Kategori: ELEKTRİK TEKNİK MAKALELER (Page 6 of 10)

Elektrik teknik makaleler: elektrik mühendisliği dünyasından en güncel teknik makaleler. Teori ile pratiği birleştiren derinlemesine analizler, akademik araştırmalar ve sektörel incelemeleri hemen okuyun. Profesyonel mühendislik çalışmaları ve elektrik teknik makaleler kütüphanesi. Güç sistemleri, otomasyon ve enerji üzerine yazılmış güncel teknik incelemelerle bilginizi tazeleyin. Elektrik mühendisliği literatürüne dair her şey! Yenilikçi çözümler, vaka çalışmaları ve teknik makaleler ile mühendislik vizyonunuzu küresel standartlarda geliştirin.

TERMİK SANTRAL NASIL ÇALIŞIR?

Şubat 4, 2024 / / 0 Comments

TERMİK SANTRAL NEDİR?

Termik santral nasıl çalışır sorusuna yanıt vermeden önce kısaca termik santral tanımını yapmak gerekir. Termik santraller, elektrik enerjisi üretmek için termal enerjiyi kullanarak çalışan tesislerdir. Bu santraller, fosil yakıtlar veya nükleer enerji gibi kaynaklardan elde edilen ısı enerjisini elektrik enerjisine dönüştürerek güç üretirler. Bu makalede, termik santrallerin çalışma prensipleri ve teknolojik detayları ele alınacaktır.

Katı, sıvı ve gaz formundaki termik kaynaklar, uygun şartlarda ve uygun ortamlarda yanarak yakıtın sağladığı ısı enerjisi ve genleşme prensibinden faydalanılarak mekanik enerji elde edilir. Bu elde edilen mekanik enerji, alternatörler aracılığıyla elektrik enerjisine dönüştürülen tesislere termik santraller adını taşır. Termik santrallerde üretilen elektrik enerjisinin birim maliyeti, hidroelektrik santrallerde üretilen elektriğe göre oldukça yüksektir. Şu anda, kömür, doğal gaz, jeotermal enerji, petrol ürünleri, biyogaz ve nükleer yakıt gibi çeşitli termik kaynakları kullanan birçok termik santral bulunmaktadır.

Termik Santraller Bazı Ülkelerde Elektrik Üretiminin Büyük Bir Kısmını Oluşturur.

Termik santrallerin, yakıtın ve mekanik enerji üreten makinenin cinsine göre çeşitleri şunlardır:

Yukarıdaki termik santral tiplerinden bu makalede buhar ve gaz türbinli santraller incelenecektir. Nükleer santraller ve dizel santraller ayrı teknik makalelerde anlatılacaktır.

Buhar Türbinli ve Gaz Türbinli Termik Santraller

Termik Santral Nasıl Çalışır? Buhar Türbinli Termik Santraller

Termik santrallerde buhar kazanlarında yakıt ve hava karışımı uygun şartlarda yakılır. Bu sırada kazanda bulunan sudan, yüksek sıcaklıkta yüksek basınçlı buhar elde edilir. Elde edilen yüksek basınçlı buhar, buhar türbinine gönderilerek mekanik enerji elde edilir. Buhar türbinine akuple olan alternatörde bu enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Bu prensiple çalışan termik santrallere buhar türbinli santraller denir. Buhar türbinli santrallerde yakıt olarak linyit kömürü, fuel-oil, doğal gaz ve büyük şehirlerin çöp atıkları vb. kullanılır. Termik santraller, üretilen elektrik enerjisinin maliyetini daha fazla artırmamak için kullanılan yakıtın bulunduğu yerin yakınına kurulur. Santralin kurulacağı yere yakın, büyük su kaynağının da bulunması gerekir. Çünkü buhar elde etmek için çok fazla suya ihtiyaç vardır.

Prensip olarak bir buhar türbinli termik santralin çalışması şu şekildedir: Besleme suyu pompasından basılan su, kazana gönderilir. Kazanda ısıtılan su ilk önce buharlaşır, sonra kızdırıcılardan geçerek kızdırılır (nemi alınır). Elde edilen kızgın buhar, buhar türbinine gönderilir. Buhar türbininin kanatlarına çarpan buhar, türbini döndürür. Buhar türbinine bağlı alternatör bu dönme şeklindeki mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Alternatör çıkışı bir yükseltici trafo ile enerji nakil hatlarına verilir. Buhar türbininde işi biten çürük buhar, kondanser denilen yoğunlaştırıcılara gelerek tekrar su hâline dönüştürülür ve besleme suyu pompası ile tekrar kazana girer. Bu işlem bir döngü içerisinde devam ederek termik yolla elektrik enerjisi üretimi gerçekleşmiş olur. Buhar türbinli santraller, yıllık yağış ortalamasının düşük olduğu zamanlarda, hidroelektrik santrallere alternatif olarak termik enerji kaynaklarının kullanılmasıyla elektrik enerjisi üretimine devam eder. Yılın her mevsiminde istenilen niteliklerde ve sürekli enerji üretebilmesi özelliğinden dolayı elektrik enerjisi üretiminde önemi büyüktür. Isı değeri düşük linyit kömürü gibi katı yakıtların değerlendirilmesine imkân sağlamakla beraber, santral bacalarından çıkan atıklar nedeniyle asit yağmuru ve sera gazı etkisi yaratmaları da söz konusudur.

Buhar Türbini

Buhar türbinlerde bulunan başlıca bölümler şu şekilde açıklanabilir. Kömür silosu (bunker), besleyici, öğütücü, yakıcı gibi bölümler kömürün depolandığı, uygun miktara getirildiği, yakıldığı bölümleri içerir. Kazan ise buharın toplandığı bölüm olup, bu buhar kızdırıcıda basıncı artırılır. Ekonomizer oluşan sıcaklığın besleme suyunun ısıtılmasında kullanılır. Böylece sistemin verimi artar. Türbinler, yüksek sıcaklıktaki buharın kinetik enerjisini, mekanik enerjiye dönüştürdüğü yapıdır. Ortalama 500-1000 derece arasında bir sıcaklıkta çalışırlar. Alternatör ise rotor miline bağlı türbin milinin hareket sayesinde mekanik enerjinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü elektrik makinesidir. Kondenser (yoğunlaştırıcı) ise türbinden çıkan kullanılmış buharın yoğuşturularak tekrar suya dönüştürülmesinde kullanılan yapıdır. Külhan, yakılmış kömür küllerinin toplandığı kısım olup, baca ise kazandaki artık kullanılmayacak duman gazının dışarıya, atmosfere atıldığı bölümdür.

Termik Santral Çalışma Şeması

Termik Santral Nasıl Çalışır? Gaz Türbinli Termik Santraller

Küçük ve orta ölçekli enerji taleplerini karşılayan, puant dönemlerinde hızla devreye giren ve bu süre zarfında faaliyet gösteren tesislerdir. Elektrik şebekelerinde, enerji talebinin zirve yaptığı (puant saatleri) anlarda ani talep artışlarına hızlı bir tepki verebilen tesislere büyük bir ihtiyaç vardır. Bu ihtiyacı karşılamak üzere devreye giren tesisler genellikle gaz türbinli santrallerdir. Buhar türbinli santrallere göre daha küçük bir alan kaplar, daha az su kullanır ve daha hızlı tepki verebilirler. Gaz türbinli santrallerde genellikle motorin, benzin ve doğal gaz gibi çeşitli yakıtlar tercih edilir. Bu tesisler, enerji üretiminde esneklik ve hızı ön planda tutarak tasarlanmıştır, böylece elektrik şebekelerindeki dalgalanmalara etkili bir şekilde yanıt verebilirler.

Gaz türbininden mekanik enerji elde etme sürecini biraz daha teknik bir dille anlatmak gerekirse: Gaz türbinli sistem, mekanik enerjiyi elde etmek için bir dizi hassas hareket içerir. İlk adım, türbinin dönme hareketini başlatan asenkron motorun devreye girmesiyle olur. Bu motor, genellikle “start motoru” olarak adlandırılır ve gaz türbinini başlangıç hızına getirmekle sorumludur. Start motoru, gaz türbinini belirli bir hıza getirene kadar devrede kaldığından, sistemi kendi kendine hızlandırma yeteneğine sahiptir. Bu hız seviyesine ulaşıldığında, start motoru devre dışı bırakılır ve gaz türbini, belirli bir hızın altında dönmeye devam eder. Gaz türbini belirli bir hızda dönerken, yanma odasındaki ateşleme sistemi devreye girer. Bu aşamada, doğal gaz yanar ve bu yanma basıncı, türbinin kanatlarına etki ederek dönme hareketini sürdürür. Start motoru devre dışı bırakıldığından, gaz türbini artık kendi enerjisiyle hareket eder. Gaz türbininin dönme hareketi, türbine bağlı bir alternatör sayesinde elektrik enerjisine dönüştürülür. Bu şekilde, mekanik enerji elektrik enerjisine çevrilerek sistemin verimli çalışması sağlanır.

Termik Santraller, Elektrik Enerjisi Üretmek İçin Termal Enerjiyi Kullanarak Çalışan Tesislerdir.

Buhar Türbinli ve Gaz Türbinli Santraller Arasındaki Fark Nedir?

Buhar türbinli santraller, genellikle kömür, doğal gaz, petrol ürünleri veya nükleer enerji gibi farklı kaynaklardan elde edilen ısıyı kullanarak çalışır. Bu ısı, bir kazan içinde su buharı üretmek için kullanılır ve bu buhar türbinin kanatlarını döndürerek mekanik enerji üretir. Genellikle Rankine çevrimi olarak bilinen bir çevrimi kullanır. Bu çevrimde, su buharı türbinin çarklarını döndürdükten sonra soğutulup tekrar su haline getirilir. Gaz türbinli santraller ise, genellikle doğal gaz gibi yanıcı gazları kullanarak çalışır. Bu gazlar, bir türbin içinde yakılır ve yüksek hızda çıkan sıcak gazlar, türbinin kanatlarını döndürerek mekanik enerji üretir. Genellikle Brayton çevrimi olarak bilinen bir çevrimi kullanır. Bu çevrimde, gaz doğrudan türbine gider ve ardından soğutulup tekrar kullanılır.

Özetle, gaz türbinli santraller daha hızlı yanıt verme yeteneğine sahipken, buhar türbinli santraller genellikle daha yüksek verimlilik sağlar, ancak daha uzun başlangıç ve duruş süreçlerine sahiptir. Her bir tür, belirli uygulama ve enerji ihtiyaçlarına yönelik avantajlara sahiptir.

Termik Santraller: Çalışma Prensipleri ve Kömürün Rolü

Termik santraller, fosil yakıtların yakılmasıyla elde edilen ısı enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren tesislerdir. Termik santral nedir? sorusuna yanıt olarak, genellikle kömür, asfaltit, veya gaz gibi yakıtların yakıldığı, bu yakıtların ısısıyla suyun buhara dönüştürüldüğü ve bu buharın türbinleri döndürerek elektrik ürettiği sistemlerdir. Buhar türbinli termik santraller, bu prensibe dayanırken, gaz türbinli termik santraller, doğal gazın yanmasıyla türbinleri çalıştırır. Türkiye’de yaygın olan kömür termik santralleri, enerji üretiminde önemli bir yere sahiptir. Linyit ile çalışan termik santraller, yerel kaynaklardan faydalanarak enerji üretirken, ithal kömür santralleri dışarıdan temin edilen kömürle çalışır. Linyit kömürü ile çalışan termik santraller ve taş kömürü ile çalışan termik santraller, farklı türde kömürlerin yakılmasıyla yüksek ısı sağlayarak elektrik üretir. Kömür yakılarak elektriğin üretildiği enerji santrali hangisidir? sorusunun yanıtı, kömürle çalışan termik santrallerdir.

Termik santrallerin çalışma prensibi, yakıtın yanmasıyla ortaya çıkan ısının suyu buhara dönüştürmesi ve bu buharın, türbinleri döndürerek elektrik üretmesidir. Kömür santrali nasıl çalışır? sorusuna bu şekilde yanıt verilebilir. Alarko kömür santrali ve diğer yerel tesisler, bu sistemle enerji üretimi yapar. Ayrıca, asfaltit ile çalışan termik santraller, bu özel tür yakıtı kullanarak enerji üretiminde farklı bir seçenek sunar. Termik santrallerin bir başka önemli özelliği, geniş çeşitliliğe sahip olmalarıdır. Linyit termik santralleri, taş kömürü termik santralleri, ve gaz türbinli santraller, kullanılan yakıt türüne bağlı olarak farklı yapıda olabilir. Buhar türbinli santraller, enerji üretiminde en yaygın kullanılan modellerdir. Sonuç olarak, termik santraller, enerji üretiminde fosil yakıtların etkin bir şekilde kullanıldığı tesislerdir. Bu santraller, Türkiye’nin enerji ihtiyacının büyük bir kısmını karşılamakta ve yerli kaynaklardan linyit ve asfaltit gibi yakıtları kullanarak enerji üretimine katkı sağlamaktadır.

TÜRKİYE ENERJİ KAYNAKLARI – HANGİ ENERJİ KAYNAKLARINI KULLANMALIYIZ?

Şubat 4, 2024 / / 0 Comments

TÜRKİYE ENERJİ KAYNAKLARI – HANGİ ENERJİ KAYNAKLARINI KULLANMALIYIZ?

Türkiye enerji kaynakları açısından hem geleneksel hem de yenilenebilir seçeneklere sahip karma bir yapıya sahiptir. Türkiye elektrik üretimi içinde kömür, doğal gaz ve hidroelektrik gibi kaynaklar uzun yıllardır önemli bir rol oynamaktadır. Son yıllarda ise güneş enerjisi türkiye genelinde yaygınlaşmış, solar enerji türkiye’de kurulu gücün önemli bir parçası haline gelmiştir. Türkiye rüzgar enerji birliği gibi yapılar, rüzgar santrallerinin koordinasyon ve yatırım süreçlerini desteklemektedir. Türkiye nükleer santral projeleriyle birlikte enerji çeşitliliğini artırmayı ve dışa bağımlılığı azaltmayı hedeflemektedir. Aynı zamanda türkiye’de enerji depolama çözümleri de yenilenebilir kaynaklarla entegre olarak gelişmektedir. Ceyhan güneş enerjisi projeleri gibi bölgesel yatırımlar, türkiyede yenilenebilir enerji potansiyelinin farklı bölgelerde etkin şekilde kullanılabileceğini göstermektedir. Türkiyenin en büyük yenilenebilir enerji şirketleri bu dönüşümde önemli rol üstlenmekte, özel sektör yatırımları ile ülkenin enerji geleceği yeniden şekillenmektedir.

