BilalG
Üye
- Katılım
- 30 Eki 2008
- Mesajlar
- 91
- Puanları
- 1
ENERJİNİN ÜRETİLMESİ
(A) ELEKTRİK ENERJİSİNİN ÖNEMİ
Günümüzde eğlencemiz, ısınmamız, aydınlanmamız, ekmeğimiz, ulaşımımız, tedavimiz, atölye ve büro çalışmalarımız hep elektrik sayesinde olmaktadır. Elektrik enerjisinin bu kadar geniş alanda kullanılması ve gün geçtikçe gelişmesinin nedenleri şunlardır;
- Üretildiği yerden çok uzaklara taşınabilir.
- Kokusuz ve atıksız ısı, ışık, kimyasal, mekanik ve diğer bütün enerji çeşitlerine
kolayca dönüşebilmesi ve dolayısıyla her amaca göre kullanılma özelliği
- Çok hassas ayar imkanına sahip olması
Ev, büro ve diğer çalışma yerlerinde sağladığı kolaylıklar nedeniyle yaşama konforunu artırıcı etkisi elektriğin her ihtiyacın karşılanmasında kendisinden yararlanılan bir eleman haline getirmiştir. Bir ülkenin uygarlığından bahsederken yıllık enerji üretiminde, kişi başına düşen enerjiden bahsedilir. Yani elektrik sosyo-ekonomik ölçülerden biri haline gelmiştir.
(B) ELEKTRİK SANTRALLERİ
Uygarlık ölçüsü diyebileceğimiz elektrik enerjisinin üretildiği yerlere ELEKTRİK SANTRALİ diyoruz. Bir elektrik santrali başlıca şu kısımlardan meydana gelmiştir.
(1) JENERATÖR: Santraldeki elektrik enerjisini üreten makinedir. Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Bu elektrik enerjisi doğru akım olabilir, monofaze (bir fazlı) veya trifaze (üç fazlı) dalgalı olabilir. Büyük santrallerde üretilen trifaze dalgalı akımdır.
(2) MEKANİKİ ENERJİ ÜRETEN KISIM: Jeneratörün elektrik enerjisi üretebilmesi için mekaniki enerjiye ihtiyaç vardır. İstenilen bu enerji su veya buhar türbini olabileceği gibi bir atom reaktörü veya dizel motorlardan birisi olabilir.
(3) UYARTIM MAKİNESİ: Enerji üretiminde jeneratöre doğru akım vererek yardımcı olur. Alternatörün kutuplarını uyartan bir şönt dinamodur.
(4) KESİCİ (diskjonktör): Özel yapılı bir şalterdir. Şebeke ile jeneratör arasındaki bağlantıyı sağlar.
(5) ÖLÇÜ ALETLERİ: Santral ve şebeke ile ilgili birçok büyüklükleri ölçer. Örneğin: Fazlardan çekilen akımlar, gerilimler, güçler, sıcaklıklar, basınçlar, baca gazı özellikleri, güç katsayısı vb. gibi.
(6) KORUNMA AYGITLARI: Santralde, şebekede meydana gelebilecek arıza ve kazalara karşı santral ve şebekeyi korurlar.
(7) SENKRONİZASYON DÜZENEĞİ: Santralin şebekeye bir arızaya yo açmadan sıhhatli bir şekilde bağlanması için kullanılan yardımcı düzenektir.
(8) BARA DÜZENEĞİ: Santralde üretilen elektrik enerjisi dağıtım için baralara gelir, gerekli yerlere buradan dağıtılır.
(9) TRAFO POSTASI: Jeneratörde üretilen enerjinin uzaklara nakledilebilmesi için gerilim, trafo postalarından yükseltilerek hatta verilir. Santraldeki trafoların bulunduğu yere ŞALT SAHASI denir.
(C) SANTRALLERİN SINIFLANDIRILMASI
Santraller kuruluş amacına göre, hizmet ettikleri alana göre ve mekanik enerji üreten makinenin cinsine göre bir çok şekilde sınıflandırılırlar. Genellikle mekanik enerji üreten makinenin cinsine göre santralleri üçe ayırmak mümkündür.
