Dağıtım Panosu Seçimi: Trafo Gücüne Göre Giriş, Çıkış ve Kısa Devre Hesabı

Dağıtım Panosu Seçimi: Trafo Gücüne Göre Giriş, Çıkış ve Kısa Devre Hesabı

400 kVA’lık bir trafonun çıkışına konulacak dağıtım panosunda giriş kesicisi 500 A mı, 630 A mı olmalı? Karar hesapsız verilebilecek kadar kolay görünür; oysa TEDAŞ-MLZ/2003-006.C Alçak Gerilim Dağıtım Panoları Teknik Şartnamesi (Haziran 2020 revizyonu), trafo gücünden giriş ünitesine kadar her kademeyi tablolarla tarif eder. Bu yazıda o tabloların arkasındaki hesabı açıyor, hangi trafo gücüne hangi giriş donanımının oturduğunu ve beklenen kısa devre akımının nereden geldiğini gösteriyoruz.

Dağıtım panosu trafo çıkışında ne işe yarar

Dağıtım panosu, Orta Gerilim (OG) ya da Yüksek Gerilim (YG) tarafından beslenen dağıtım trafosunun Alçak Gerilim (AG) çıkışını alıp şebeke çıkış hatlarına bölen, ölçen ve koruyan komple ünitedir. Şartname bunu net tarif eder: pano fabrikada imal edilmiş, cihazları takılmış, cihazlar arası bağlantıları ve deneyleri yapılmış, sahada yalnızca giriş-çıkış bağlantıları kalmış halde teslim edilir. Tasarım ve imalat TS EN 61439-1 (genel kurallar) ile TS EN 61439-5 (genel şebekelerdeki güç dağıtımı için donanımlar) uyarınca yapılır; içindeki cihazlar TS EN 60947 serisine, sigortalar TS EN 60269’a uygun olmak zorundadır. Anma çalışma gerilimi 231/400 V, 3 faz 4 telli, sistem doğrudan topraklıdır; anma darbe dayanım gerilimi (Uimp) 8 kV’dur.

Burada anlatılan, trafo çıkışındaki şebeke dağıtım panosudur. Bina içindeki ana ve tali panoların (konut, ticari tesis) seçimi ayrı bir konudur; o kararın IP/IK sınıfı, form ayrımı ve kısa devre dayanımı açısından nasıl verileceği elektrik panosu seçimi yazısında anlatılıyor.

Panonun temel bölümleri: giriş, ana bara, çıkışlar, ölçü, koruma

Bir AG dağıtım panosunda şu bölümler bulunur: giriş ünitesi (termik manyetik kesici yani TMK veya doğrudan bara bağlantısı), ana bara (kesit ve ısınma hesabı bara sistemleri yazısında işlenir), çıkış hücreleri (dikey sigortalı yük ayırıcı yani DSYA ile donatılmış), giriş akım trafosu (AT) ve buna bağlı enerji analizörü, parafudr bölmesi, kompanzasyon bölmesi, bir üç fazlı sokak aydınlatma çıkışı ve bir tek fazlı iç ihtiyaç çıkışı. Çıkışlardaki sigorta seçimi ayrı bir konu olduğu için detayını NH sigorta seçimi yazısına bırakıyoruz; burada yalnız panonun bu parçayı nasıl konumlandırdığını anlatıyoruz.

Pano tipi seçimi: dahili mi, harici mi

Şartname panoyu konumuna göre iki ana sınıfa ayırır. Dahili (bina içi) tip kaide tipidir ve 160-1600 kVA aralığındaki trafoları kapsar; koruma derecesi en az IP2X yeterlidir çünkü pano kapalı bir mahalde durur. Harici (bina dışı) tipte iki alt tür vardır: direk tipi (50, 100, 160 kVA) ve kaide tipi (50-400 kVA); bu panolarda koruma derecesi en az IP44 olmak zorundadır, kapı açıldığında bile en az IP2X korunur. Seçimi yönlendiren soru basittir: pano açık havada mı, yağmur ve toz alacak bir noktada mı duracak? Cevap evetse harici tip ve IP44 şart; pano trafo binası veya kapalı bir hücre içindeyse dahili tipin IP2X seviyesi yeterli olur. Direk tipi pano trafo direğine monte edilir ve şartnamede yalnız 50-160 kVA için tanımlıdır; 250-400 kVA harici panolar kaide tipidir. Form ayrımının bakım ve dokunma koruması açısından nasıl değerlendirildiğini pano formları yazısında anlatılıyor.