Türkiye’nin Kurulu Gücü ve Elektrik Tüketimi

Türkiye enerji kaynakları bakımından zengin bir ülkedir. T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı verilerine göre 2023 yılı Aralık ayı sonu itibarıyla ülkemiz kurulu gücü 106.668 MW’a ulaşmıştır. Türkiye’nin kurulu gücünün kaynaklara göre dağılımı; %30,0’ı hidrolik enerji, %23,8’i doğal gaz, %20,5’i kömür, %11,1’i rüzgâr, %10,6’sı güneş, %1,6’sı jeotermal ve %2,6’sı ise diğer kaynaklar şeklindedir. Ayrıca ülkemizde elektrik enerjisi üretim santrali sayısı, 2023 yılı Aralık ayı sonu itibarıyla 13.077’ye (Lisanssız santraller dahil) yükselmiştir. Mevcut santrallerin 756 adedi hidroelektrik, 68 adedi kömür, 365 adedi rüzgâr, 63 adedi jeotermal, 344 adedi doğal gaz, 10.990 adedi güneş, 491 adedi ise diğer kaynaklı santrallerdir. Türkiye Ulusal Enerji Planı’nın yaptığı çalışmaya göre göre ülkemizin elektrik tüketiminin 2025 yılında 380 TWh, 2030 yılında 455 TWh, 2035 yılında ise 510 TWh değerlerine yükselmesi düşünülmektedir.

Türkiye Enerji Kaynakları ve Elektrik Üretimindeki Oranları

Türkiye enerji kaynakları bakımından, T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı verilerine göre Türkiye’nin 2023 yılında elektrik üretiminin, %36,3’ü kömürden, %21,4’ü doğal gazdan, %19,6’sı hidroelektrikten, %10,4’ü rüzgardan, %5,7’si güneşten, %3,4’ü jeotermal enerjiden ve %3,2’si diğer kaynaklardan elde edilmiştir.

2023 Yılı Türkiye’nin Elektrik Üretiminin Enerji Kaynaklarına Göre Dağılımı

Türkiye Enerji Kaynakları Kullanımında Termik, Nükleer, Yenilenebilir ve Diğer Kaynaklar

Türkiye enerji kaynakları bakımından zengin bir ülkedir. Başlıca Türkiye enerji kaynakları kömür, petrol, doğalgaz, biyogaz, nükleer, hidroelektrik, güneş, rüzgar, jeotermal enerji sayılabilir.

Türkiye Enerji Kaynakları: Kömür

Ülkemizde enerji üretiminde termik santrallerde en çok linyit kömürü kullanılır. Linyit kömürünün ısı değeri 2000-5000 kcal/kg arasındadır. Türkiye’de genelde Kütahya Tunçbilek’te, Manisa Soma’da, Muğla Yatağan’da, Kahramanmaraş Elbistan’da, Bolu Mengen’de linyit çıkarılır. Taş kömürünün ısı değeri ise 5000-8000 kcal/kg arasındadır. Linyitten sonra enerji üretiminde en çok kullanılan kömür tiplerinden biri ise taş kömürüdür.

Kömürün Cinsine Göre Isıl Enerji Değeri Değişkenlik Gösterir.

Petrol

Ham petrol rafineri tesislerinde işlendiğinde dizel (mazot), benzin, motorin, fuel-oil ürünlerine dönüştürülür. Bu ürünler termik santrallerde enerji üretiminde yakıt olarak kullanılır. Ülkemizde genelde Batman’da ve Şırnak’ta petrol yataklarından petrol çıkarılmaktadır. Ancak yıllık kullanılan petrol miktarının büyük bir çoğunluğu başka ülkelerden ithal edilmektedir. Petrol, genel olarak yaklaşık olarak 10,000 kcal/kg civarında bir ısı değerine sahiptir. Ancak, petrol bileşimleri ve kökenine bağlı olarak bu değer değişiklik gösterebilir. Farklı tipte petrol kaynakları, petrol rafineleri ve işleme süreçleri, petrol ürünlerinin özelliklerini belirleyen faktörler arasında yer alır. Isı değeri, petrol ürünlerinin yanma sırasında saldığı enerji miktarını temsil eder. Farklı petrol ürünleri, benzin, dizel, fuel-oil gibi, farklı ısı değerlerine sahip olabilir.

Doğalgaz

Doğalgaz da petrol gibi yer altından çıkarılır. Metan oranı yüksek yanıcı bir gazdır. Çevreye kömür ve petrole göre daha az zarar verdiğinden ve birim kg başına üretilen ısı enerjisi daha yüksek olduğu için dünyada da enerji üretiminde tercih edilmektedir. Doğalgazın ısı değeri, kullanılan bileşenlere ve kaynağa bağlı olarak değişebilir. Ancak, genellikle doğalgazın ısı değeri ortalama olarak yaklaşık 8,000 kcal/kg civarındadır. Hem ısı hem de elektrik üretiminde kullanılır. Ülkemizde doğalgaz rezervi çok azdır. Yaklaşık %90 ve üzerinde bir oranda doğalgaz başka ülkelerden ithal edilmektedir.

Biyogaz

Biyogaz yakıtları genelde hayvan ve bitki artıklarından elde edilir.  Odun, kentsel atıklar, tarımsal artıklar, hayvansal artıklar gibi kaynakları içine alır. Bu ürünler sayesinde elektrik üretilir. Hayvansal artıkların veya gübrelerin oksijensiz bir ortamda tepkimeye girdiğinde biyogaz oluşur. Bu gaz, % 40-70 metan, % 30-60 karbondioksit, % 0-3 hidrojen sülfür ile çok az miktarda azot ve hidrojen bulunan bir gaz karışımıdır. Bu gaz ısı enerjisi üretiminde yakıt olarak kullanılan tesislere biyogaz santralleri denir.

Biyogaz Hayvan Artıklarından Elde Edilebilen Bir Gaz Çeşididir.

Uranyum

Uranyum, nükleer enerji üretimi için kullanılan bir yakıttır. Nükleer reaktörlerde uranyum çubuklarından gelen nötronlar, uranyum-235 izotopunu fisyona uğratarak enerji üretir. Bu enerji, genellikle megajoule cinsinden ifade edilir Uranyumun ısı değeri genellikle belirli bir enerji içeriğiyle ifade edilmez, çünkü uranyumun ısı değeri yakıt çubuklarından çıkan nükleer reaksiyonlar sonucu ortaya çıkan enerjiyle ilgilidir. Bununla birlikte, uranyumun ısı değerini belirlemek için kullanılan birim genellikle megajoule (MJ) veya kilowatt-saat (kWh) gibi enerji birimleridir. 1 kg doğal uranyumda ortalama 2500 MJ enerji ortaya çıkabilir. Ülkemizde Mersin Akkuyu Nükleer Santralinin planlanan kurulu gücü 4800 MW’dır. 1200 MW’lık 4 adet reaktörden oluşan santralin ilk reaktörü 2024 yılında devreye alınması planlanmaktadır.

Türkiye Enerji Kaynakları: Güneş Enerjisi

Güneş enerjisi, hidrojen gazının helyuma dönüşmesiyle gerçekleşen füzyon süreci sonucu ortaya çıkan ışıma enerjisidir, bu güçlü ve temiz enerji kaynağı güneşten yılda yaklaşık 3,9×1026 W enerji yaymaktadır. Atmosferin dış yüzeyine düşen her metrekareye ortalama 1.367 W enerji düşerken, bu ışımanın bir kısmı atmosfer tarafından emilirken bir kısmı yansır. Türkiye’de güneş enerjisinin değerlendirilmesi için Bakanlık tarafından yapılan çalışmalar artmış ve bu yenilenebilir enerji kaynağı, temiz ve sürdürülebilir enerji üretimi için önemli bir potansiyele sahiptir. Ülkelerin fosil kaynaklardan kaçınma çabalarıyla birlikte güneş enerjisinden elektrik üretimi, ısıtma ve diğer alanlarda yapılan araştırmalar artmış, fotovoltaik sistemler ise güneş ışığını doğrudan elektriğe çevirmede popüler bir metot haline gelmiştir. 1970’lerden sonra hız kazanan güneş enerjisi çalışmaları, teknolojik ilerlemeler ve maliyet azalmalarıyla temiz enerji kaynakları arasında önemli bir yer edinmiştir. Güneş enerjisinin çevre dostu ve düşük maliyetli olması, kullanımının artmasında önemli bir etkendir. Ülkemizde ortalama güneş enerjisi santrali kurulu gücü 10.000 MW değerine ulaşmış olup, toplam kurulu güçteki oranı %10’u aşmıştır.

Türkiye Enerji Kaynakları: Rüzgar Enerjisi

Rüzgâr, yer yüzeyini güneş kaynaklı radyasyonun farklı ısıtmasından kaynaklanan bir olgudur. Yer yüzeyinin değişen ısınması, havanın sıcaklık, nem ve basınç değerlerinde farklılıklara yol açar, bu farklı basınç da hava hareketine neden olur. Dünyaya ulaşan güneş enerjisinin yaklaşık %2’si, rüzgâr enerjisine dönüşür. Rüzgârın özellikleri, coğrafi farklılıklar ve yeryüzünün heterojen ısınması nedeniyle zamansal ve bölgesel değişiklik gösterir. Rüzgâr, hız ve yön olmak üzere iki parametre ile ifade edilir. Rüzgâr hızı, yükseklikle artar ve teorik gücü hızının küpü ile orantılı olarak değişir. Rüzgâr enerjisi kaynaklı elektrik üretim uygulamalarının ilk yatırım maliyeti yüksek olabilirken, düşük kapasite faktörleri ve değişken enerji üretimi gibi zorluklarla karşılaşsa da bazı avantajları vardır.

  • Yenilenebilir ve çevre dostu bir enerji kaynağıdır.
  • Tükenme ve zamanla fiyat artışı riski yoktur.
  • Maliyeti günümüz güç santralleriyle rekabet edebilecek düzeydedir.
  • Bakım ve işletme maliyetleri düşüktür.
  • Teknolojisinin kurulumu ve işletilmesi göreceli olarak basittir.
  • İşletmeye alma süreci kısa bir sürede gerçekleştirilebilir.
Ülkemizin En Çok Kullanması Gereken Enerji Kaynakları Yenilenebilir Enerji Kaynakları Olmalıdır.

Türkiye Enerji Kaynakları: Hidroelektrik Enerji

Çeşitli enerji kaynakları içerisinde hidroelektrik enerji santralleri çevre dostu olmaları ve düşük potansiyel risk taşımaları sebebiyle tercih edilmektedir. Hidroelektrik santraller; çevreye uyumlu, temiz, yenilenebilir, yüksek verimli, yakıt gideri olmayan, uzun ömürlü, işletme gideri çok düşük dışa bağımlı olmayan yerli bir kaynaktır. Suyun güçlü ittirme kuvveti sayesinde türbinleri döndürerek elektrik üretimi sağlanır.  T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı verilerine göre Haziran 2022 sonu itibariyle hidrolik enerjisine dayalı elektrik kurulu gücümüz 31.558 MW, toplam kurulu güç içerisindeki oranı yaklaşık %30 olmuştur.

Türkiye Enerji Kaynakları: Jeotermal Enerji

Jeotermal enerji, yerkabuğunun çeşitli derinliklerinde biriken ısı ve basınç sonucu oluşan sıcaklıkların; bölgesel atmosferik ortalama sıcaklığın üzerinde bulunan ve çevresindeki yeraltı ve yerüstü sularına göre daha fazla çözünmüş mineraller, çeşitli tuzlar ve gazlar içerebilen sıcak su, buhar ve gazlar aracılığıyla yüzeye taşınan ısı enerjisidir. Jeotermal enerji, yer altındaki bu doğal ısı kaynaklarının kullanılmasıyla elde edilen bir yenilenebilir enerji türüdür. Bu enerji, elektrik üretimi, ısıtma sistemleri ve seracılık gibi çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Jeotermal enerji Türkiye için yerli, yenilenebilir, temiz, ekonomik ve çevre dostu bir yeraltı kaynağıdır. Türkiye, jeolojik ve coğrafik konumu sayesinde dünya genelinde önemli bir jeotermal potansiyele sahiptir, çünkü ülkemiz aktif bir tektonik kuşak üzerinde yer almaktadır. Türkiye’nin dört bir yanında, değişik sıcaklıklarda yaklaşık 1.000 adet doğal çıkış şeklinde jeotermal kaynaklar bulunmaktadır.

Enerji Kaynaklarının Karşılaştırılması

Yukarıda belirtilen, ülkemizde kullandığımız enerji kaynaklarından kömür, petrol, doğalgaz, biyogaz ve uranyum birbirleriyle karşılaştırılacaktır. Çünkü geri kalanlar (güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, jeotermal enerji vb.) yenilenebilir enerjidir. Kaynağının bir maliyeti bulunmamaktadır.

Aşağıda enerji dönüşüm formülleri verilmiştir.

1 kcal = 0,0012 kWh veya 1 kWh = 860 kcal

1 MJ = 0,278 kWh

Bu hesaba göre ortalama 1 kg’lık enerji kaynaklarından elde edilebilecek kWh değerleri aşağıdaki gibidir.

  • 1 kg doğalgaz (8000 kcal/kg) yaklaşık 10 kWh’lik elektrik enerjisi verir.
  • 1 kg taş kömürü (8000 kcal/kg) yaklaşık 10 kWh’lik elektrik enerjisi verir.
  • 1 kg linyit kömürü (5000 kcal/kg) yaklaşık 6 kWh’lik elektrik enerjisi verir.
  • 1 kg petrol (10.000 kcal/kg) yaklaşık 12 kWh’lik elektrik enerjisi verir.
  • 1 kg uranyum (2500 MJ/kg) yaklaşık 700 kWh’lik elektrik enerjisi verir.