1- Termik santraller
2- Hidroelektrik santraller
3- Rüzgar santralleri
1998 yılında Türkiye’nin kurulu gücü, 21.889 MW’a ulaşmıştır. Toplam kurulu gücün %54’ü termik, %46’sı hidrolik kaynaklardan oluşmaktadır.
(D) TERMİK SANTRALLER
Termik santrallerde yakıtın (katı-sıvı-gaz) verdiği ısıdan ve genleşmeden mekanik enerji elde edilir. Termik santraller çevreyi çok kirletirler. Her ne kadar filtrelerle baca gazları arıtılsa da doğanın dengesini bozan maddelerin atmosfere yayılması önlenememektedir.
(E) HİDROELEKTRİK SANTRALLERİ
Su kaynaklarının gücünden yararlanarak elektrik enerjisi üreten santraldir. Su göl halindeki hazne içinde biriktirilir. Biriken su yüksek bir noktadan aşağı düşürülerek, mekanik enerji elde edilir. Suyun kuvvetiyle elde edilen mekanik enerjiyle alternatör döndürülerek elektrik enerjisi üretilir. Çevreye hiçbir zararlı atık bırakmadan çalışırlar.
Bu santrallerden başka, güneş santrali, nükleer santraller, gel git santrali, jeotermal enerji santrali gibi santraller de günümüzde kullanılmaktadır.
ENERJİNİN DAĞITILMASI
(1) ENTERKONNEKTE SİSTEM
Taşımada, iletimde, nakilde karlılık ve güvenilirliğin arttırılması amacıyla, özellikle önemli miktarlardaki enerji alış verişi için iki veya daha fazla sistem veya şebeke arasında bölgeler arası ya da uluslar arası bağlantı olanağı sağlayan elektriksel sistemdir.
Bu tip şebekelerde, o bölgedeki bütün elektrik üretim ve tüketim araçları büyük küçük ayrım yapılmaksızın sisteme dahil edilmektedir.
Enterkonnekte şebekenin, kesintisiz elektrik sağlayabilme ve yüksek verim gibi avantajları vardır. Bununla birlikte kısa devre akımlarının yüksek oluşu ve sistemin kararlılığının sağlanmasının zor oluşu gibi sakıncaları vardır.
Enterkonnekte sistemde bir arıza olduğunda, sadece arıza olan yerin enerjisi kesilir. Diğer kısımlarda enerjinin sürekliliği bozulmaz. Sistem içerisinde bir bölgede arızalanan santral veya trafolar devre dışı bırakıldığında, diğer santral ve ve trafolar bu bölgeleri beslemeye devam eder.
Her ülkenin kendi alıcılarını beslediği bir enterkonnekte şebekesi vardır. Bununla birlikte bazı komşu ülkelerin sistemleri birbirine bağlanabilir. Ülke içerisinde kendi başına çalışan küçük santraller ve beslenen aboneler olabilir. Bunlar sistemi etkilemez.
(2) GERİLİM VE FREKANS
Ülkemizde üretilen alternatif gerilimin taşınması, dağıtımının yapılması, alternatörün çıkış gerilimi ile olmamaktadır. Çünkü elektrik enerjisi üretimi yerleşim yerinden uzakta bulunmaktadır. Bu nedenle üretilen elektrik enerjisi trafolarda yükseltilerek enterkonnekte şebekeye bağlanır ve tüketim merkezlerine kadar iletilir. Tüketim merkezlerinde orta gerilim değerine düşürülerek dağıtımı yapılır.
Elektrik enerjisinin gerilimini alternatörün çıkış gerilimi yerine, çok yüksek gerilimle iletilmesini bir örnekle açıklayalım:
TEAŞ Çayırhan Termik Santrali’nin ilk iki ünitesinde alternatörünün gücü 150 MW, çıkış gerilimi 15 kV ve alternatör çıkış trafoları 15/380 kV’tur.