Trafo gücüne göre giriş ünitesi ve anma akımı seçimi

Giriş ünitesinin anma akımı, trafonun tam yükte çektiği akımdan türetilir:

In = S / (√3 × U), U = 0,4 kV

400 kVA için: √3 × 0,4 = 0,6928; In = 400 / 0,6928 = 577,4 A. Şartname tablosu bunu 580 A olarak yuvarlar. 630 kVA için In = 630 / 0,6928 = 909,4 A (tablo 910 A). 160 kVA için In = 160 / 0,6928 = 230,9 A (tablo 230 A). Şartname tablosundaki anma akımları bu formülle bulunan değerlere çok yakındır; küçük sapmalar yuvarlamadan gelir.

Giriş kesicisinin kademesi trafo anma akımının hemen üstüne oturtulur, tam değerine değil. Yüklenme oranını kontrol edelim:

Yüklenme oranı = In / I_TMK

50 kVA: 72,2 / 80 = 0,902 (%90,2) · 100 kVA: 144,3 / 160 = 0,902 · 160 kVA: 230,9 / 250 = 0,924 (%92,4) · 250 kVA: 360,8 / 400 = 0,902 · 400 kVA: 577,4 / 630 = 0,916 (%91,6).

Bu oranların hepsi %90-92 bandında toplanıyor; yani giriş kesicisi trafo tam yükte çalışsa bile kademesinin tamamını kullanmıyor, küçük bir pay bırakıyor. Yani tam yükte bile kesicinin kademesinde küçük bir pay kalır.

50-400 kVA aralığında giriş donanımı şöyle: 50 kVA → TMK 80 A, kesme kapasitesi 2 kA, AT 100/5 · 100 kVA → TMK 160 A, 4 kA, AT 200/5 · 160 kVA → TMK 250 A, 6 kA, AT 300/5 · 250 kVA → TMK 400 A, 9 kA, AT 400/5 · 400 kVA → TMK 630 A, 15 kA, AT 600/5. 630 kVA ve üzerinde pano girişi doğrudan bara bağlantılıdır. Kompakt şalterlerde kesme kapasitesi ve ayar kararı kompakt şalter seçimi yazısında ayrıca işleniyor. Giriş AT oranları bu kademede şöyle devam eder: 630 kVA 1000/5 · 800 kVA 1200/5 · 1000 kVA 1600/5 · 1250 kVA 2000/5 · 1600 kVA 2500/5.

Kısa devre akımı kontrolü: giriş kesicisinin kesme kapasitesi yeterli mi

Şartname, pano girişinde beklenen en yüksek kısa devre akımını etken ve tepe değer olarak, trafo gücüne göre tablolaştırmış: 50 kVA 2/3 kA (cos φ 0,7) · 100 kVA 4/6 kA (0,7) · 160 kVA 6/10 kA (0,5) · 250 kVA 9/15 kA (0,5) · 400 kVA 15/30 kA (0,3) · 630 kVA 23/48 kA (0,25) · 800 kVA 19/38 kA (0,3) · 1000 kVA 24/50 kA (0,25) · 1250 kVA 30/63 kA (0,25) · 1600 kVA 38/80 kA (0,25).

Bu tabloda dikkat çeken bir nokta var: 630 kVA’dan 800 kVA’ya geçişte beklenen etken kısa devre akımı 23 kA’dan 19 kA’ya düşüyor; güç artıyor ama kısa devre akımı düşüyor. Sebebi hesapta kullanılan trafo kısa devre gerilimi (uk) değerinin değişmesi: 50-630 kVA aralığında uk %4 alınırken, 800-1600 kVA aralığında uk %6’ya çıkıyor. Kısa devre gerilimi arttıkça trafo kısa devre akımını kendi iç empedansıyla daha çok sınırlıyor; bu yüzden daha büyük trafoda güç artsa da kesicinin karşılayacağı kısa devre akımı aynı oranda artmıyor.

