ETP-Güç Hesabı,Gerilim Düşümü Çalışma Grubu Çalışmaları

ETP-Güç Hesabı,Gerilim Düşümü Çalışma Grubu Çalışmaları

Mehmet Karadurak

ETP bünyesinde oluşturulan Talep Güç Hesabı ve Gerilim Düşümü çalışma grubu yaptığı toplantılarda, bu konulardaki sorunlar masaya yatırılmış ve çözüm önerileri tartışılmıştır. Toplantılara katılamayan arkadaşların ve bu konuda daha önce çalışma yapmış arkadaşların da görüşlerine başvurulmuştur. Tespit edilen sorunlar ve çözüm önerileri aşağıda belirtilmiştir.

Talep Güç Hesabı

Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliği'ndeki talep güç hesabı hem mühendisler, hem de elektrik dağıtım şirketleri tarafından farklı yorumlanmakta ve buna bağlı olarak farklı talep güç hesapları yapılmaktadır.
Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliği'ndeki talep güç hesabı günümüz şartlarına uymamaktadır. Pratikte hesaplanandan çok daha az güç kullanıldığı hem bu alanda çalışan mühendisler, hem de elektrik dağıtım şirketleri tarafından gözlenmektedir.

Ülkemiz ve günümüz koşullarına uygun, doğru talep güç hesabı için eş zamanlılık katsayılarının belirlenmesi gerekmektedir.
Bunun için de dağıtım şirketleriyle beraber geniş bir saha çalışması ile güç ölçümleri yapılması, daha sonra da bunların akademik olarak değerlendirilmesi gerekmektedir. Bu konuda bazı çalışmaların yapıldığı bilinmektedir, ancak bu iş uzun soluklu olup şu andaki acil problemlere bir çözüm olamayacaktır.

Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliği Değişiklik Taslağı olarak bakanlığa gönderilen çalışmadaki açıklamalı ve örnekle anlatılan talep güç hesabı incelenmiş, bu çalışmanın yönetmelik olarak yayımlanması halinde günlük hayatta yaşanan problemlerin çözümü için faydalı ve uygun olduğu görülmüştür. Bir süre yönetmeliğin yayımlanması beklenmiştir. Bir gelişme olmaması üzerine, bu çalışmayı tüm elektrik mühendisi arkadaşların bilgi sahibi olması ve gerektiğinde yararlanabilmesi için yayımlıyoruz.

Gerilim Düşümü Hesabı

Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliği'ndeki gerilim düşümü formülü TSE tarafından yayınlanmış Türk ve Avrupa Standartları'na uygun değildir.
Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliği'nde tesisat üzerindeki gerilim düşümü paylaşımı ve oranları (transformatör ile yapı bağlantı kutusu arasında %5, yapı bağlantısı kutusu ile tüketim araçları arasında aydınlatma ve priz devreleri için %1.5, motor devreleri için %3) hem günümüz şartlarına, hem de TSE tarafından yayınlanmış Türk ve Avrupa Standartları'na uygun değildir. Bu konuda dağıtım şirketleriyle bir çok problem yaşandığı gözlemlenmiştir.

Bu problemin çözümü çok basit olup, TSE tarafından yayımlanan TS HD 60364-5-52'ye uyulması yeterlidir.
Bakanlığa gönderilen Elektrik İç Tesisleri Yönetmelik Taslağı'nda bu konu net olarak belirtilmiş olup, buna uyulması halinde problemler büyük ölçüde çözülecektir.

Bu çalışmayı da bilgi için aşağıda yayımlıyoruz.

Tüketici Tesislerinde Gerilim Düşümü

TS HD 60364-5-52 Standardı gerekleri doğrultusunda uygulama yapılacaktır.

İşletmenin dağıtım transformatörü barasından bağımsız bir hat (doğru şube) ile beslenen binalarda gerilim düşümünün dağılımı(alçak gerilim besleme hattının boyutlandırılması ile iç tesisin boyutlandırılması) proje müellifi tarafından belirlenir.