Buradaki değerler yaklaşık olarak verilen değerlerdir. Yakıtın tipine, kendi içerisindeki cinsine ve türüne göre ısı enerjisi değerleri değişkenlik gösterebilir. Ayrıca yakıtın tüm enerjisi, elektrik enerjisine dönüştürülemez. Çünkü dönüşüm sırasında kaybolan kayıpları da hesaba katmak gerekir. Bu yüzden genel olarak kıyaslama yapabilmek adına bu değerler üzerinden yorum yapılabilmektedir.

Türkiye Hangi Enerji Kaynaklarını Kullanmalıdır?

Ülkemizin kullandığı başlıca enerji kaynakları linyit, taş kömürü, petrol ve türevleri, doğalgaz, uranyum (Mersin Akkuyu Santrali açıldığında kullanılmaya başlanacak), hidroelektrik, güneş, rüzgar, jeotermal enerjidir. Aralarından ülkemizin en çok kullanılması gereken enerji kaynakları kesinlikle yenilenebilir enerji kaynakları olmalıdır. Bu sorunun cevabı kesindir. Hem çevre dostu hem de sonsuz, maliyetsiz enerji kaynaklarıdır. Ancak gerçekçi olmak gerekirse ülkemizin ve diğer dünya ülkelerinin kendilerinin tüketimini karşılayacak bir yenilenebilir enerji alt yapısı bulunmamaktadır. Belki gelecekte tüm dünya, enerji ihtiyacını yenilenebilir enerji sistemlerinden karşılayacaktır ama şu anda bu mümkün olmadığından yukarıda karşılaştırılması yapılan enerji kaynaklarının kullanımı zorunludur. Enerji ihtiyacının tamamının yenilenebilir enerji kaynaklarından yapılmasıyla alakalı çalışmalar sürmektedir.

Peki bu kaynaklardan hangilerini kullanmalıyız? Aslında bunun cevabı ülkemizin enerji kaynaklarıyla alakalıdır. Enerji kaynağının ülkemize maliyeti ve en önemlisi verim ve amortisman süresidir. Ülkemiz yağış alan bir coğrafyada bulunduğu için hidroelektrik santralleri bunun başında gelmektedir. Baraj maliyeti, santralin kurulacak bölgedeki coğrafi ve fizyolojik yapı göz önünde bulundurularak kurulan hidroelektrik santrallerinin Türkiye’nin enerji üretimi açısından büyük önemi vardır.  Başka bir yandan Türkiye, geniş linyit yataklarıyla bilinir ve bu yüzden kcal bakımından ısı enerji değeri düşük olmasına rağmen linyitin enerji üretiminde kullanılması daha az maliyetli gözükmektedir. Petrol ve doğalgaz ise maliyeti çok yüksektir, dışa bağımlı olduğumuz bir enerji kaynağı olduğu için bu kaynağa olan bağımlılığı Türkiye olarak azaltmalıyız. Her ne kadar yeni doğalgaz ve petrol yatakları keşfetsek de bunlar enerji üretiminde kullanılabilir ancak ithalatını azaltmaya yönelik çalışmalar da yapıldığı bilinmektedir. Bir diğer kaynak ise nükleer enerjidir. Türkiye henüz nükleer enerji kullanımına geçmedi. Mersin Akkuyu Nükleer Santrali’nin ilk reaktörü 2024 yılında devreye alınması planlanıyor. Karşılaştırma tablosunda uranyumun yüksek ısı enerjisi değeri göze çarpmaktadır. Nükleer enerji de karbon emisyonu anlamında çevreye zarar vermez iken, radyasyon yayılımı anlamında büyük çevre felaketlerine sebep olabilir. Bilinen Çernobil faciasından sonra yine 2011 yılında büyük bir depremden sonra Japonya’nın Fukushima nükleer santralinde bir radyasyon yayılımı tespit edilmişti. Diğer enerji kaynaklarıyla kıyaslandığında uranyum, maliyetine göre ortaya çıkarabileceği elektrik enerjisi miktarı, oranı diğerlerine göre daha avantajlı durumdadır. Ancak en ufak bir hataya tahammülü olmayan nükleer santrallerin yönetimi ve işletilmesinde büyük riskler olduğu gerçektir. Özet olarak öncelik hidroelektrik tesislerinin sayılarının artırılması, aynı şekilde uygun maliyetiyle linyit kömürü ve yüksek işletme ve radyasyon riskiyle uranyum ülkemizin enerji ihtiyacının karşılanmasında fiyat & performans bakımından daha avantajlı gözükmektedir.

Türkiye enerji kaynakları arasında en dikkat çeken dönüşüm, yenilenebilir enerji yatırımlarının artmasıyla yaşanmaktadır. Güneş enerjisi türkiye genelinde hızla yaygınlaşmakta, özellikle ceyhan güneş enerjisi projeleriyle bölgesel bazda kapasite artışı sağlanmaktadır. Rüzgar tarafında ise türkiye rüzgar enerji birliği tarafından koordine edilen santraller, elektrik üretiminde giderek daha fazla pay almaktadır. Bununla birlikte türkiye nükleer santral projeleri de enerji arz güvenliği için stratejik yatırımlar olarak öne çıkmaktadır. Geleneksel kaynaklar arasında yer alan türkiye kömür rezervleri halen aktif olarak elektrik üretimi için kullanılmaktadır. Ancak karbon emisyon hedefleri doğrultusunda bu kaynakların payı kademeli olarak azaltılmaya çalışılmaktadır. Solar enerji türkiye’nin özellikle İç Anadolu ve Güneydoğu bölgelerinde yüksek potansiyele sahiptir. Türkiye’de enerji depolama sistemleri ise rüzgar ve güneş gibi kesintili kaynaklarla birlikte çalışacak şekilde geliştirilmektedir. Türkiyenin en büyük yenilenebilir enerji şirketleri, sadece üretim değil aynı zamanda depolama ve şebeke entegrasyonu alanında da teknoloji odaklı çözümler sunmaktadır. Genel olarak türkiyede yenilenebilir enerji yatırımları hem kamu hem özel sektör eliyle çeşitlenmekte, türkiye elektrik üretimi portföyü daha dengeli hale gelmektedir.

Türkiye’nin Enerji Kaynakları ve Çeşitlendirme Stratejileri

Türkiye, enerji ihtiyacını karşılamak için hem fosil yakıtlar hem de yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanmaktadır. Ham petrol, doğalgaz, ve kömür çeşitleri gibi fosil yakıtlar, ülkenin enerji talebinin önemli bir kısmını karşılarken, yenilenebilir enerji şirketleri Türkiye’de güneş, rüzgar, hidroelektrik ve biyogaz gibi kaynakların kullanımını artırmaya yönelik çalışmalara öncülük etmektedir.

Doğalgaz, Türkiye’nin enerji üretiminde kritik bir rol oynar. Vatandaşlar, e-devletten doğalgaz aboneliği açma, doğalgaz abonelik alma, veya online doğalgaz açtırma hizmetleri sayesinde kolaylıkla doğalgaz kullanımı başlatabilirler. Özellikle Aksa Gaz Doğalgaz, Başkentgaz, ve diğer doğalgaz yetkili firmalar, güvenli doğalgaz altyapısı kurulumunda ve tesisat projelerinde etkin rol oynar. Ayrıca, doğalgaz indirim kampanyaları ve doğalgaz m2 fiyatı gibi konular, doğalgazın yaygın kullanımını teşvik etmektedir. Türkiye’nin elektrik üretimi, hidroelektrik, güneş enerjisi, ve nükleer enerji gibi kaynaklardan sağlanarak çeşitlendirilmiştir. Özellikle Kalyon Karapınar GES ve Konya Karapınar GES, ülkenin güneş enerjisi potansiyelini artıran önemli projelerdir. Bunun yanı sıra, biyogaz üretim tesisi ve Afyon yenilenebilir enerji projeleri, yenilenebilir enerji yatırımlarının ülke genelinde yaygınlaşmasını sağlamaktadır.

Türkiye’nin petrol ve doğalgaz altyapısı, Petrol Ofisi Taşıtmatik, PO taşıt tanıma, ve Petrol Ofisi filo yönetimi gibi sistemlerle lojistik olarak desteklenmektedir. Kömür kaynakları arasında linyit kömür, grafit kömür, ve taş kömürü, Türkiye Kömür İşletmeleri tarafından yönetilmekte ve enerji üretiminde değerlendirilmektedir.

Sonuç olarak, Türkiye’nin enerji kaynakları, fosil yakıtlardan yenilenebilir enerjiye doğru bir dönüşüm süreci içerisindedir. Türkiye’nin elektrik üretim kaynakları, hem yerel hem de uluslararası enerji ihtiyacını karşılamak için çeşitlendirilmekte, bu süreçte doğalgaz altyapı sorgulama, daire içi doğalgaz tesisatı fiyatları, ve doğalgaz mühendislik firmaları gibi hizmetler enerji sektörünün modernleşmesine katkı sağlamaktadır.

ELEKTRİK SANTRALİ KURULUMU İÇİN NELERE DİKKAT EDİLMELİDİR?

Ocak 24, 2024 / / 0 Comments

ELEKTRİK SANTRALİ KURULUMU İÇİN NELERE DİKKAT EDİLMELİDİR?

Elektrik santrali elektrik enerjisinin üretildiği yerlerdir. Elektrik enerjisinin depolanması büyük güçlerde olanaksız olduğundan enerjiyi sürekli olarak gereken yerde, gereken miktarda ve gereken zamanda üretmek gerekmektedir. Elektrik enerjisini üretirken de öncelikle tüketicinin güvenliği sağlanmalı ve kaliteli enerji temini sunulmalıdır. Kaliteli enerjiden bahsedilmek istenen ise sabit frekansta, sabit gerilimde ve harmoniksiz bir enerji üretimidir. Bu yüzden elektrik santrali kurulumu yaparken dikkat edilmesi gereken bazı konular vardır.

Elektrik santrali kurulumu yaparken göz önünde bulundurulması gereken en önemli noktalar; ham enerji maddesinin bol ve ucuz olarak sağlanması ve eldeki teknik olanaklara göre en güvenli, ekonomik ve uygun biçimde elektrik enerjisine çevrilebilmesidir. Dünyada var olan enerji kaynaklarının miktarları hakkında farklı görüşler olmakla beraber bu kaynaklar sonsuz değildir. Bunun yanında maden kömürü, petrol gibi değerli ham maddelerin elektrik enerjisi üretiminde kullanılması istenmez. Diğer taraftan su kuvvetleri için tükenme gibi bir sorun olmamakla birlikte günümüz ve gelecekteki enerji ihtiyacının tamamını karşılayamayacağını göz önünde bulundurmak gerekmektedir. Bu yüzden yenilenebilir enerji kaynakları bu yüzyılda öne çıkmaktadır.

Elektrik Santrali Kurulumu Adımları

Elektrik Tüketiminde Yük Eğrisi

Bir tüketim bölgesinde harcanan elektrik enerjisi genel olarak sabit değildir. Enerji tüketimi genelde dengesiz yüklenme şeklinde olur. Ancak diğer taraftan da enerjinin kaliteli temin edilebilmesi için aynı anda üretilen ve tüketilen enerji miktarı eşit olmalıdır. Eğer üretilen elektrik enerjisi miktarı, tüketilenden fazla olursa frekans yükselirken, üretilen enerjinin tüketilenden daha az miktarda olması durumunda ise şebeke frekansı düşer. Bu yüzden kaliteli enerji tedarikinde üretim ve tüketim dengesinin sağlanması gerekmektedir.

Bir Bölgenin Yaz ve Kış Mevsimleri Yük Eğrileri

Elektrik tüketim talebinin en üst noktaya ulaştığı zaman dilimine puant yük denir. Yukarıdaki grafikte de hem yaz hem de kış mevsimlerinde günlük yük eğrileri verilmiştir. Kırmızı grafik yaz mevsimini, mavi grafik ise kış mevsimini göstermektedir. Puant yük görüldüğü üzere kış aylarında sabahları, yaz aylarında ise akşamları oluşmaktadır. Grafik altında kalan alan talep edilen saatlik enerji miktarıdır. Enerji miktarı karşılanmak zorunda olduğundan puant gücünün azalması için eğrinin daha dengeli hale getirilmesi gerekir. Yani günün farklı saatlerinde talep edilen gücün aynı seviyede olması istenir. Bunu sağlamak için tarifeli sistem uygulanır. Elektrik tarife zamanları aşağıdaki gibidir.

  • Gündüz tarife saatleri: 06:00-17:00
  • Puant tarife saatleri: 17:00-22:00
  • Gece tarife saatleri: 22:00-06:00

Düzenlenmiş Yük Eğrisi

Elektrik santrali kurulumu planlanırken en önemli verilerden birini düzenlenmiş yük eğrisi verebilir. Bir yıla ilişkin günlük yük eğrilerinin yan yana dizilmesi ile oluşturulan, eşit zaman aralıklarına bölünüp elde edilen şerit uzunluklarına göre büyükten küçüğe doğru sıralanırsa basamaklı bir eğri elde edilir. Buna tesisin düzenlenmiş yük eğrisi denir. Elektrik santralinin çalışmasına ilişkin önemli karakteristik bilgilerin içerdiği düzenlenmiş yük eğrisi gerek projelendirmede gerekse santralin işletilmesinde teknik ve ekonomik olarak önemli verileri gösterir.

Düzenlenmiş Yük Eğrisi Örneği

Grafikteki en büyük değere yedek güç ve iç gereksinim gücü eklenirse santralin kurulu gücü elde edilir. Eğrinin altında kalan alan yıllık enerjiyi verir.  Eğrinin biçimi, tüketim bölgesinin ve tüketici tiplerinin bilgilerini verir.

Elektrik santrallerinde yedek güç ise ünitelerden birinin arızalanması veya bakım onarım gibi nedenlerle devre dışı kalması durumunda bunun yerini almak veya bazı özel durumlarda çalıştırılmak üzere bekletilen ek kurulu güçtür. İç gereksinim gücü ise santral işletmesinde ve bakım onarım işlemlerinde çalıştırılan yardımcı tesislerin çektikleri güç olarak düşünülebilir. Santral gerilimleri ise yüksek güçlü elektrik santrallerinde 10-15 kV arasında bir değer olurken, küçük güçlü santrallerde ise 400 V seviyelerindedir. Enerji santrallerindeki şalt tesislerinde veya trafo merkezlerindeki step up trafolar bu gerilimi orta gerilime veya yüksek gerilime dönüştürerek iletim hattına taşınır.  