Bu mantığı yaklaşık bir formülle doğrulayabiliriz:

Ik ≈ In / uk

400 kVA, uk = %4 = 0,04: Ik ≈ 577,4 / 0,04 = 14.435 A ≈ 14,4 kA (tablo etken değer 15 kA, uyumlu). 630 kVA, uk = %4: Ik ≈ 909,4 / 0,04 = 22.735 A ≈ 22,7 kA (tablo 23 kA). 1000 kVA, uk = %6 = 0,06: In = 1000 / 0,6928 = 1.443,4 A; Ik ≈ 1.443,4 / 0,06 = 24.057 A ≈ 24,1 kA (tablo 24 kA). Üç örnekte de yaklaşık hesap tablo değerine yakın çıkıyor; bu formül yalnızca trafo kısa devre gerilimini sınırlayıcı kabul ediyor, şebeke (OG tarafı) empedansını ve kablo/bara bağlantı empedansını ihmal ediyor. Gerçek sahada bu ek empedanslar devrede olduğu için ölçülen kısa devre akımı genelde bu hesabın altında kalır; yani formül bir üst sınır veriyor, kesin değer değil.

Bu üst sınır, giriş kesicisinin kesme kapasitesini seçerken belirleyici. 400 kVA örneğinde giriş TMK’sının kesme kapasitesi 15 kA, tablodaki beklenen etken kısa devre akımı da 15 kA; pay oranı 15 / 14,4 ≈ 1,04 yani çok dar. Kural nettir: kesicinin kesme kapasitesi, montaj noktasındaki beklenen kısa devre akımına eşit ya da ondan büyük olmalıdır. Bu kadar dar bir payla seçilmiş bir panoda, şebeke güçlendirmesi, trafo gücünün artırılması ya da paralel trafo işletmesi gibi bir değişiklik beklenen kısa devre akımını yukarı çekebilir; bu durumda aynı kademe yetersiz kalır ve giriş kesicisinin kesme kapasitesi yeniden değerlendirilmelidir.

Çıkış düzeni: dikey sigortalı yük ayırıcı, buşon boyu, yedek çıkış ve ölçü

Çıkışlar akım trafolu dikey sigortalı yük ayırıcı (DSYA, TEDAŞ-MLZ/2002-042.B) üzerinden alınır. Buşon tipi sigortalar üç boyda kademelenir: Boy 00 için 160 A, Boy 1 için 250 A, Boy 2 için 400 A. Ana bara terminalleri arası mesafe 185 mm olarak sabitlenmiştir. Güvenlik tarafında önemli bir detay var: ayırıcı açık konuma alınmadıkça sigortalara erişilemiyor, yani enerjili sigorta değişimi mekanik olarak engelleniyor. Yedek çıkışlar boş bırakılacaksa yatay ana baralar o çıkışa uygun uzatılır ve form 2b’ye uygun şekilde kapatılır. Kartuş sigortalar TS EN 60947-3 uyarınca AC-22B kullanım kategorisinde çalışır; sigorta boyutu ve karakteristiği (gG mi aM mi) seçimini ayrıntılı işleyen NH sigorta seçimi yazısına bakılabilir.