Transformatör istasyonu, yapı veya yapı kümesi içinde ise gerilim düşümünün dağılımı proje müellifi tarafından düzenlenir. Transformatörden itibaren aydınlatma devreleri için % 6'yı diğer devreler için % 8 gerilim düşümünü geçmemelidir.

Yüksek demeraj (inrush) akımlarına sahip donanım ve motorların yol verme süresi dikkate alınacaktır. Darbe gerilim düşümü % 10 olarak kabul edilebilir.

Kendi transformatörü bulunmayan tüketicilerde, doğrudan yol verilecek en büyük kısa devre asenkron motor gücü, köy ve benzeri yerlerde 7,5 kW; alçak gerilim şebekesi hava hattı olan kasaba ve şehirlerde 15 kW; alçak gerilim şebekesi yeraltı kablosu olan kasaba ve şehirlerde 30 kW dır. Ancak motorun gücü transformatörün gücünün %10 'unu aşamaz.
Motorun yol alması esnasında %10’dan fazla gerilim dalgalanmasının meydana gelmediğinin hesap yolu ile gösterilmesi halinde yukarıdaki şarta uyulmayabilir.

Gerilimdeki geçici rejimler ve olağan dışı işletmeden ortaya çıkan gerilim değişiklikleri gibi geçici durumlar dikkate alınmayabilir.

Gerilim düşümü hesaplarında aşağıda verilen yöntem uygulanacaktır.

Alternatif Akım ve Doğru Akım İçin;

Yukarıda üç fazlı yükler için verilen formül sadece dengeli hal için geçerlidir.
Gerilim düşümü hesaplarında iletkenlerin çalışma sıcaklıklarındaki ohmik dirençleri ve iletkenlerin düzenlenme şekline göre oluşan endüktif reaktansları kullanılacaktır.

16 mm2 kesite kadar iletkenler için reaktans değeri dikkate alınmaz.16 mm2 ve daha büyük kesitler için kablo üreticilerinin bildirdiği değerler kullanılır.

Gerilim düşümü hesabında kullanılacak k katsayısını hesaplamak için gereken reaktans ve direnç değerleri PVC izoleli kablolar için 70 derece XLPE izoleli veya halojenden arındırılmış kablolar için 90 derecedeki A.C. değerleri kullanılacaktır.

Kısa devre hesabında ise 20 derecedeki DC reaktans ve direnç değerleri kullanılır.

Yangına dayanıklı kabloların hesabında yangın anındaki ısı değerleri dikkate alınır.

Un değeri 400 V olarak alınacaktır.

Hesaplarda basitlik sağlanması açısından

şeklinde belirlenmiş bir k katsayısı kullanılarak ve yükün akımı yerine gücü alınarak yapılan hesaplarda bağıl gerilim düşümü

şeklinde hesaplanır. Burada k katsayısı 16 mm2 kesite kadar 1 alınacak, 16 mm2 ve dahabüyük kesitler için yukarıdaki şekilde hesaplanacaktır.
Dengesiz yük durumunda nötr hattındaki gerilim düşümü de dikkate alınacaktır.

Eşzamanlılık Katsayıları ve En Büyük Gücün Belirlenmesi

Tarifler :
a- Dağıtım noktası: Elektrik enerjisinin bir hattan gelip kollara ayrıldığı nokta bu ekte dağıtım noktası olarak anılmıştır. Ana tablolar, dağıtım tabloları, yapı bağlantı kutuları, konutların tabloları ve son devreler üzerindeki buatlar dağıtım noktalarıdır.
b- Gelen hat: Dağıtım noktasının besleme tarafındaki hattır.
c- Çıkış hatları: Dağıtım noktasından çıkan kollardır.
d- Eşzamanlılık katsayısı: Gelen hattan çekilen gücün, çıkış hatlarından çekilen en büyük güçlerin toplamına oranıdır.
e- Çıkış hattı en büyük gücü: Dağıtım noktasından çıkan kolların toplam gücüdür.
f- Gelen hat en büyük gücü: Dağıtım noktasının besleme tarafındaki eşzamanlı güçtür.