Enerji, Üretilince İletim Hatlarıyla Diğer Bölgelere Taşınır.

Enerji Santrali Kurulumu Yapılırken Nelere Dikkat Edilmelidir?

Enerji üretiminde kayıplar, tesisin maliyetini çok etkiler. Aşağıdaki görselde görüldüğü gibi üretilen enerjinin tamamı tüketiciler tarafından kullanılamaz. Bir kısmı kayıp olarak gider.

Elektrik Santrali Kurulumu Tasarlanırken Kayıplar Göz Önünde Bulundurulmalıdır.

Burada Pk değişkendir. Akıma bağlı ısı kayıpları ve gerilime bağlı yalıtım kayıpları olarak tanımlanabilir. Santralin elektrik üretim maliyeti fazla ise kaybı azaltmak için iletim yatırımı artırılır. Üretim maliyeti düşük ise iletim yatırımı artırılmaz.

Santral Yerinin ve Tipinin Belirlenmesi

Elektrik santralinin yerinin belirlenmesinde ham enerji maddesi ve tüketim bölgesi önemli bir etkendir. Ham enerji maddesinin uzak olması taşıma sorunlarına, tüketim merkezlerine uzak olması ise iletim kayıplarına neden olur. Özellikle termik santrallerde böyle durumlarda atık ısıdan yararlanamama gibi sorunlara da yol açar. Arazinin genel durumu, deprem, toprak kayması gibi risklerde göz önünde bulundurulur. Termik ve nükleer santraller için soğutma ve nitelikli besleme suyunun sağlanması gerekir. Buna uygun bir yer seçilmelidir. Linyit kullanılan enerji santrallerinde ortaya çıkan kül ve yabancı maddelerin uzaklaştırılması ve depolanması sorun teşkil edebilmektedir. Nükleer santrallerde ise çevre güvenliğinin sağlanması ve oluşan atıkların uzaklaştırılıp depolanması önemli sorunlardır. Ülkemizdeki akarsu özelliklerinden dolayı büyük güçlü hidroelektrik santralleri kurmak için hazneli (barajlı) yapılar gerekmektedir.  Bu durumda baraj göllerinin kapladığı alan ve ömürleri önemli olur. Baraj göllerinin toprak biriktirmesi barajın ömrünü kısaltır.

Elektrik Santrali Kurulumu İçin En Çok Tercih Edilen Santrallerden Bazıları (Termik, Hidroelektrik, Güneş vb.)

Elektrik santral tipinin belirlenmesinde öncelikle ham enerji maddesi göz önüne alınır. Ham enerji maddesi bakımından farklı santral tipleri kurulması olanağı varsa, aralarından enerjiyi en ucuz maliyetle üreten santral tipi seçilmelidir. Ayrıca enerji üretim santral tipini belirlerken ulusal ekonominin gerekleri de mutlaka göz önünde bulundurulmalıdır.

Makine Ünite Gücü ve Grup Sayısı

Örneğin 1000 MW kurulu gücü olan bir santralde tüm üretimin tek bir ünite üzerinden yapılması doğru değildir. Bu gücü ünitelere, makinelere bölmek gerekir. Çünkü hem arıza durumunda hem de bakım esnasında tüm santralin elektrik üretimi durur. Ayrıca talep gücü azaldığında ise makine nominal gücün altında üretim yapacağından makinenin verimi düşer. Buna karşın gereğinden fazla sayıda ünite kullanılması durumunda da sistemin toplam veriminde bir azalma olur. Dolayısıyla kullanılacak ünite adedi, optimum çalışma için uygun sayıda seçilmelidir.

Enerji Santralinin Gücünün Belirlenmesi

Elektrik santrali yeri ve tipi belirlendikten sonra en önemli konulardan biri yedek güç ve iç gereksinim gücü dahil uygun bir kurulu güç değerinin belirlenmesidir. Bunun için tüketim noktaları ve bu noktaların günlük ve yıllık düzenlenmiş yük eğrileri incelenir. Bununla beraber hem santral ömrü hem de rezervin aynı zamanda tükenmesini sağlayacak uygun bir güç değeri belirlenir.

Özetle elektrik santrali kurulumu planlayan yatırımcıların göz önünde bulundurması gereken önemli noktalar şunlardır.

  • Santral yerinin ve tipinin doğru bir şekilde belirlenmesi
  • Kaynak rezervi
  • Kurulu gücün tüketim değerleri ve yük eğrileri baz alınarak doğru bir şekilde hesaplanması
  • Her bir ünite gücü ve grup sayılarının optimizasyonu
  • Santralin ekonomik ömrü

Elektrik Üretiminde Başlıca Enerji Kaynakları

Aşağıdaki kaynaklar başlıca enerji kaynakları olarak tercih edilmektedir.

  • Taş kömürü ve Linyit
  • Petrol Akaryakıtları
  • Doğalgaz
  • Nükleer Enerji
  • Su Kuvvetleri
  • Rüzgar Enerjisi
  • Güneş Enerjisi
  • Jeotermal Enerji
  • Dalga Enerjisi
  • Biyokütle Enerji
  • Hidrojen Enerjisi

Elektrik Üretiminde Başlıca Santral Tipleri

Büyük güçteki elektrik üretiminde başlıca kurulan santral tipleri aşağıdaki gibidir. Küçük güçte dizel, kojenerasyon vb. tesisler de tercih edilebilmektedir.

  • Termik Santral
  • Hidroelektrik Santral
  • Rüzgar Santrali
  • Güneş Santrali
  • Jeotermal Santral

TRAFO KÖŞKLERİNDE TOPRAKLAMA NASIL YAPILIR?

Aralık 24, 2023 / / 1 Comment

Trafo Köşklerinde Topraklama Nasıl Yapılır?

Trafo köşklerinde topraklama şalt tesislerinin önemli konularından biridir. Genel olarak tesislerin topraklama sistemini kurulurken dikkat edilmesi gereken bazı noktalar vardır. Bunlar toprak özgül direnci, toprak geçiş direnci ve toprak yayılma dirençlerinin doğru bir şekilde ölçülmesidir.

Öncelikle tesis kurulmadan önce toprağın özgül direncinin ölçülmesi gerekir. Bu değer projelendirme aşamasında bilinmelidir çünkü elektrotlar yerleştirilirken ölçülecek değerle aynı olması gerekir. Daha sonra topraklama elektrotlarının (topraklayıcıların) toprağa çakılması gerekir. Şerit veya örgülü iletken, çubuk, profil, levha veya şerit elektrotlar kullanılabilir. En az iki adet veya daha fazla elektrot kullanılmalıdır.

Topraklama elektrodu çakıldıktan sonra, topraklama kablosunun veya iletkenlerinin çekilmesi ve elektrotlarla bağlanması gerekir. Burada kullanılacak iletken tipi, elektrotun çeşidine bağlı olarak değişiklik gösterebilir. Bağlantı yapıldıktan sonra toprak altı bağlantılarda iletkenler arası veya elektrotla iletken arasındaki bağlantıların daha sağlıklı olması için termokaynak bağlantı yapılabilir. İletken çekildikten ve elektrotlarla bağlantı kurulduktan sonra bu rota üzerinde toprak direncini düşürücü malzemeler kullanılır. Daha sonra ölçüm için referans noktalarına ölçüm rögarları yerleştirilir.

Topraklama sistemi sahada kurulduktan sonra topraklama ölçümleri yapılır. Toprak gerilimi ve topraklama direnci ölçülür. Toprak direncinin 5 ohm’dan daha düşük bir değerde çıkması beklenir. Bu değer ne kadar düşürülebilirse o kadar verimli topraklama yapılır. Topraklama yapılırken cihaz ile referans toprak (topraklanan nesnenin elektrodundan oldukça uzak, en az 20 m uzakta) arasındaki direncin (toprak elektrodu geçiş direnci, yayılma direnci) olabildiğince küçük olmasını sağlamak gerekmektedir. Aynı şekilde işletme esnasında cihazların ve madeni aksamlarının aralarındaki potansiyel farkın meydana gelmemesi sağlamak gerekmektedir.

Kurulumu tamamlanmış olan bir topraklama tesisi, işletmeye alınmadan önce gözle muayene edilmeli ve ölçülmesi gerekir. Burada koruma potansiyel dengeleme iletkenlerinin (baraların) sürekliliklerinin kontrolü yapılmalıdır. İlk başta belirtildiği gibi toprak direnci ve özdirencinin tekrar ölçülmesi gerekir. Elektrik beslemesindeki koruma şalterinin otomatik açma kapama yapıp yapmadığının kontrolü yapılmalıdır.

Trafo Köşklerinde Topraklama Nasıl Yapılır?

Trafo köşklerinde topraklama en önemli konulardan biridir. Beton köşklerde (veya metal, prefabrik köşklerde) koruma ve işletme topraklaması birbirlerinden ayrı yapılır. Elektrik tesislerinde insanların temas geriliminden korunması için koruma topraklaması yapılır. Bunun için işletmenin akım devresinde yer almayan ancak bir arıza anında gerilim altında kalabilecek ekipmanlar bir iletken üzerinden topraklayıcıya bağlanır. İşletme topraklaması ise işletmenin akım devresine ait bir noktasının topraklanması işlemidir. Koruma topraklamasında trafo köşkü içerisindeki orta gerilim hücreleri, dağıtım transformatörü, alçak gerilim panosu, metal veya beton köşk ve kapıları da örgülü bakır iletkenler yardımıyla eş potansiyel dengeleme barasına bağlanır. Trafo köşkünün taban döşemesinin altında 30×3,5 mm’lik galvaniz topraklama şeridi tüm köşkün tabanını çevrelemiştir. Bu şeritten köşkün her odasına, odadaki ekipmanların gövdeleriyle irtibatlandırmak için bakır çubuklar çıkmaktadır.

Trafo Köşklerindeki Topraklama İletkenlerinin İrtibatlandırılması Bakır Çubuklar İle Yapılır.

Trafo köşkünün koruma topraklaması, sahada var olan trafo merkezinin bağlı olduğu eş potansiyel dengeleme barasını kullanabilir. Köşkün dört köşesinden yaklaşık 2 veya 3 metre uzaklığa 65x65x7 mm sıcak daldırma galvaniz topraklama kazığı çakılır ve köşkün tabanını çevreleyen, ekipmanların gövdelerinin irtibatlandırıldığı topraklama şeridi ile bağlanır. Bu bağlantı 30×3,5 mm’lik galvaniz şeritler ile yapılır. Böylece eş potansiyel dengeleme barası oluşturularak köşkün koruma topraklama sistemi tamamlanır. Köşkte işletme topraklaması ise dağıtım transformatörün yıldız noktasının direkt topraklanmasıyla yapılır. Yıldız noktası bir direnç üzerinden de topraklanabilir. Transformatörün yıldız noktası ile toprak arası bağlantı için alçak gerilim genelde 0,6/1 kV 1×150 mm2 sarı yeşil NYY kablo kullanılır. İşletme topraklaması için köşkten 30 metre uzakta 65x65x7 mm sıcak daldırma galvaniz topraklama kazığı toprağa çakılır ve transformatörün yıldız noktasından çıkan 1×150 mm2 NYY kablo bu kazığa bağlanır. Böylece köşkün işletme topraklanması da tamamlanmış olur. Sistemin koruma ve işletme topraklaması ayrı ayrı yapılmıştır. Örnek bir trafo köşkünün topraklama şeması aşağıdaki modelde gösterilmiştir.

Trafo Köşklerinin Topraklama Sistemi

Topraklama Neden Yapılır ve Önemi

Topraklama, elektrik tesisatlarında güvenliği sağlamak ve olası arızalarda insan hayatını korumak için yapılır. Topraklama ölçümü, sistemdeki topraklama direncinin uygun seviyede olduğunu belirlemek için yapılır ve bu işlem için genellikle meger ölçüm cihazı kullanılır. Meger topraklama ölçümü, elektrik tesisatlarının güvenliğini doğrulamak için en yaygın yöntemlerden biridir. Özellikle, doğalgaz topraklama ölçümü ve paratoner iletkeni gibi hassas sistemlerde düzenli ölçüm yapılması hayati öneme sahiptir.

Koruma topraklaması ve işletme topraklaması, elektrik tesisatlarında yaygın olarak kullanılan topraklama türlerindendir. Topraklama tesisatları, enerjinin doğru şekilde topraklanmasını sağlar ve bu sistemlerin düzenli topraklama kontrolü ile denetlenmesi gerekir. Topraklama belgesi veya EMO topraklama belgesi, bu kontrollerin uygun şekilde yapıldığını gösterir. Toprak direnci ölçümü, genellikle multimetre ile topraklama ölçümü veya daha gelişmiş cihazlarla yapılır. Bu ölçüm sırasında, sistemde kullanılan grafit elektrot, alüminyum elektrot, ve tungsten elektrot gibi elektrotların durumu önemlidir. Elektrot çeşitleri, toprağın özgül direncine ve tesisin ihtiyaçlarına göre seçilir. Örneğin, grafit elektrot fiyatları, dayanıklılık ve performansa bağlı olarak değişkenlik gösterir.

Topraklama işlemi sırasında kullanılan toprak kablo ve topraklama kabloları, elektrik enerjisinin güvenli bir şekilde toprağa iletilmesini sağlar. Ayrıca, toprak özgül direnci ölçümü, tesisatın bulunduğu bölgenin topraklama performansını değerlendirmek için kritik bir adımdır. Temel topraklama, binaların güvenli enerji bağlantısı için önem taşırken, elektrik tesisatı periyodik kontrol işlemleri bu güvenliği sürekli kılar. Sonuç olarak, topraklama hem tesisat güvenliği hem de insan sağlığını korumak için gereklidir. Topraklama ölçümü yapan firmalar, bu alandaki uzmanlıklarıyla güvenli sistemler oluşturulmasına katkıda bulunur. Düzenli topraklama ölçümleri ve kontrolleri, elektrik sistemlerinin sorunsuz çalışması için temel bir gerekliliktir.