Giriş akım trafosunun özellikleri de şartnameyle sabitlenmiş: sekonder akım 5 A, doğruluk sınıfı ölçme için 0,5 ve koruma için 1, ölçü emniyet katsayısı 5, sürekli termik akım 1,2 × In, dinamik anma akımı 2,5 × Ith. Akım terminallerinde klemens bulunur; bu klemens, bakım sırasında AT sekonderinin açık devre kalmaması için uçların kısa devre edilebilmesine izin verir (açık devre kalmış bir akım trafosu sekonderinde tehlikeli yüksek gerilim oluşabileceği için bu önlem önemlidir). Sekonder akımı pratikte şöyle hesaplanır:

I₂ = In × 5 / AT oranı

400 kVA, AT 600/5: I₂ = 577,4 × 5 / 600 = 4,81 A; sürekli termik akım sınırı 1,2 × 600 = 720 A. 160 kVA, AT 300/5: I₂ = 230,9 × 5 / 300 = 3,85 A. Bu değerler, ana girişte kullanılacak enerji analizörünün giriş akım aralığıyla uyumlu olup olmadığını kontrol etmek için gerekli; analizör seçiminde ölçüm sınıfı ve giriş aralığının nasıl belirleneceği enerji analizörü seçimi yazısında anlatılıyor.

Koruma derecesi ve havalandırma: IP, form ve iç ark önlemleri

Dahili panolarda koruma derecesi en az IP2X, harici panolarda kaidesiyle birlikte en az IP44 olmalı; harici panoda kapı açıkken bile en az IP2X korunmalı. Pano koruma derecesi TS EN 61439-2 uyarınca en az form 2B olarak tarif edilir; form ayrımının bakım ve dokunma koruması açısından pratik sonuçlarını pano formları yazısında ayrıntılı işledik. Sıcaklık artışı TS EN 61439-1’in ilgili çizelgesindeki sınırları aşamaz; bu sınırlar tek bir rakamla özetlenmez; tedarikçiden ilgili tip deney raporu istenir. Havalandırma yalnız doğal yoldan yapılır; cebri soğutma (fan ile zorlanmış hava akımı) kullanılmaz.

Yapısal tarafta metal gövde iskeleti en az 2 mm galvanizli saçtan olmak zorunda. Topraklama tarafında en az M12 ölçüsünde paslanmaz bir topraklama terminali bulunur; 630 kVA ve üzerindeki panolarda panonun her iki iç yan yüzünde birer topraklama terminali daha bulunur. Topraklama barası kalay kaplı elektrolitik bakırdan yapılır. Ayrıca iç ark oluşumunu önleyici ve oluşması durumunda süresini kısaltıcı önlemler panoda alınır; şartname bu önlemlerin ayrıntısını tasarıma bırakır.

Parafudr ve kompanzasyon bölmesi

Dağıtım panolarında AG parafudr kullanımı standart bir gerekliliktir; en az Tip 1+2 (10/350 ve 8/20 darbe eğrilerini karşılayan), TS EN 61643-11’e uygun cihazlar tercih edilir. Darbe deşarj akımı Iimp için faz-nötr’de en az 12,5 kA, nötr-toprak’ta en az 50 kA aranır; Tip 2 fonksiyonu için anma deşarj akımı (In) en az 20 kA, maksimum deşarj akımı (Imax) en az 50 kA olmalı. Koruma seviyesi (Up) en çok 1,5 kV sınırında kalmalı. Bağlantı iletkeni en az 16 mm² bakır olmalı ve ana bara ile parafudr arasındaki, parafudr ile toprak barası arasındaki kablo uzunluğu mümkün olduğunca kısa tutulmalı; çünkü bağlantı kablosunun endüktansı, parafudrun gerçek koruma seviyesini saha koşullarında yükseltir. Parafudr girişinde ayrı bir kartuş sigorta veya yatay sigortalı yük ayırıcı bulunur.

Kompanzasyon tarafında panoda sabit kompanzasyon amaçlı bir kondansatör grubu bulunabilir; bu grubun girişinde yatay tip sigortalı yük ayırıcı yer alır. Ancak reaktif/kapasitif güç analizi, sabit grubun şebekeye kapasitif bir yük bindireceğini gösteriyorsa sabit grup kullanılmayabilir. Reaktif güç cezasının nasıl hesaplandığı ve gereken kVAr’ın nasıl bulunduğu kompanzasyon panosu yazısında anlatılıyor.