Önce alternatör çıkış gerilimi ile grubun gücünü ilettiğimizde iletim akımı, iletken kesitini ve çapını hesaplayalım:
Üç fazlı devrelerde aktif güç formülü:
P=√3 . U. I. Cosφ ‘den I= (150000000)/ (1,73 . 15000 . 0,8)= 7225 A iletim akımı bulunur.
İletimde kullanılan iletkenin her mm2’sinden 3 amper geçirebileceğimizi kabul edersek;
7225/3=2408 mm2 kesitinde bir iletkene ihtiyacımız vardır.
Bu iletkenin çapı ise:
S=(π.D2)/4 formülünden D=55mm bulunur.
İletim gerilimini 380 kV olarak iletecek olursak iletim akımını, iletken kesitini ve iletken çapını hesaplayalım:
I=(150000000)/(380000 . 0,8 . 1,73)=285 A iletim akımı
İletkenin her mm2’sinden 3 A geçirebileceğimizi kabul edersek;
İletken kesiti S=285/3=95 mm2
İletken çapı D=11 mm olarak hesap edilir.
Her iki çözüm sonuçlarını karşılaştırırsak:
İletken akımı (A) İletken kesiti (mm2) İletken çapı (mm)
15kV iletim geriliminde 7225 2408 55
380kV iletim geriliminde 285 95 11
Bu duruma göre çok yüksek gerilimle iletim yaptığımız zaman, devreden az akım geçeceğinden güç kaybı az olur. Enerji nakil hattı sonunda gerilim düşümü de az olur.
İletken kesiti daha küçük olduğundan, enerji naklinde kullanılan direkler ve diğer yüksek gerilim teçhizatı hacim bakımından daha küçük ve hafif olur. Sonuç olarak elektrik enerjisinin birim maliyeti azalır.
Ülkemizde alçak gerilimli (AG) dağıtım şebekelerinde kullanılan gerilim değerleri, tamamen uluslararası elektroteknik komisyonunun belirlediği gerilim değerlerine uygundur. Yeni dağıtım şebekelerimizde üç fazlı dört telli yıldız bağlı sistem kullanılmakta ve fazlar arası işletme gerilimi 380 V ve faz-nötr arası 220 V olmaktadır. Kullanılan frekansın değeri de 50 Hz.’dir. Şehir , kasaba ve köylerimizde 380/220 V kullanılmaktadır.
Orta gerilimli şebekeler, alçak gerilimle yüksek gerilim arasında köprü görevi yaparlar. Kasaba ve köylerimizin elektrik enerjisi ihtiyacı 15,8-35 kV’luk orta gerilim değerleriyle karşılanır.Ülkemizde kullanılmakta olan yüksek gerilim değerleri 66 ve 154 kV’tur. Kuzey-Batı Anadolu şebekesi 154 kV’luk gerilimle, Güney Anadolu şbekesi de 66 kV’luk gerilimle beslenmektedir. Enterkonnekte şebekemizde çok yüksek gerilim değeri olan 380 kV’luk gerilim kullanılmaktadır.
Türkiye ve Avrupa’daki enerji iletim ve dağıtım hatlarının işletme frekansının değeri 50 Hz.dir. Amerika ve Kanada da ise 60 Hz.dir.
GERİLİMLERE GÖRE ŞEBEKE ÇEŞİTLERİ
Santrallerden alıcılara kadar olan elektrik tesisinin tamamına ELEKTRİK ŞEBEKESİ denir.
Elektrik şebekeleri kullanıldıkları gerilimlere göre 4 gruba ayrılır:
(1) Alçak gerilim şebekeleri (1-1000 V arası)
(2) Orta gerilim şebekeleri (1 kV – 35 kV arası)
(3) Yüksek gerilim şebekeleri (35 kV – 154 kV arası)
(4) Çok yüksek gerilim şebekeleri (154 kV’tan fazla)
ELEKTRİK DAĞITIM ŞEKİLLERİNE GÖRE ŞEBEKE ÇEŞİTLERİ
(1) Dallı (Dalbudak) Şebekeler
(2) Ağ (Gözlü) Şebekeler
(3) Ring (Buklaj) Şebekeler
(4) Enterkonnekte Şebekeler
(A) ELEKTRİK ENERJİSİNİN ÖNEMİ
Günümüzde eğlencemiz, ısınmamız, aydınlanmamız, ekmeğimiz, ulaşımımız, tedavimiz, atölye ve büro çalışmalarımız hep elektrik sayesinde olmaktadır. Elektrik enerjisinin bu kadar geniş alanda kullanılması ve gün geçtikçe gelişmesinin nedenleri şunlardır;
- Üretildiği yerden çok uzaklara taşınabilir.