İŞLETME TOPRAKLAMASI İLE KORUMA TOPRAKLAMASI ARASINDAKİ FARKLAR

Aralık 24, 2023 / / 0 Comments

İşletme Topraklaması İle Koruma Topraklaması Arasındaki Farklar

İşletme ve koruma topraklaması genelde sektörde birbirleriyle karıştırılır. Genel olarak üç çeşit topraklama tipi vardır. Bunlar aşağıdaki gibidir.

  • Koruma Topraklaması
  • İşletme Topraklaması
  • Yıldırım (Fonksiyon) Topraklaması

Koruma Topraklaması

Devrelerdeki gerilim altında bulunmayan bölümlerdeki yalıtım hatası durumunda kaçak akım koruma anahtarlama elemanları ile birlikte koruma yapılabilmesi için bu bölümler bir iletken aracılığıyla topraklayıcılara ya da topraklanmış bölümlere doğrudan doğruya bağlanmasıdır. Bu topraklama tipine koruma topraklaması denir. Buradaki amaç yüksek temas gerilimine maruz kalmamak ve dolayısıyla can ve mal kaybını önlemektir.

Koruma topraklamasına örnek vermek gerekirse; elektrik makinelerinin gövde kısımları, raylı sistemlerde traverslerin, ölçü transformatörlerinin sekonder sargıları, enerji iletim hatlarındaki direklerin toprağa veya topraklayıcıya bağlanması olabilir.

İşletme Topraklaması

Elektrik sistemlerinde, işletme akım devresine ait bölümün veya sıfır iletkeninin topraklanmasına işletme topraklaması denir. İşletme devrelerinin nötr noktaları topraklayıcıya bağlanır. Bu devreye bağlı cihazların ve tesisin normal çalışması için gereklidir. İşletme topraklaması omik, indüktif veya kapasitif direnç üzerinden veya dirençsiz, direkt yapılabilir. Direnç üzerinden işletme topraklaması genelde orta gerilim sistemlerinde yapılır.

Elektrik Tesislerinde İşletme ve Koruma Topraklaması

Yıldırıma Karşı Yapılan Topraklama

Tesise yıldırım çarpması durumunda yıldırımın devredeki gerilim altında bulunan tüm elemanlara etkisini azaltmak ve yıldırım akımını toprağa iletmek için işletme akım devresinde bulunmayan hava hatlarının koruma iletkenleri, direkler vb. noktaların topraklayıcı üzerinden topraklanmasıdır. Yıldırım düştüğünde oluşan yıldırım akımının tamamı toprağa akamaz. Akımın bir kısmı işletme devresine yönelir. Bu durumda eğer tesisatta iç yıldırımlık parafudr sisteminin bulunması çok önemlidir. Çünkü parafudr sistemi yıldırım sonucu gelen akımı da toprağa yönlendirir. Böylece tesisattaki ana ve tali panolar, devreye bağlı diğer cihazlar ve iletkenlerde hasar oluşumunu önlenir.

Yıldırımdan başka türlü korunma yöntemleri de mevcuttur. Bunlardan bazıları paratoner kullanmak ve Faraday kafesi kullanmak örnek olarak verilebilir.

Topraklama Tipine Göre Dağıtım Şebekeleri

Alçak gerilim şebekeleri uluslararası yönetmeliklere göre üç tipte tanımlanmaktadır.

  • TN Sistem
  • TT Sistem
  • IT Sistem

Buradaki harflerin anlamları vardır. T harfi “Terra” yani toprak anlamında, N harfi nötr, I harfi “Isolation” yani izolasyon anlamındadır. Bunlarında yanında C harfi “Combine” yani birleşik, S harfi ise “Seperate” yani ayrı anlamında gelmektedir. İlk harf güç sisteminin toprağa nasıl bağlı olduğunu gösterir. T harfi topraklamanın direkt yapıldığını ifade ederken, I harfi ise gerilim altındaki aktif kısımların tamamen topraktan yalıtılmış olması ve topraklamanın bir empedans üzerinden yapılmasını ifade eder. İlk harf genelde işletme topraklamasını göstermektedir. İkinci harf ise devredeki veya cihazların aktif olmayan bölümlerinin topraklama durumunu belirtir. Yani koruma topraklamasını ifade eder. Burada yine T harfi doğrudan dirençsiz bir şekilde topraklamayı ifade ederken, N ise topraklanan bölümlerin nötr noktasına bağlandığını ifade eder. Diğer bir deyişle koruma ve işletme topraklamasının birleştirildiğini belirtir.

TN Şebeke Sistemi

TN sistem işletme topraklamasını ifade eder. Alçak gerilim şebekelerinde koruma iletkeni (PE) bulunur. TN sistemlerdeki topraklanan bölümler bu PE iletkenine bağlanır. PE iletkeni ise devrenin nötr noktasına doğrudan bağlanarak topraklanmış olur. TN şebeke tipi de kendi içerisinde üçe ayrılır.

  • TN – C Şebeke Sistemi
  • TN – S Şebeke Sistemi
  • TN – C – S Şebeke Sistemi

TN – C Sistemi

TN-C sisteminde elektrik tesisindeki bütün madeni ve aktif olmayan bölümler ile nötr iletkenleri ortak PEN iletkeni üzerinden birleştirilerek topraklama yapılır.

TN – S Sistemi

TN – S sisteminde elektrik tesisindeki bütün madeni ve aktif olmayan bölümler PE koruma topraklama iletkeni üzerinden işletme topraklamasına bağlanır. Burada nötr hattı ise ayrıdır.

TN – C – S Sistemi

TN – C – S sisteminde elektrik tesisindeki bütün madeni ve aktif olmayan bölümler bir PE koruma topraklama iletkeni ile nötr iletkenleri şebekenin bir bölünde ayrı, bir bölümünde ise ortak bir bağlantıdadır.

TT Şebeke Sistemi

TT şebeke sisteminde koruma ve işletme topraklaması ayrı yapılmaktadır. Elektrik tesisindeki aktif olmayan bölümlerin topraklaması doğrudan topraklama elektroduna (topraklayıcıya) bağlanır. Nötr hattı ise yine doğrudan ayrı olarak topraklama elektroduna bağlanır.

IT Şebeke Sistemi

IT şebeke sisteminde işletme devresinde topraklama yapılmaz. Devrede nötr hattı varsa, topraktan yüksek bir direnç vasıtasıyla izole edilir. Eğer nötr hattı yoksa, bir fazı yüksek bir empedans üzerinden toprakla arasındaki izolasyonu yapılır. Ancak devreye bağlı cihazların gerilim altında olmayan bölümleri yani koruma topraklaması ise topraklayıcıya doğrudan bağlanarak yapılır. Devrenin toprakla olan izolasyonunun kontrolü ise izolasyon kontrol cihazı ile yapılır. Koruma sistemine göre izolasyon hatası olması durumunda devrenin enerjisi kesilebilir. IT şebeke, dağıtım şebekelerinde pek kullanılmaz. Genelde trafo merkezlerinin veya ada modunda çalışan jeneratör sistemlerinde tercih edilir.

Topraklama Neden Yapılır ve Önemi

Topraklama, elektrik tesisatlarında güvenliği sağlamak ve olası arızalarda insan hayatını korumak için yapılır. Topraklama ölçümü, sistemdeki topraklama direncinin uygun seviyede olduğunu belirlemek için yapılır ve bu işlem için genellikle meger ölçüm cihazı kullanılır. Meger topraklama ölçümü, elektrik tesisatlarının güvenliğini doğrulamak için en yaygın yöntemlerden biridir. Özellikle, doğalgaz topraklama ölçümü ve paratoner iletkeni gibi hassas sistemlerde düzenli ölçüm yapılması hayati öneme sahiptir.

Koruma topraklaması ve işletme topraklaması, elektrik tesisatlarında yaygın olarak kullanılan topraklama türlerindendir. Topraklama tesisatları, enerjinin doğru şekilde topraklanmasını sağlar ve bu sistemlerin düzenli topraklama kontrolü ile denetlenmesi gerekir. Topraklama belgesi veya EMO topraklama belgesi, bu kontrollerin uygun şekilde yapıldığını gösterir. Toprak direnci ölçümü, genellikle multimetre ile topraklama ölçümü veya daha gelişmiş cihazlarla yapılır. Bu ölçüm sırasında, sistemde kullanılan grafit elektrot, alüminyum elektrot, ve tungsten elektrot gibi elektrotların durumu önemlidir. Elektrot çeşitleri, toprağın özgül direncine ve tesisin ihtiyaçlarına göre seçilir. Örneğin, grafit elektrot fiyatları, dayanıklılık ve performansa bağlı olarak değişkenlik gösterir.

Topraklama işlemi sırasında kullanılan toprak kablo ve topraklama kabloları, elektrik enerjisinin güvenli bir şekilde toprağa iletilmesini sağlar. Ayrıca, toprak özgül direnci ölçümü, tesisatın bulunduğu bölgenin topraklama performansını değerlendirmek için kritik bir adımdır. Temel topraklama, binaların güvenli enerji bağlantısı için önem taşırken, elektrik tesisatı periyodik kontrol işlemleri bu güvenliği sürekli kılar. Sonuç olarak, topraklama hem tesisat güvenliği hem de insan sağlığını korumak için gereklidir. Topraklama ölçümü yapan firmalar, bu alandaki uzmanlıklarıyla güvenli sistemler oluşturulmasına katkıda bulunur. Düzenli topraklama ölçümleri ve kontrolleri, elektrik sistemlerinin sorunsuz çalışması için temel bir gerekliliktir.

TOPRAKLAMA NEDİR? NEDEN YAPILIR?

Aralık 24, 2023 / / 0 Comments

Topraklama Nedir?

Topraklama, elektrik enerjisinin üretimi, iletimi, dağıtımı ve tüketimi sırasında oluşabilecek can ve mal kaybı riskini en aza indirmek için kullanılan kritik bir güvenlik sistemidir.

Topraklama nedir sorusunun en basit tanımı şudur: Gerilim altında olmayan tüm elektrik teçhizatlarının, sıfır iletkenlerinin ve bağlı olduğu metal aksamların, yalıtım hatası durumunda ortaya çıkabilecek arıza akımlarını güvenli bir şekilde toprağa iletmek amacıyla bir iletken vasıtasıyla toprağa bağlanması işlemidir.

Toprak, yeryüzünde elektrik potansiyelinin sıfır olduğu bir referans noktasıdır. Bu nedenle bir arıza anında akımın en kolay ve en kısa yolu toprağa gitmektir. Toprağın kendine ait bir direnci, özgül direnci (özdirenci) ve gerilimi bulunur. Bu değerler sahada özel cihazlarla ölçülerek, binaya veya tesise en uygun topraklama sistemi tasarlanır ve uygulanır.

Topraklama sistemi, hem insan hayatını korumak hem de elektrikli cihazların ve tesisatın güvenliğini sağlamak amacıyla zorunlu bir önlemdir.

Topraklama Ne İşe Yarar?

Topraklama zorunlu bir güvenlik önlemidir. Topraklamanın yapılmadığı elektrik tesislerinde can ve mal kaybı riski oldukça yüksektir. Bu nedenle insan hayatını korumak, cihazların ömrünü uzatmak ve olası arıza akımlarına karşı önlem almak için topraklama sistemi mutlaka yapılmalıdır.

Elektrik sistemlerinde gerilim altında bulunan kısımlar yalıtımla korunur. Ancak zamanla yalıtım malzemelerinde bozulma, delinme veya eksiklik meydana gelebilir. Yıldırım düşmesi, yanlış bağlantı, doğal afetler veya mekanik darbeler gibi sebeplerle yalıtım zayıflayabilir. Bu durumlarda devredeki panolar, transformatörler, metal kabinler ve diğer teçhizatların gerilim altında olmayan kısımlarında arıza akımı (kaçak akım) oluşabilir.

İşte bu arıza akımını en kısa ve güvenli yoldan toprağa ileterek ortadan kaldırmak için topraklama sistemi devreye girer. Toprağın elektrik direnci çok düşük olduğu için arıza akımı hızla toprağa akar ve tehlike önlenmiş olur.

Ayrıca topraklama, elektrik enterkonnekte şebekelerin daha stabil ve düzgün çalışmasını sağlar. Sistemdeki potansiyel farklarını dengeleyerek daha güvenli ve verimli bir elektrik dağıtımı yapılmasına katkı sunar.

Topraklama Ölçümü

Topraklama Nasıl Yapılır?

nsan vücudunun elektriksel direnci kişiden kişiye değişmekle birlikte genellikle 1000 – 3300 ohm arasında kabul edilir. Can kaybına yol açmayacak, tehlikeli olmayan akım değeri ise yaklaşık 20 mA olarak alınır. Bu değerlere göre insan için güvenli temas gerilimi 50 V olarak belirlenmiştir.

Topraklama ve kısa devre hesaplamalarında iki önemli kavram kullanılır:

  • Dokunma Gerilimi (Touch Voltage): Topraklama sistemindeki gerilimin, bir insan tarafından eliyle ve ayağıyla köprüleyebileceği bölümüdür. Yani kişi topraklanmış bir cihaza dokunduğunda hissedilen gerilimdir.
  • Adım Gerilimi (Step Voltage): Topraklama geriliminin, insanın yaklaşık 1 metrelik adım mesafesiyle köprüleyebileceği bölümüdür. Kişi iki ayağı arasında oluşan gerilim farkıdır.

Bu iki gerilim değeri, topraklama tasarımı yapılırken insan güvenliğinin sağlanması açısından büyük önem taşır. Topraklama sistemi, dokunma ve adım gerilimlerini kabul edilebilir limitler içinde tutarak elektrik çarpması riskini minimize eder.

Topraklama Gerilimi ve Özdirenci Nedir?

Topraklama gerilimi, topraklama tesisi ile referans toprak arasında ölçülen potansiyel farktır. Topraklayıcının yayılma direnci ise topraklama tesisi ile referans toprak arasındaki direnç değeridir. Bu iki kavram, topraklama sisteminin tasarımında ve hesaplamalarında sıkça kullanılır. Her ikisi de sahada özel ölçüm cihazları ile belirlenir.

Toprak özdirenci (ρE), topraklama hesaplamalarında temel alınan önemli bir parametredir. Kenar uzunluğu 1 metre olan bir toprak küpünün karşılıklı iki yüzeyi arasındaki direnç olarak tanımlanır. Toprağın cinsi, yapısı, yoğunluğu, nem oranı ve sıcaklığına göre büyük değişiklik gösterebilir.

