu yazımızda iletim hatlarının ve yeraltı kablolarının reaktif etkisi detaylı olarak anlatılmış, XLPE tipi kabloların reaktif (kapasitif) gücünün nasıl bulunduğu ve ne kadar reaktif etki yaptığı örneklerle incelenmiştir.

A- A+

23.02.2017 tarihli yazı 33096 kez okunmuştur.

Reaktif güç kaynakları nelerdir?

►Jeneratörler
►Kapasitörler ve Reaktörler
►İletim Hatları ve Yeraltı Kabloları
►Katı Hal Dönüştürücüleri
►Transformatörler
►Yükler

Bu yazımızda "İletim Hatları ve Yeraltı Kabloları" maddesinini ele alacağız. İletim hattı ve kabloları reaktif güç sönümlemekte ve üretmektedirler. Öncelikle bu maddeyi bir olay üzerinde inceleyelim daha sonra teknik bilgilisini detaylandıralım.

20 yıl önce yeni bir üniversite kurulmaya başlamış ve bu üniversitenin kampüsü orta gerilim seviyesindeki elektrik enerjisi ile tek bir noktadan beslenmiştir. Kampüs içindeki binaların elektrik enerjisi ise XLPE tipi kablolar ile 2 km mesafeden binaların trafo merkezlerine iletilmiştir. Kampüs yeni yerleşim merkezi olmasından dolayı aktif enerji miktarı çok düşük durumdadır. Elektrik dağıtım şirketi tarafından kampüsün elektrik enerjisinin faturalandırılması sırasında yüksek seviyede reaktif (kapasitif) enerji değeri okunmuş ve bu değer dağıtım şirketinin ceza oranlarına karşılık geldiği için kampüsün elektrik enerjisi faturasına ceza olarak yansıtılmıştır. Bunun sonucunda bu ceza kampüsün kontrol mühendisine bildirilmiş ve sorunun nasıl ortaya çıktığı araştırılmaya başlanmıştır. Araştırılmalar sırasında trafo merkezlerinde bulunan kompanzasyon sistemlerinin röle ayarları kontrol edilmiş kompanzasyon sisteminin arızasından kaynaklanabileceği düşünülmüştür. Ancak tüm sistemin kontrolleri yapılmış ve herhangi bir arızaya rastlanmamıştır. Buna rağmen reaktif enerji ölçüm sayacı reaktif enerji (kapasitif) endeksi yazmaya devam ettiği görülmüştür. Sorunun çözümü hala daha bulunamadığından kompanzasyon sistemleri kapatılmış sayacın endeksleri tekrar kontrol edilmiştir sayaç hala daha reaktif enerji (kapasitif) endeksi yazmaya devam etmiştir. Daha sonra sayaç arızalı olabileceği düşünülmüş ve yeni bir sayaç alınması kararına varılmıştır. Satın alınan sayaç teste tabi tutulmuş ve ölçüm yapması için eski sayacın yerine takılmıştır. Yeni alınan sayaçtan alınan reaktif enerji (kapasitif) endekslerinin arttığı eski sayaçtan bir farkı olmadığı görülmüştür. Bu işlemlerin sonucunda ise sorunun ne sayaçtan ne de kompanzasyon sisteminden kaynaklanmadığı öğrenilmiştir. 20 yıl önceki kısıtlı imkanlara rağmen teknik arayışlara devam edildiğinde internet üzerinden XLPE tipi kabloların reaktif (kapasitif) etkisi ile ilgili bir makaleye rastlanmıştır. Makalede XLPE tipi kablolarının 1m’de ki reaktif enerji seviyesi ve Türkiye'de bulunan enerji nakil hatlarının yer altına alınmasıyla hatlardaki oluşacak reaktif (kapasitif) enerjinin tüketicilere satılabileceği örnekleriyle birlikte anlatılmıştır. Bu makalenin doğrultusunda kampüste yaşanan olayın XLPE tipi kablolarından kaynaklandığı kanısına varılmış ve kampüste bulunan XLPE tipi kabloların reaktif (kapasitif) enerjisi hesaplanmış bu reaktif enerjiyi kampüste tüketecek motor türü cihazların fazla bulunmamasından dolayı trafo merkezlerine şönt reaktör bağlanarak bu sorun ortadan kaldırılmıştır.

Ayrıca aynı olay İstanbul'da bulunan Marmaray Hattında da yaşamıştır.

Şimdi biraz daha detaylandırarak bu iletim hatlarında kullanılan orta gerilim kablolarının yapılarını ve reaktif etkisini teknik olarak inceleyelim. Orta gerilim kabloları bilindiği üzere XLPE tipi kablolardır. XLPE tipi kabloların yapısını inceleyecek olursak;

►İlginizi Çekebilir: Kablo Seçimi ve Uygulamasında 5 Önemli Faktör

►Bakır iletken, çok telli

►İç yarı iletken tabaka
►XLPE yalıtkan kılıf
►Dış yarıiletken tabaka
►Yarı iletken bant
►Bakır ekran
►Polyester bant
►PVC yalıtkan kılıf

3.6/6 kV XLPE İzoleli, Tek Damarlı, Bakır İletkenli Kablolar

XLPE tipi kabloların yapısı yukarıdaki şekilde görüldüğü gibidir. XLPE kablolar yapısındaki bakır iletkenler ve XLPE yalıtkan kılıftan dolayı kondansatör etkisi oluşturmaktır.

Kondansatör etkisi nedir?

Bildiğimiz üzere kondansatörler, iki iletken levha arasına yerleştirilen yalıtkan bir maddeden oluşmaktadır. Devrede elektrik akımını depolamak için kullanırlar. XLPE kabloların yapısını düşünürsek bakır iletken ve XLPE yalıtkan kılıftan oluşması itibarıyla kondansatöre benzemektedir. Bundan dolayı şebekeye kapasitif etki yapmaktadır.

►İlginizi Çekebilir: Fiber Optik Kablo Kullanım Alanları

XLPE tipi kablolar kapasite değerleri nedir?

XLPE tipi kabloların kapasite değerlerini hesaplayarak bulabiliriz ancak XLPE tipi kablolarını üreten firmaların katalog bilgilerinden bu kapasite değerini hazır halde elde etmek mümkündür. XLPE tipi kabloların kapasite değerlerini katalog bilgilerinden edinecek olursak:

23.6/6 kV XLPE İzoleli, Tek Damarlı, Bakır İletkenli Kabloların Katalog Bilgisi

XLPE tipi kabloların kapasitif reaktif gücünü bulmak için ise;

Formüllerinden kapasitif gücü hesaplamak mümkündür.

Örneğin; 1 X 240 / 25 XLPE tipi kablo için katalog bilgisinden C = 0.587 µF / km değerine ulaşılır.

f = 50 Hz
π = 3.14
U = 33 000 V