- Kokusuz ve atıksız ısı, ışık, kimyasal, mekanik ve diğer bütün enerji çeşitlerine
kolayca dönüşebilmesi ve dolayısıyla her amaca göre kullanılma özelliği
- Çok hassas ayar imkanına sahip olması
Ev, büro ve diğer çalışma yerlerinde sağladığı kolaylıklar nedeniyle yaşama konforunu artırıcı etkisi elektriğin her ihtiyacın karşılanmasında kendisinden yararlanılan bir eleman haline getirmiştir. Bir ülkenin uygarlığından bahsederken yıllık enerji üretiminde, kişi başına düşen enerjiden bahsedilir. Yani elektrik sosyo-ekonomik ölçülerden biri haline gelmiştir.
(B) ELEKTRİK SANTRALLERİ
Uygarlık ölçüsü diyebileceğimiz elektrik enerjisinin üretildiği yerlere ELEKTRİK SANTRALİ diyoruz. Bir elektrik santrali başlıca şu kısımlardan meydana gelmiştir.
(1) JENERATÖR: Santraldeki elektrik enerjisini üreten makinedir. Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Bu elektrik enerjisi doğru akım olabilir, monofaze (bir fazlı) veya trifaze (üç fazlı) dalgalı olabilir. Büyük santrallerde üretilen trifaze dalgalı akımdır.
(2) MEKANİKİ ENERJİ ÜRETEN KISIM: Jeneratörün elektrik enerjisi üretebilmesi için mekaniki enerjiye ihtiyaç vardır. İstenilen bu enerji su veya buhar türbini olabileceği gibi bir atom reaktörü veya dizel motorlardan birisi olabilir.
(3) UYARTIM MAKİNESİ: Enerji üretiminde jeneratöre doğru akım vererek yardımcı olur. Alternatörün kutuplarını uyartan bir şönt dinamodur.
(4) KESİCİ (diskjonktör): Özel yapılı bir şalterdir. Şebeke ile jeneratör arasındaki bağlantıyı sağlar.
(5) ÖLÇÜ ALETLERİ: Santral ve şebeke ile ilgili birçok büyüklükleri ölçer. Örneğin: Fazlardan çekilen akımlar, gerilimler, güçler, sıcaklıklar, basınçlar, baca gazı özellikleri, güç katsayısı vb. gibi.
(6) KORUNMA AYGITLARI: Santralde, şebekede meydana gelebilecek arıza ve kazalara karşı santral ve şebekeyi korurlar.
(7) SENKRONİZASYON DÜZENEĞİ: Santralin şebekeye bir arızaya yo açmadan sıhhatli bir şekilde bağlanması için kullanılan yardımcı düzenektir.
(8) BARA DÜZENEĞİ: Santralde üretilen elektrik enerjisi dağıtım için baralara gelir, gerekli yerlere buradan dağıtılır.
(9) TRAFO POSTASI: Jeneratörde üretilen enerjinin uzaklara nakledilebilmesi için gerilim, trafo postalarından yükseltilerek hatta verilir. Santraldeki trafoların bulunduğu yere ŞALT SAHASI denir.
(C) SANTRALLERİN SINIFLANDIRILMASI
Santraller kuruluş amacına göre, hizmet ettikleri alana göre ve mekanik enerji üreten makinenin cinsine göre bir çok şekilde sınıflandırılırlar. Genellikle mekanik enerji üreten makinenin cinsine göre santralleri üçe ayırmak mümkündür.