Ayrıca toprakta derinliğe inildikçe özdirenç değeri de değişir. Bu nedenle topraklama projesi hazırlanırken farklı derinliklerde ölçümler yapılması ve bu değişimin hesaplamalarda dikkate alınması gerekir.

Topraklama İletkeni Olarak Galvaniz Şerit Kullanılabilir.

Topraklama direncinin düşük olması, topraklama sisteminin etkili çalışması için çok önemlidir. Çünkü arıza akımı her zaman en düşük dirençli yolu tercih eder. Bu nedenle topraklama direncini mümkün olduğunca düşük tutmak, sistemin güvenliği açısından kritik bir gerekliliktir.

Topraklama direncini düşürmek için kullanılan başlıca yöntemler şunlardır:

  • Topraklayıcı elektrodun boyutunu ve çakılma derinliğini artırmak
  • Daha iyi iletkenlik özelliğine sahip topraklama iletkeni kullanmak
  • Bağlantı noktalarının kalitesini yükseltmek ve iyi bir galvanizli bağlantı sağlamak
  • Toprağın kalitesini iyileştirmek

Özellikle toprağın nemli ve ıslak olması topraklama direncini önemli ölçüde düşürür. Taşlı, kuru ve sert topraklardan mümkün olduğunca kaçınılmalıdır. Topraklama elektrodunun çakıldığı bölgenin nem oranını artırmak için gerekli önlemler alınmalı, gerekirse kimyasal topraklama maddeleri kullanılarak toprak iletkenliği iyileştirilmelidir.

Düşük topraklama direnci, arıza anında akımın hızla toprağa dağılmasını sağlayarak insan ve ekipman güvenliğini maksimum seviyede korur.

Topraklamada Kullanılan Malzemeler

Topraklama malzemeleri seçilirken, çevre koşulları, zemin yapısı ve hedeflenen yayılma direnci değerleri dikkate alınarak en uygun topraklama sistemi belirlenir. Kullanılacak malzemeler, toprağın cinsine, nem oranına ve projenin gereksinimlerine göre değişiklik gösterebilir.

  • Topraklama Çubuğu: toprağa gömülebilen ve cihazların toprakla bağlantısını sağlayan geniş yüzeyli iletken bir parçadır. Topraklayıcı olarak da adlandırılır. Şerit veya örgülü iletken, çubuk, profil, levha veya şerit olarak kullanılabilir.
  • Temel topraklayıcı : Beton içine gömülen, toprak ile beton arasında geniş yüzeyli olarak temasta bulunan iletkene denir. Bir elektrot çeşididir. Genelde inşaat projelerinde binaların topraklama sisteminde kullanılır.
  • Topraklama iletkenleri: örgülü bakır, galvaniz şerit veya sarı-yeşil kablo (Elektrik İç Tesisat Yönetmeliği’nde yazılı olan) olabilir.
  • Bağlantı elemanları; bakır veya galvanizden yapılan klemens, pabuç vb. irtibatlandırma ekipmanlarıdır.
  • Koruma İletkeni (PE): devredeki işletme elemanlarının topraklayıcıya, eş potansiyel dengeleme barasına bağlayan iletkene denir.
  • Koruma ve nötr iletkeni (PEN): koruma iletkenin nötr iletkeni ile birleştirildiği iletken baradır.
  • Eş potansiyel topraklama barası: birden fazla iletkenin bağlandığı, topraklanan tüm ekipmanların ortak bir baraya getirilerek aralarındaki potansiyel farklarının eşitlendiği baradır.

Bu malzemelerin kalitesi, doğru seçimi ve profesyonel montajı, topraklama sisteminin uzun ömürlü ve etkili çalışması için büyük önem taşır.

Topraklama Kabloları Sarı Yeşil Renktedir.

Topraklama yapılırken ilk olarak tesisin türü, kullanım amacı ve bulunduğu zeminin yapısı dikkate alınmalıdır. Daha sonra sahada detaylı ölçümler yapılarak topraklama direnci, toprak gerilimi ve özdirenç değerleri belirlenir. Bu ölçüm sonuçlarına göre gerekli hesaplamalar yapılır ve tesise en uygun topraklama sistemi tasarlanır.

Tasarlanan sisteme göre doğru topraklama malzemeleri seçilir ve profesyonel şekilde sahada uygulanır. Tüm bu süreç, tesisin güvenliği ve uzun ömürlü çalışması açısından büyük önem taşır.

Türkiye’de yapılan tüm topraklama işlemleri, “Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Yönetmeliği” hükümlerine uygun olarak gerçekleştirilmek zorundadır. Bu yönetmelik, hem insan güvenliğini hem de tesisin korunmasını sağlayan standartları belirler.

Topraklama Nedir, Neden Yapılır ve Önemi

Topraklama, elektrik tesisatlarında güvenliği sağlamak ve olası arızalarda insan hayatını korumak amacıyla yapılan zorunlu bir güvenlik sistemidir.

Topraklama ölçümü, sistemdeki topraklama direncinin kabul edilebilir seviyede olup olmadığını kontrol etmek için yapılır. Bu ölçüm genellikle meger ölçüm cihazı ile gerçekleştirilir. Meger topraklama ölçümü, elektrik tesisatlarının güvenliğini doğrulamak için en yaygın ve güvenilir yöntemlerden biridir. Özellikle doğalgaz tesisatı topraklama ölçümü ve paratoner iletkeni gibi kritik sistemlerde düzenli olarak yapılması hayati önem taşır.

Elektrik tesisatlarında en sık kullanılan iki topraklama türü koruma topraklaması ve işletme topraklamasıdır. Bu sistemlerin düzenli olarak denetlenmesi ve topraklama kontrolü yapılması gerekir. Yapılan kontroller sonucunda düzenlenen topraklama belgesi veya EMO topraklama belgesi, sistemin yönetmeliklere uygun olduğunu resmi olarak gösterir.

Toprak direnci ölçümü, multimetre ile yapılabildiği gibi daha hassas ölçümler için gelişmiş cihazlar da kullanılır. Ölçüm sırasında kullanılan grafit elektrot, alüminyum elektrot ve tungsten elektrot gibi elektrotlar, toprağın özgül direncine ve tesisin ihtiyaçlarına göre seçilir.

Topraklama işleminde kullanılan toprak kablo ve topraklama kabloları, arıza akımlarının güvenli bir şekilde toprağa iletilmesini sağlar. Ayrıca toprak özgül direnci ölçümü, tesisin performansını değerlendirmede kritik rol oynar. Binalarda yapılan temel topraklama ise yapının genel güvenliği için temel bir adımdır.

Sonuç olarak, topraklama hem tesisatın güvenliğini hem de insan sağlığını korumak için vazgeçilmezdir. Düzenli topraklama ölçümleri ve periyodik kontroller, elektrik sistemlerinin sorunsuz ve güvenli çalışmasını sağlar.

ELEKTRİK MAKİNELERİ NELERDİR?

Kasım 5, 2023 / / 0 Comments

Elektrik Makineleri Nelerdir? Enerji Dönüşümü Nasıl Olur?

Elektrik makineleri, motor, generatör gibi hareketli ile transformatörler gibi hareketli olmayan makineler olarak sınıflandırılır. Hareket eden elektrik makineleri, girişlerine uygulanan enerji şekline göre motor veya generatör olarak çalışır. Eğer makinenin girişine elektrik enerjisi verilip, çıkışından mekanik enerji alınıyorsa motor çalışma, girişine mekanik enerji verilip, elektrik enerjisi elde ediliyorsa generatör çalışma olarak adlandılır. Bu iki tip çalışmada elektromekanik dönüşüm vardır. Transformatörlerde bu dönüşüm yoktur çünkü makine girişine elektrik enerjisi verilir, çıkışından da elektrik enerjisi alınır.

Elektrik Makinelerinde Elektromekanik Enerji Dönüşümü

Elektrik makinelerinde enerji dönüşümünün oluşabilmesi için Faraday, Biot-Savart ve Amper yasalarından faydalanılır. Bu yasalar elektrik mühendisliğinin temel yasalarıdır.

Elektrik Makineleri Sınıflandırılması

Hareketsiz Elektrik Makineleri

  • Güç transformatörleri
  • Dağıtım transformatörleri
  • Ölçü transformatörleri
  • Oto transformatörler
  • İzolasyon transformatörleri vb.

Hareketli Elektrik Makineleri

Hareketli elektrik makineleri öteleme (lineer motorlar) ve dönme hareketi yapan makineler olmak üzere ikiye ayrılır. Dönme hareketi yapan elektrik makineleri ise alternatif akım, doğru akım ve özel elektrik makineleri olmak üzere üçe ayrılır.

Alternatif akım makineleri

  • Asenkron makineler
  • Senkron makineler

Doğru akım makineleri

  • Serbest uyarmalı doğru akım makineleri
  • Şönt uyarmalı doğru akım makineleri
  • Seri uyarmalı doğru akım makineleri
  • Karma (kompund) uyarmalı doğru akım makineleri

Özel elektrik makineleri

  • Sabit mıknatıslı (permanent magnet) makineker
  • Servomotorlar vb.
Döner Elektrik Makinelerinde Hava Aralığından Dolayı Sürtünme ve Vantilasyon Kayıpları Olur.

Elektrik Makineleri Kayıplar

Elektrik makineleri enerji dönüşümünü gerçekleştirirken makineye verilen giriş gücü, bazı kayıplara uğrayarak çıkıştan alınır. Çünkü makine yapısında kullanılan demir, bakır, alüminyum vb. malzemelerin yapılarından dolayı kayıplar meydana gelir. Aynı şekilde hareketli elektrik makinelerinde ise ekstra bir de hava boşluğundan kaynaklanan sürtünme kayıpları da mevcuttur. Dolayısıyla elektrik makinelerinde çıkıştan alınan güç tam olarak %100 verimde alınamaz.

Transformatörlerde sadece bakır ve demir kayıpları (boşta ve yükte kayıplar) meydana gelirken (Pk), dönme hareketi yapan makinelerde bu kayıpların yanında sürtünme ve soğutma için harcanan vantilasyon kayıpları da (Pv) da oluşur. Verim, elektrik makinesinden alınan çıkış gücünün (Pç), giriş gücüne (Pg) oranıdır ve yüzde olarak tanımlanır.

Transformatörlerde verim hesabı aşağıdaki formülle yapılır.

    \[P_g=P_ç+P_k\]

    \[Verim=\frac{P_ç}{P_g}\]

Elektrik motorlarında verim hesabı aşağıdaki formülle yapılır.

    \[P_{elek}=P_{mek}+P_k+P_v\]

    \[Verim=\frac{P_{mek}}{P_{elek}}\]

Generatörlerde verim hesabı aşağıdaki formülle yapılır.

    \[P_{mek}=P_{elek}+P_k+P_v\]

    \[Verim=\frac{P_{elek}}{P_{mek}}\]

Elektrik Makineleri: Temelleri, Çeşitleri ve Uygulamaları

Elektrik makineleri, elektrik enerjisinin mekanik enerjiye veya mekanik enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesinde kullanılan temel cihazlardır. Temelleri, enerji dönüşümünün çalışma prensiplerini açıklayarak, bu makinelerin çeşitli endüstriyel ve ticari uygulamalar için nasıl kullanıldığını öğretir.

Asenkron ve senkron makineler, en yaygın kullanılan türleridir. Asenkron makineler, genellikle endüstriyel motorlarda tercih edilirken, senkron makineler, jeneratörler ve özel motor uygulamalarında yaygın olarak kullanılır. Doğru akım makineleri, elektrik motorları ve jeneratörler gibi enerji dönüşüm cihazlarının bir diğer önemli grubudur. Bu makinelerin farklı türleri ve kullanım alanları, doğru akım makineleri çeşitleri konusuyla detaylı şekilde incelenir. Pratikte, elektrik bobin sarma makinası veya bobinaj motor sarım makineleri, makinelerinin üretim ve tamir süreçlerinde önemli bir role sahiptir. Örneğin, trafo sarım makineleri, elektrik transformatörlerinin bobinlerinin sarılmasında kullanılırken, bobinaj sarım makinası, motorların sarım işlemleri için idealdir. Bu makineler, elektrik motorlarının ve jeneratörlerin uzun ömürlü ve verimli çalışmasını sağlar. Ayrıca, elektroteknik alanında uzmanlaşmak isteyenler için bu temel bilgiler, mühendislik ve teknik kariyerlerin vazgeçilmez bir parçasıdır. Sonuç olarak, elektromekanik dönüşüm modern teknolojinin temel yapı taşlarından biridir. Teorik bilginin yanı sıra, bobinaj motor sarım makineleri gibi pratik araçlar, bu makinelerin üretim, bakım ve tamir süreçlerinde kritik bir rol oynar. Bu alanda edinilen bilgiler, elektrik enerjisinin etkin ve verimli bir şekilde kullanılmasını sağlar.

Spare part for engine water pump isolated on white.

ASENKRON MOTOR ÇALIŞMA PRENSİBİ

Ekim 30, 2023 / / 0 Comments

Asenkron Motor Çalışma Prensibi

Asenkron motor yapısının, en önemli hesaplanması gereken parametreleri moment (tork), hız veya devri, kontrol düzenekleri ve yol verme işlemleridir. Bu bölümde asenkron motor eşdeğer devresi, parametreleri, moment hesabı ve yol verme çeşitleri gösterilecektir.

Asenkron Motor Eşdeğer Devresi

Asenkron motorların çalışma ilkesi ve temel yapısı itibariyle transformatörlere benzediği için eşdeğer devresi transformatörlere çok benzerdir. Makinenin karmaşık yapısında primer ve sekonder sargılarındaki akan akımları, momenti, güç faktörünü, güç değerlerini, kayıpları hesaplamak amacıyla sadece bir fazın modelini çıkarmak ve bunun üzerinde hesaplarını yapmak daha kolaydır. Simetrik yapıya sahip asenkron motorlarda diğer fazlarında aynı modelin varlığı kabul edilerek hesaplamalar yapılır. T tipi ve L tipi olmak üzere iki türlü eşdeğer devre tipi vardır. Hesapların kolay yapılması sebebiyle genelde L tipi eşdeğer devre kullanılır. Asenkron motorların L tipi eşdeğer devresi aşağıdaki gibidir.