Pano alırken hangi belgeler istenir

Tasarımın doğrulanması TS EN 61439-5’in 10. maddesi uyarınca deneyle yapılır; hesaplama ve tasarım kurallarıyla yapılan alternatif doğrulama bu şartname kapsamındaki panolara uygulanmaz. Yani “bu pano hesapla doğrulandı” demek bu panolar için yeterli değildir; teklifle birlikte akredite bir laboratuvardan alınmış tip deney raporu verilmesi esastır. Bu rapor, teklif edilen pano tipine birebir ait olmalı; farklı bir modelin ya da güç kademesinin raporu geçerli sayılmaz. Rutin doğrulama ise her teslimatta ayrı ayrı yapılır. Satın alma sürecinde pano ile birlikte şu belgeler istenmelidir: kuvvet şeması, tasarım resimleri, sipariş formu, şalt malzeme kılavuzları ve rutin deney raporu.

Bina içi ana-tali pano düzeninde saha pratiği

Trafo çıkışındaki dağıtım panosundan sonra enerji bina içindeki ana ve tali panolara aktarılır. Bu bölümde sayısal bir kural vermiyoruz: bina büyüklüğü, yük çeşitliliği ve kat planı her projede farklı bir düzen gerektirir. Saha pratiği olarak şunu söylemek yeter: her panonun IP/IK sınıfı ve form seviyesi kendi ortamına göre ayrı değerlendirilir. Bu kararın ayrıntılı kriterleri elektrik panosu seçimi yazısında işlendi; burada yalnız trafo çıkışındaki şebeke panosuna odaklanıyoruz.

Sık yapılan seçim hataları

Sahada tekrar eden birkaç hata var. Birincisi, giriş kesicisi kademesinin trafo anma akımından hesaplanmadan, eldeki malzemeye göre seçilmesi; yüklenme oranı ve kesme kapasitesi kontrolü atlanıyor. İkincisi, giriş akım trafosu oranının enerji analizörünün ölçüm aralığıyla karşılaştırılmaması; sekonder akım analizörün ölçüm aralığıyla uyuşmazsa okumalar güvenilir olmaz. Üçüncüsü, yedek çıkışların boş bırakılırken form 2b’ye uygun kapatılmaması. Dördüncüsü, parafudr bağlantı kablosunun gereğinden uzun çekilmesi; kısa tutulması gereken bu bağlantı uzadıkça parafudrun gerçek koruma seviyesi saha koşullarında yükseliyor. Beşincisi, tip deney raporunun teklif edilen modelle birebir eşleşip eşleşmediğinin kontrol edilmemesi. Altıncısı, harici panoda IP44’ün kaide ile birlikte kapı kapalıyken, kapı açıkken ise en az IP2X’in aranmasının gözden kaçırılması.

Özet: trafo gücünden pano seçimine adım adım

Bir dağıtım panosu seçimi şu sırayla ilerler: önce trafo gücünden anma akımı hesaplanır (In = S / (√3 × U)); bu akıma göre giriş kesicisi kademesi ve akım trafosu oranı tablodan okunur; ardından trafo kısa devre gerilimine göre beklenen kısa devre akımı yaklaşık olarak hesaplanıp (Ik ≈ In / uk) giriş kesicisinin kesme kapasitesiyle karşılaştırılır; pano tipi (dahili/harici, direk/kaide) kurulacağı ortama göre belirlenir; çıkış düzeni, ölçü, parafudr ve kompanzasyon bölmeleri şartname kriterlerine göre tamamlanır; son olarak tip deney raporu ve belgeler teklif aşamasında talep edilir. Bu sıra izlendiğinde pano seçimi tahmine değil hesaba dayanır.

Projenizdeki trafo gücü ve yük profiline göre dağıtım panosu seçimini birlikte netleştirmek isterseniz projenizi bizimle paylaşın.

Trafo gücünüze göre dağıtım panosu seçimini birlikte netleştirmek için projenizi bizimle paylaşın.

📩 dağıtım panosu ihtiyaçlarınız için bize ulaşabilirsiniz.

📧 Teklif ve talepleriniz için: info@electricistanbul.com
🌐 WhatsApp: +90 537 398 12 15