1- Termik santraller
2- Hidroelektrik santraller
3- Rüzgar santralleri
1998 yılında Türkiye’nin kurulu gücü, 21.889 MW’a ulaşmıştır. Toplam kurulu gücün %54’ü termik, %46’sı hidrolik kaynaklardan oluşmaktadır.
(D) TERMİK SANTRALLER
Termik santrallerde yakıtın (katı-sıvı-gaz) verdiği ısıdan ve genleşmeden mekanik enerji elde edilir. Termik santraller çevreyi çok kirletirler. Her ne kadar filtrelerle baca gazları arıtılsa da doğanın dengesini bozan maddelerin atmosfere yayılması önlenememektedir.
(E) HİDROELEKTRİK SANTRALLERİ
Su kaynaklarının gücünden yararlanarak elektrik enerjisi üreten santraldir. Su göl halindeki hazne içinde biriktirilir. Biriken su yüksek bir noktadan aşağı düşürülerek, mekanik enerji elde edilir. Suyun kuvvetiyle elde edilen mekanik enerjiyle alternatör döndürülerek elektrik enerjisi üretilir. Çevreye hiçbir zararlı atık bırakmadan çalışırlar.
Bu santrallerden başka, güneş santrali, nükleer santraller, gel git santrali, jeotermal enerji santrali gibi santraller de günümüzde kullanılmaktadır.
ENERJİNİN DAĞITILMASI
(1) ENTERKONNEKTE SİSTEM
Taşımada, iletimde, nakilde karlılık ve güvenilirliğin arttırılması amacıyla, özellikle önemli miktarlardaki enerji alış verişi için iki veya daha fazla sistem veya şebeke arasında bölgeler arası ya da uluslar arası bağlantı olanağı sağlayan elektriksel sistemdir.
Bu tip şebekelerde, o bölgedeki bütün elektrik üretim ve tüketim araçları büyük küçük ayrım yapılmaksızın sisteme dahil edilmektedir.
Enterkonnekte şebekenin, kesintisiz elektrik sağlayabilme ve yüksek verim gibi avantajları vardır. Bununla birlikte kısa devre akımlarının yüksek oluşu ve sistemin kararlılığının sağlanmasının zor oluşu gibi sakıncaları vardır.
Enterkonnekte sistemde bir arıza olduğunda, sadece arıza olan yerin enerjisi kesilir. Diğer kısımlarda enerjinin sürekliliği bozulmaz. Sistem içerisinde bir bölgede arızalanan santral veya trafolar devre dışı bırakıldığında, diğer santral ve ve trafolar bu bölgeleri beslemeye devam eder.
Her ülkenin kendi alıcılarını beslediği bir enterkonnekte şebekesi vardır. Bununla birlikte bazı komşu ülkelerin sistemleri birbirine bağlanabilir. Ülke içerisinde kendi başına çalışan küçük santraller ve beslenen aboneler olabilir. Bunlar sistemi etkilemez.
(2) GERİLİM VE FREKANS
Ülkemizde üretilen alternatif gerilimin taşınması, dağıtımının yapılması, alternatörün çıkış gerilimi ile olmamaktadır. Çünkü elektrik enerjisi üretimi yerleşim yerinden uzakta bulunmaktadır. Bu nedenle üretilen elektrik enerjisi trafolarda yükseltilerek enterkonnekte şebekeye bağlanır ve tüketim merkezlerine kadar iletilir. Tüketim merkezlerinde orta gerilim değerine düşürülerek dağıtımı yapılır.
Elektrik enerjisinin gerilimini alternatörün çıkış gerilimi yerine, çok yüksek gerilimle iletilmesini bir örnekle açıklayalım:
TEAŞ Çayırhan Termik Santrali’nin ilk iki ünitesinde alternatörünün gücü 150 MW, çıkış gerilimi 15 kV ve alternatör çıkış trafoları 15/380 kV’tur.