Asenkron Motorların L Tipi Eşdeğer Devre Modeli

Burada Vo statora uygulanan gerilimi, I1 stator akımını, Rs stator direncini, Xs stator kaçak reaktansını, Rr rotor direncini, Xr rotor kaçak reaktansını, Im boşta çalışma akımını, Xm manyetik reaktansı, I2 rotor akımını ve E ise rotorda indüklenen akımı temsil etmektedir.

Asenkron motorlarda Im ile gösterilen boşta çalışma akımı, stator ile rotor arasında bulunan ince fakat büyük manyetik direnç gösteren hava aralıklarından dolayı transformatördekinden daha büyüktür. Çünkü transformatörde manyetik direnç gösteren yapı hava değil, silisli saclardan oluşan manyetik nüvedir.

Asenkron Motor Moment Hesabı

Asenkron motorun L tipi eşdeğer devreye göre moment formülü aşağıdaki gibidir.

    \[M\;=\frac{m.p}{2\mathrm{πf}}\frac{R_r^'}s\frac{V_1^2}{Z^2}\]

Buradaki Z ile gösterilen eşdeğer devrenin L tipindeki empendasını ifade ederken, m faz sayısını, p kutup çifti sayısını, V1 ve f statora uygulanan gerilim ve frekansını göstermektedir.

Moment formülüne ve makinenin hızına göre asenkron motorun hız-moment grafiği aşağıdaki şekilde olur.

Asenkron Motorların Hız-Moment Grafiği

Grafiğe bakılacak olursa; motor senkron hızdayken (teoride mümkün olmayan) rotorun hızı sıfırdır. Motorun kalkınması için belli bir kalkış momenti (Mo) vardır. Bu durumda rotor hızı sıfırdır bunu motorun yenmesi gerekir ki motor kalkınsın ve dönmeye başlasın. Motor kalktıktan sonra belli bir hız değerinden sonra veriminin düştüğü görülmektedir. Yani devrilme momentini (Mk) aşmıştır. Makinenin devrilme momentini aşmaması gerekir. Bu durumdaki hızına devrilme hızı (nk), kaymasına ise devrilme kayması (sk) denir. Bu parametrelere göre moment formülünden devrilme momenti hesaplanır. Özetle asenkron motorlarda hız ayarı yapılırken veya yol verilirken kalkış momentini yenmesi ve devrilme momentini aşmaması gerekmektedir.

Asenkron Motorlara Yol Verme İşlemi

Durmakta olan motorun stator sargılarına gerilim uygulandığında rotor hareketsiz olduğundan indüklenen emk sıfırdır. Dolayısıyla ilk anda motorun eşdeğer devresi kısa devre durumundadır ve çekilen akım kısa devre akımıdır. Bu yüksek akımın rotor sargılarında yarattığı kuvvet ile üretilen momente yol verme momenti denir. Rotor bunun etkisiyle dönmeye başlar. Hızın artması ile indüklenen zıt emk artar ve şebeke gerilimine ters yönde olduğundan, başlangıçta çekilen büyük kısa devre akımı yavaş yavaş düşmeye başlar. Motorun miline bağlanmış ve sürülmekte olan herhangi bir iş makinesinin karşıt momenti (frenleyici momenti), motorun kendi ürettiği momente eşit olunca, motor ve iş makinesinden oluşan ikili sabit bir hızda dönmeye devam eder. Bu geçici işleme yol verme işlemi denir.

Sincap Kafesli Asenkron Motorun Bağlantı Kutusu, Rotor ve Stator Yapıları

Yol verme sırasında şebekeden çekilen akımın büyük olması, şebekede geçici ve yüksek gerilim düşümlerinin meydana gelmesine, dolayısıyla gerilim dalgalanmalarına neden olur.  Bu istenmeyen bir durumdur. Bunun yanı sıra bu akım, makine sargılarında yüksek kayıplara sebep olur. Sargı sıcaklığının yükselmesine neden olur ve bu durum motora zarar verebilir. Bu yüzden yol verme işlemini yaparken bu tip durumların göz önünde bulundurulması gerekir. Yol verme işleminde şebekeden çekilen akımın yüksek olmamasına ve yol verme işleminin çok kısa sürede tamamlanması gerekir. Aşağıda asenkron motorlara yol verme işlemlerinden bazıları gösterilmektedir.

  • Oto-transformatör kullanmak
  • Sargı bağlantısında yıldız/üçgen değişimi yapmak
  • Akım sınırlayıcı bir direnç kullanarak yol vermek
  • Derin oluk etkisinden yararlanmak
  • Rotorda çift kafes kullanmak
  • Bileziklere direnç bağlamak
  • Yardımcı bir motor kullanmak
  • Güç elektroniği düzenleri (sürücüler, yumuşak yol vericiler) kullanmak

Bu düzeneklerden en çok güç elektroniği düzenleri yani sürücüler (driver), yumuşak yol vericiler (soft starter) kullanmak ve yıldız üçgen yol vermek işlemleri kullanılır.

Elektrik Motorları: Asenkron Motor Kullanım Alanları

Elektrik motorları, mekanik hareket sağlamak için elektrik enerjisini dönüştüren cihazlardır. Asenkron motor, yaygın olarak kullanılan ve dayanıklı yapısıyla tanınan bir motor türüdür. Özellikle üç fazlı asenkron motor, endüstriyel uygulamalarda enerji verimliliği ve yüksek performans sunar. Bu motorların kontrolü için kullanılan asenkron motor sürücüleri ve asenkron motor sürücü devresi, motor hızını ve torkunu optimize etmek için kritik öneme sahiptir. Asenkron motorlar, hem monofaze asenkron motor gibi tek fazlı uygulamalar için hem de 3 fazlı asenkron motor gibi daha büyük sistemler için mevcuttur. 3 fazlı asenkron motor yıldız üçgen yol verme yöntemi, motorun ilk çalıştırma akımını düşürmek için kullanılan bir tekniktir. Ayrıca, redüktörlü asenkron motor modelleri, ağır yük uygulamalarında torku artırmak için kullanılır. Bunun yanında, kalıcı mıknatıslı senkron motor ve sabit mıknatıslı senkron motor gibi mıknatıslı motorlar, yüksek hassasiyet ve enerji tasarrufu gerektiren uygulamalarda öne çıkar. AC indüksiyon motoru, diğer adıyla indüksiyon motor, asenkron motorlar sınıfında yer alır ve dayanıklı yapısı sayesinde geniş bir kullanım alanına sahiptir.

Spare part for engine water pump isolated on white.

ASENKRON MOTOR NEDİR?

Ekim 30, 2023 / / 0 Comments

Asenkron Motor Nedir, Neden Kullanılır?

Asenkron motorlar, en çok elektrik yükü olarak kullanılan elektrik makinesidir. Hem uygun maliyette üretilmesi hem de fazla bakım gerektirmemesi sebebiyle son derece tercih edilen bir motor tipidir. Bir fazlı ve üç fazlı olarak üretilirler. Bir fazlı asenkron motorlar küçük güçlü olarak çamaşır makinesi, buzdolabı, pompa gibi yapılarda kullanılırken üç fazlı asenkron motorlar ise daha çok endüstriyel tesislerde ve fabrikalarda konveyör sistemlerinde, CNC tezgahlarda vb. uygulamalarda kullanılır. Asenkron motor çalışma prensibi itibariyle kullanımı kolay ve kontrolü güç elektroniği devreleri yardımıyla talep edilen hızlarda ve torkta çalışmaları, kontrolünün çok kolay yapılması vb. gibi avantajları bulunduğundan piyasada en çok kullanılan elektrik makineleridir.

Endüstriyel Tesislerde Asenkron Motor Kullanımı

Asenkron Motor Konstrüksiyonu

Asenkron motor, yapısı itibariyle iki sargıdan oluşur. Bu sargılardan birinin görevi manyetik alanı yaratmak, diğerinin görevi ise hareketi sağlayacak olan kuvveti üretmektir. Bu sebeple dönme hareketini yapacak parçanın (rotorun) daire kesitli olması gerekir. Sabit olan kısım ile dönme hareketi yapan kısım arasına hava aralıkları yerleştirilir. Hava aralığında sarf edilen amper-sarımın küçük olması için, manyetik direnci demirinkinden büyük olan hava aralığının minimum olacak şekilde tasarlanması gerekir. Bunun için de hareketsiz parça (stator) da aynı rotor gibi yine daire kesitli yapılır. Asenkron motor rotor yapılarındaki farklılığa göre ikiye ayrılırlar.

  • Sincap kafes rotorlu asenkron motor
  • Bilezikli rotorlu asenkron motor

Sincap Kafes Rotorlu Asenkron Motor Çalışma Prensibi

Kısa devre çubuklu asenkron motor olarak da adlandırılır. Rotor silindirindeki açılan oluklara yerleştirilen sargılar, silindirin her iki ucundan kısa devre edilirler. Kısa devre edilmesinden dolayı bu sargılardan bir akım akar ve manyetik alanın etkisiyle Biot-Savart yasası gereği iletkene dik bir kuvvet etki eder. Böylece rotor dönmeye başlar.

Uçları Kısa Devre Edilmiş Sincap Kafes Yapısı

Bilezikli Rotorlu Asenkron Motor Çalışma Prensibi

Bilezikli rotorlu asenkron motorun rotor kısmına, statorda olduğu gibi üç fazlı sargılar yerleştirilir. Sargı uçları, fırça ve bilezikler yardımıyla harici olarak enerji verilmek üzere motor gövdesinde yer alan bağlantı kutusuna çıkarılır. Bileziklerin üzerine karbon fırçalar yerleştirilir. Böylece sargılar dış devreyle bağlantı kurulması sağlanır. Üzerinden geçecek akımın şiddetine göre karbon fırçalar farklı alaşımlardan yapılabilir.

Bilezikli Rotorlu Asenkron Motor Yapısı

Asenkron Motor Çalışma Prensibi

Asenkron motor çalışma prensibi gereği, ilk hareketini yapması elektromanyetik ilkelere dayanır. Statora alternatif gerilim uygulandığında, stator sargılarından bir akım akar ve bu akım bir alternatif manyetik döner alan ve akısı yaratır. Döner alanın meydana getirdiği manyetik akı çizgileri makinenin çevresinde döner. Döner manyetik alan hızına senkron hız denir. Senkron makinelerde rotor hızı, döner alanın yarattığı senkron hızda dönerken, asenkron makinelerde rotor bu hızdan farklı bir hızda dönmektedir. Bu yüzden bu makinelere asenkron makineler denir. Frekans ve makinenin kutup sayısıyla senkron hızı belirler. Elektrik makinelerinde senkron hız formülü aşağıdaki gibidir.

    \[n_s=\frac{60f}p\]

Bu formülde Ns senkron hızı tanımlarken, f frekansı ve p ise elektrik makinesinin (generatör, alternatör, motor) kutup çifti (2 kutuplu makinenin kutup çifti sayısı p, 1 olur) sayısını belirtmektedir.

Döner manyetik alan senkron hızla, kısa devre edilmiş, durmakta olan rotor iletken düzlemlerinden geçerek rotor akımlarını indükler. İndükleme sonucunda oluşan kuvvetler ise, rotorun dönme hareketine başlamasına ve zamanla hızlanmasına neden olur. Rotor, Biot-savart yasası gereği kendisine etkiyen kuvvetlerin yardımıyla büyük bir ivme ile kalkar ve hızlanır. Bu kalkış esnasında, statora gerilim verildiği anda, henüz rotor duruyor iken makine bir transformatör gibi çalışır. Bu esnada makinenin transformatörden tek farkı, sekonder sargıların her iki tarafındaki manyetik devrenin birer hava aralığı ile stator manyetik devresine bağlı olmasıdır. Transformatörlerde hatırlanacağı gibi primer ve sekonder devre bir nüve (çekirdek) ile manyetik olarak birbirlerine bağlı idi.

Bu esnada asenkron motorun stator sargılarında şebeke gerilimi ve frekansı varken, rotor sargılarında ise çevirme oranından kaynaklı daha indüklenmiş daha düşük gerilim vardır fakat frekans aynıdır. Bu değişme oranı bilezikli rotorlu asenkron motorlarda yaklaşık olarak bir civarındadır. Bu andan itibaren hızlanan rotor ile döner alan arasında arasındaki hız farkı azalmaya başlar. Dönmekte olan manyetik alan vektörü, rotorun iletken düzlemlerinden birim zaman içerisinde daha az geçmeye başlar. Dolayısıyla rotorda indüklenen gerilim azalır ve akım küçülür. Rotora etkiyen kuvvet de küçülür. Bu sırada ivmelenme devam ederken rotorun oluşturduğu dönme kuvveti, karşıt kuvvet olan yataklardaki sürtünme kuvveti ile hava ile olan sürtünme kuvvetleriyle eşit olduğunda ivme sıfırlanır ve motor sürekli aynı hızda dönmeye devam eder. Asenkron motor çalışma prensibi bu şekilde özetlenebilir.

Sincap Kafesli İndüksiyon Motorunun İç Yapısı

Rotor hızı dengeye ulaştığında senkron hıza yakın bir değerde ama daha düşük bir hızda dönmektedir. Rotor hızıyla döner alan hızı arasındaki fark çok küçüktür. Rotor hiçbir zaman kendiliğinden döner alan hızına erişemez. Erişse bile, döner alan vektörü rotor iletken düzlemlerinin içinden geçemez ve dolayısıyla rotor sargılarında bir gerilim indüklenemez ve kuvvet üretemez. Ancak dışarıdan bir ekstra tahrik ile döndürülürse bu hızı aşabilir, o zaman da zaten generatör modunda çalışıyor demektir.