Önce alternatör çıkış gerilimi ile grubun gücünü ilettiğimizde iletim akımı, iletken kesitini ve çapını hesaplayalım:
Üç fazlı devrelerde aktif güç formülü:
P=√3 . U. I. Cosφ ‘den I= (150000000)/ (1,73 . 15000 . 0,8)= 7225 A iletim akımı bulunur.
İletimde kullanılan iletkenin her mm2’sinden 3 amper geçirebileceğimizi kabul edersek;
7225/3=2408 mm2 kesitinde bir iletkene ihtiyacımız vardır.
Bu iletkenin çapı ise:
S=(π.D2)/4 formülünden D=55mm bulunur.
İletim gerilimini 380 kV olarak iletecek olursak iletim akımını, iletken kesitini ve iletken çapını hesaplayalım:
I=(150000000)/(380000 . 0,8 . 1,73)=285 A iletim akımı
İletkenin her mm2’sinden 3 A geçirebileceğimizi kabul edersek;
İletken kesiti S=285/3=95 mm2
İletken çapı D=11 mm olarak hesap edilir.
Her iki çözüm sonuçlarını karşılaştırırsak:
İletken akımı (A) İletken kesiti (mm2) İletken çapı (mm)
15kV iletim geriliminde 7225 2408 55
380kV iletim geriliminde 285 95 11
Bu duruma göre çok yüksek gerilimle iletim yaptığımız zaman, devreden az akım geçeceğinden güç kaybı az olur. Enerji nakil hattı sonunda gerilim düşümü de az olur.
İletken kesiti daha küçük olduğundan, enerji naklinde kullanılan direkler ve diğer yüksek gerilim teçhizatı hacim bakımından daha küçük ve hafif olur. Sonuç olarak elektrik enerjisinin birim maliyeti azalır.
Ülkemizde alçak gerilimli (AG) dağıtım şebekelerinde kullanılan gerilim değerleri, tamamen uluslararası elektroteknik komisyonunun belirlediği gerilim değerlerine uygundur. Yeni dağıtım şebekelerimizde üç fazlı dört telli yıldız bağlı sistem kullanılmakta ve fazlar arası işletme gerilimi 380 V ve faz-nötr arası 220 V olmaktadır. Kullanılan frekansın değeri de 50 Hz.’dir. Şehir , kasaba ve köylerimizde 380/220 V kullanılmaktadır.
Orta gerilimli şebekeler, alçak gerilimle yüksek gerilim arasında köprü görevi yaparlar. Kasaba ve köylerimizin elektrik enerjisi ihtiyacı 15,8-35 kV’luk orta gerilim değerleriyle karşılanır.Ülkemizde kullanılmakta olan yüksek gerilim değerleri 66 ve 154 kV’tur. Kuzey-Batı Anadolu şebekesi 154 kV’luk gerilimle, Güney Anadolu şbekesi de 66 kV’luk gerilimle beslenmektedir. Enterkonnekte şebekemizde çok yüksek gerilim değeri olan 380 kV’luk gerilim kullanılmaktadır.
Türkiye ve Avrupa’daki enerji iletim ve dağıtım hatlarının işletme frekansının değeri 50 Hz.dir. Amerika ve Kanada da ise 60 Hz.dir.
GERİLİMLERE GÖRE ŞEBEKE ÇEŞİTLERİ
Santrallerden alıcılara kadar olan elektrik tesisinin tamamına ELEKTRİK ŞEBEKESİ denir.
Elektrik şebekeleri kullanıldıkları gerilimlere göre 4 gruba ayrılır:
(1) Alçak gerilim şebekeleri (1-1000 V arası)
(2) Orta gerilim şebekeleri (1 kV – 35 kV arası)
(3) Yüksek gerilim şebekeleri (35 kV – 154 kV arası)
(4) Çok yüksek gerilim şebekeleri (154 kV’tan fazla)
ELEKTRİK DAĞITIM ŞEKİLLERİNE GÖRE ŞEBEKE ÇEŞİTLERİ
(1) Dallı (Dalbudak) Şebekeler
(2) Ağ (Gözlü) Şebekeler
(3) Ring (Buklaj) Şebekeler
(4) Enterkonnekte Şebekeler