Asenkron Makinelerde Kayma

Döner elektrik makinelerinde kayma deyimi çok önemlidir. Makinenin çalışma yapısını belirler. Elektrik makinelerin çalışabilmesi için alternatif döner manyetik alana, dolayısıyla manyetik akıya ihtiyacı vardır. Üç fazlı döner elektrik makinelerinde stator sargılarındaki döner manyetik alan hızı (yani senkron hızı) ile rotor hızının arasındaki farkın, senkron hıza göre oranı kayma değerini verir ve “s” ile gösterilir. Formülü aşağıdaki gibidir.

    \[s=\frac{n_s-n}{n_s}\]

Kayma değerine bağlı olarak aşağıdaki tabloda asenkron makinelerin çalışma şekilleri gösterilmiştir.

nsnsÇalışma Şekli
nsn0Motor Çalışma
nsn>nss<0Generatör Çalışma
-nsns>1Fren Çalışma
nsn=nss=0Boşta Çalışma
nsn=0s=1Transformatör Çalışma

İlk harekete geçme esnasında, rotor hareketsiz iken asenkron makine sekonderi kısa devre olan bir transformatör gibi çalışır. Hareket başladıktan sonra, sürekli çalışma noktasına ulaşıncaya kadar çalışma şekli motor çalışmadır. Çünkü bu durumda elektrik enerjisi şebekeden çekilir ve  mekanik enerjiye dönüştürülür. Rotor hızının hiçbir şekilde kendiliğinden senkron hıza erişemeyeceğinden, erişse bile o anda rotor sargısında gerilim değerinin sıfır olacağından makine bir güç üretmeyecektir ve boşta çalışacaktır. Senkron hıza kendiliğinden erişemeyen rotorun dışarıdan bir kuvvet yardımıyla senkron hızı aşması durumu ise generatör çalışma modudur. Çünkü artık makinenin girişinde harici mekanik güç verilirken, çıkışından elektrik enerjisi alınmaktadır. Motor çalışan bir makinenin döner alanın saat ibresi yönünde döndüğü ve sargılarına verilen üç fazlı akımların R,S,T sırası ile bağlı olduğu kabul edilsin. Bu durumda rotorun dönüş yönü, döner alanın dönüş yönündedir. Fazların sıralamasında iki fazın yerini değiştirilirse (örneğin R,T,S gibi) makineye hakim olan döner alanın yönü değişir. Rotor döner alana uyarak yavaşlamaya başlar ve frenlenmiş olur. Bu geçici duruma da fren çalışma modu adı verilir. Eğer makinenin faz sırası R,T,S olarak bırakılırsa, önce yavaşlar, sonra kısa bir süreliğine durur. Daha sonra ters yönde dönmeye başlar. Sürekli çalışma noktasına kadar hızlanır, bu noktaya geldiğinde motor olarak sürekli çalışmaya devam eder.

Elektrik Motorları: Asenkron Motor Kullanım Alanları

Elektrik motorları, mekanik hareket sağlamak için elektrik enerjisini dönüştüren cihazlardır. Asenkron motor, yaygın olarak kullanılan ve dayanıklı yapısıyla tanınan bir motor türüdür. Özellikle üç fazlı asenkron motor, endüstriyel uygulamalarda enerji verimliliği ve yüksek performans sunar. Bu motorların kontrolü için kullanılan asenkron motor sürücüleri ve asenkron motor sürücü devresi, motor hızını ve torkunu optimize etmek için kritik öneme sahiptir. Asenkron motorlar, hem monofaze asenkron motor gibi tek fazlı uygulamalar için hem de 3 fazlı asenkron motor gibi daha büyük sistemler için mevcuttur. 3 fazlı asenkron motor yıldız üçgen yol verme yöntemi, motorun ilk çalıştırma akımını düşürmek için kullanılan bir tekniktir. Ayrıca, redüktörlü asenkron motor modelleri, ağır yük uygulamalarında torku artırmak için kullanılır. Bunun yanında, kalıcı mıknatıslı senkron motor ve sabit mıknatıslı senkron motor gibi mıknatıslı motorlar, yüksek hassasiyet ve enerji tasarrufu gerektiren uygulamalarda öne çıkar. AC indüksiyon motoru, diğer adıyla indüksiyon motor, asenkron motorlar sınıfında yer alır ve dayanıklı yapısı sayesinde geniş bir kullanım alanına sahiptir.

ASENKRON GENERATÖRLER

Ekim 22, 2023 / / 0 Comments

ASENKRON GENERATÖRLER

Asenkron generatörler, genelde rüzgar santrallerinde kullanılan elektrik makinelerdir. Aslında asenkron makinenin yapısı değişmez, sadece motor veya generatör işletmesinde kullanılma durumuna göre ayrılır.

Asenkron Makinelerde Kayma Faktörü

Asenkron makinelerde kayma faktörü “s” ile gösterilir ve formülü aşağıdaki hesaplanır. Burada Ns senkron hızı, Nr ise rotor hızını belirtmektedir.

    \[s=\frac{n_s-n_r}{n_s}\]

Asenkron makinenin motor işletmesindeki devir sayısı, senkron hızın altında olduğu için kayma 0-1 arasında pozitif bir değer alır. Ancak rotor hızı senkron hızın üzerine çıkarsa kayma sıfırdan küçük bir değer alır.  Teorik olarak rotor hızı senkron hızı aşamayacağından, makine dışarıdan ek bir tahrik mekanik enerji ile döndürülüyor anlamına gelir. Asenkron makineye dışarıdan tahrik verilir, mekanik enerji elektrik enerjisine dönüştürülür. Bu da generatör modunda çalışmayı tanımlamaktadır.

Asenkron Generatörlerin Reaktif Güç İhtiyacı

Generatör çalışmada, eş değer devrede rotorda indüklenen emk, kaymanın negatif olmasından dolayı negatif değer alır. Bu nedenle gerilimin ürettiği akımın yönü, asenkron motor işletmesindeki yönün zıt yönünde olur. Rotorda akan akımın biri reel, diğer imajiner olmak üzere iki bileşeni vardır. Reel bileşen aktif gücü, imajiner bileşen reaktif gücü temsil eder. Motor işletmesinden, dışarıdan bir tahrik ile asenkron generatör çalışma moduna geçen makinenin aktif gücü temsil eden akımın yönü değişir. Generatör işletmesinin gereği dışarıya aktif güç verir. Ancak, reaktif gücü temsil eden akım, motor çalışmada olduğu gibi şebekeden makineye akmaya devam etmektedir. Bunun anlamı şudur; asenkron makine motor değil de generatör modunda bile çalışsa bile, reaktif güç çekmektedir. Asenkron generatör, makinenin mıknatıslanması için gerekli duyulan reaktif gücü mutlaka bir yerden almak zorundadır. Bu kaynak, paralel bağlı olduğu şebekeden alabilir. Özetle, asenkron generatörler, şebekeden reaktif güç çeker, ancak karşılığında aktif güç verirler. Bu mıknatıslanma akımı, anma akımının yaklaşık %20-30’u mertebesindedir ve bu değer ihmal edilemeyecek kadar büyüktür. Fakat elektrik makinelerinde mıknatıslanma, döner manyetik alan ve akı oluşturması için transformatörlerde ve senkron generatörlerde bu değer %1 mertebelerindedir.

Asenkron generatörlerde rotor akımı şebekeye doğru iken, mıknatıslanma akımı rotora doğrudur. Mıknatıslanma akımı, rotorda indüklenen emk’dan 90 derece geri fazdadır. Rotor akımı ve mıknatıslanma akımı 180 derece zıt yöndedir. Bu durum güç faktörünü düşürür, bu da indüklenen çıkış geriliminin düşmesine neden olur.  Çünkü yük akımının amper-sarım ile mıknatıslanma akımının amper sarımı zıt yönde oluşmaktadır. Bu da toplam amper-sarımı düşürdüğünden çıkış gerilimini düşürür.

Asenkron generatörler, şebekeye bağlanması için önemli birkaç durum vardır. Hem şebekenin hem de asenkron generatörün frekansı ve faz sıraları aynı olması gerekir. Eğer aynı olmazsa, makine motor gibi çalışabilir. Tahrik sisteminin zıt yönüne dönme riski oluşabilir ve hasar verici durumlar ortaya çıkabilir.

Asenkron Generatörlerin Direkt Şebekeye (a) veya Direkt Yüke Bağlandığı Modeller

Şebekenin Olmadığı Durumlarda Asenkron Generatörler Reaktif Güç İhtiyacını Nasıl Karşılar?

Asenkron generatörler şebekeye bağlanmadan da tek başına bir yük besleyebilir. Buradaki sorun, ekstra mıknatıslanma akımı için reaktif gücü nereden alacağıdır. Çünkü makinenin mıknatıslanma akımı çekeceği bir şebeke yoktur. Bu tip durumlarda ekstra kondansatör grupları kullanılır. Herhangi bir şebeke yoktur ve kondansatör (kapasitör) grubunun akım verebilmesi için ekstra bir gerilime ihtiyaç vardır. Bu iki şekilde karşılanabilir. Asenkron makinenin içerisindeki kalıcı mıknatıslıktan elde edilebilecek kalıcı gerilimle olabilir. Bu değer anma gerilimin %3-5’i mertebesinde olup, mıknatıslanma akımı için kondansatör gruplarına yeterli gerilim değer vermesine sebep olabilir. Diğer bir yöntem ise yüke ve stator uçlarına paralel bağlanan kondansatör grupları, kondansatörlerin sığasından oluşan empedansın büyüklüğüne göre, kondansatör uçlarından bir akım akıtacaktır. Bu akım, stator sargılarından geçerek bir amper-sarım yaratır. Artan amper-sarım, mıknatıslanma akımını, bu da tekrar stator uçlarındaki gerilimi artaracaktır. Bu şekilde stator uçlarında anma gerilime kadar devam eder. Böylece kendi kendine uyarma ile asenkron generatör, anma gerilimini elde etmiş olur. Asenkron generatöre bağlanacak kondansatör grubunun hesabı ve seçimi çok önemlidir.

Asenkron Generatörlerin Rüzgarin Türbiniyle Tahrik Sistemi

Asenkron Generatörlerin Kullanım Alanları

Mekanik anlamda sağlam, maliyeti düşük, yapısı daha küçük olmasından dolayı rüzgar santrallerinde kullanılır. Her şekilde nerede kullanılırsa kullanılsın, şebekeden veya bir kondansatör grubundan da olsa reaktif gücün bir şekilde karşılanması gerekir.

Elektrik Motorları: Asenkron ve Senkron Motorların Çalışma Prensipleri ve Kullanım Alanları

Elektrik motorları, mekanik hareket sağlamak için elektrik enerjisini dönüştüren cihazlardır. Asenkron motor, yaygın olarak kullanılan ve dayanıklı yapısıyla tanınan bir motor türüdür. Özellikle üç fazlı asenkron motor, endüstriyel uygulamalarda enerji verimliliği ve yüksek performans sunar. Bu motorların kontrolü için kullanılan asenkron motor sürücüleri ve asenkron motor sürücü devresi, motor hızını ve torkunu optimize etmek için kritik öneme sahiptir. Asenkron motorlar, hem monofaze asenkron motor gibi tek fazlı uygulamalar için hem de 3 fazlı asenkron motor gibi daha büyük sistemler için mevcuttur. 3 fazlı asenkron motor yıldız üçgen yol verme yöntemi, motorun ilk çalıştırma akımını düşürmek için kullanılan bir tekniktir. Ayrıca, redüktörlü asenkron motor modelleri, ağır yük uygulamalarında torku artırmak için kullanılır. Bunun yanında, kalıcı mıknatıslı senkron motor ve sabit mıknatıslı senkron motor gibi mıknatıslı motorlar, yüksek hassasiyet ve enerji tasarrufu gerektiren uygulamalarda öne çıkar. AC indüksiyon motoru, diğer adıyla indüksiyon motor, asenkron motorlar sınıfında yer alır ve dayanıklı yapısı sayesinde geniş bir kullanım alanına sahiptir.

Motor üreticileri arasında Siemens asenkron motor ve Gamak asenkron motor, güvenilirliği ve performansıyla öne çıkar. 1 kW asenkron motor veya 3 kW asenkron motor gibi farklı güç kapasiteleri, çeşitli ihtiyaçlara göre seçilebilir. Asenkron motor fiyat aralıkları, motorun gücüne, faz sayısına ve özelliklerine göre değişiklik gösterir. Örneğin, monofaze asenkron motor fiyatları genellikle küçük ölçekli uygulamalarda uygun maliyetli bir çözüm sunar. Servo motor kullanım alanları, robotik, hassas hareket kontrolü ve otomasyon gibi ileri teknoloji gerektiren alanları içerir. Bu motorlar, özellikle kontrol hassasiyeti açısından diğer motor türlerinden ayrılır. Sonuç olarak, asenkron motorlar, sağlamlık ve maliyet açısından avantajlı iken, kalıcı mıknatıslı senkron motorlaryüksek verimlilik ve hassasiyet sunar. Elektrik motorlarının uygun şekilde seçilmesi ve sürülmesi, enerji verimliliğini ve performansı artırarak birçok endüstride verimliliği optimize eder.

Artık elektrik ve elektronik sektöründe teklif talebi bırakmak sadece 1 dakika! Talep formunu doldur, talebini gönder, en uygun tedarikçilerle eşleşin!

Elektrik ve Elektronik İle İlgili Ürün Veya Proje, Keşif, Taahhüt Hizmet İhtiyaçlarınız İçin Yeni Nesil Çözüm Platformu Elektraverse, sizlere en uygun tedarikçileri buluyor.

Elektraverse, elektrik, elektronik ve enerji sektörüne özel olarak geliştirilen, yapay zeka destekli dijital tedarik platformudur. Talebinizi ücretsiz olarak talep formunu doldurarak oluşturun, sistemimiz ihtiyaçlarınızı analiz ederek sizi en uygun tedarikçilerle otomatik olarak eşleştirsin. 

İhtiyacınız olan talebinizi ücretsiz olarak gönderin, en uygun ürün veya hizmet tedarikçileriyle eşleşin!

Hızlı Teklif Al

Teklif Talebi İçin Formu Doldur
« Older posts Newer posts »

SOSYAL MEDYA

HİZMETLERİMİZ

  • Orta Gerilim Projeleri
  • Alçak Gerilim Şalt Dağıtım Malzeme Tedariki
  • Elektrik Ürünleri İhracatı
  • Eaton Marka Ürün Tedariki
  • Revotek Marka Ürün Tedariki
  • REPL Marka Ürün Tedariki

İLETİŞİM FORMU

    © 2026 Electric İstanbul – Elektrik Mühendisliği

    Theme by Anders Noren — Up ↑