Eşzamanlılık katsayısı

Bir binada bulunan bütün elektrikle çalışan aletlerin ve tüketicilerin aynı zamanda devreye girme olasılığı binanın karakterine göre değişir. Eşzamanlılık katsayısı bu bir arada olma olasılığını gösterir. Benzer karakterdeki yükler için benzer eşzamanlılık katsayıları elde edilir. Anglosakson literatüründe eşzamanlılık katsayısı yerine diversite terimi kullanılmaktadır.
g : Eşzamanlılık katsayısı,
Pg : Gelen hat en büyük gücü,
Pi : Çıkış hattı en büyük gücü,
n : Çıkış hattı sayısı,
olmak üzere eşzamanlılık katsayısı

şeklinde bulunur. Diversite ise 1/g olarak tarif edilmektedir.
Bir şebekede hatlardan çekebilecek en büyük gücü belirlemek için, aşağıdaki Şekil B1’de gösterildiği üzere iç tesisatın çeşitli noktalarındaki eşzamanlılık katsayılarının belirlenmesi gereklidir.

Şekil B1’in bir binanın tesislerine ve beslenmesine uygulanması halinde T1, daire tablosunu T2, binanın sayaç tablosunu ve T3 de bu bölgeyi besleyen transformatörün ana tablosunu temsil ettiği söylenebilir. Her bir tablo için kabul edilebilir eşzamanlılık katsayıları aşağıda verilmiştir.

İletken kesitinin belirlenmesi için yapılan hesaplarda eşzamanlı yük esas alınmalıdır.

Eşzamanlı yükün belirlenmesi:
Eşzamanlı yük, (aynı zamanda çekilen güç) çıkış hatlarının en büyük güçleri toplamı ile eşzamanlılık katsayısı çarpılarak bulunur. Konutlarda kurulu güç genel olarak aydınlatma gücü, priz gücü ve biliniyorsa elektrikli ev aletlerinin gücünden oluşur.
Bir transformatörden beslenen konutların eşzamanlılık katsayısı tablo B1’den alınır. Binaların asansör ve diğer tesislerinin eşzamanlılık katsayısı konut yükü karakterinde olmadığından kendi aralarında hesaplanmalıdır.

Konutlarda bir dairenin eşzamanlı yükünün belirlenmesinde %30 eşzamanlılık katsayısı esas alınır. Ancak bir dairenin eşzamanlı gücü 6000 W’dan küçük olamaz; güç katsayısı 0,95 alınır.

Konut binalarının eşzamanlı yükünün belirlenmesi için aşağıdaki eşzamanlılık katsayıları esas alınmalıdır.(Tablo B1)

Köy kasaba ve imar planı bulunmayan alanlarda yapılan tek evlerde ve yazlıklarda bu esaslara uyulmayabilir. Bu gibi konutlarda ve merdiven otomatiği, küçük dükkan gibi yerlerde eşzamanlı yük 3000 W 'dan az olamaz. (güç katsayısı:0,95)

İşyerleri, idare binaları, sosyal binalar, sağlık binaları ve benzeri yerlerde eşzamanlı yükün belirlenmesi için kurulu yük, aydınlatma yükü, priz yükü, yedekler hariç mekanik tesisat kış ve yaz yükünden büyük olanı, asansör yükü ve mutfak yükünden elde edilir.

Mekanik tesisat kış-yaz yükünden büyük olanının eşzamanlılık katsayısı %100, mutfak yükü için ise eşzamanlılık katsayısı %70 alınmalıdır. Aydınlatma, priz ve asansör yükü için aşağıda belirtilen eşzamanlılık katsayıları kullanılmalıdır.

Konut dışındaki binalarda Aydınlatma yükleri için eşzamanlılık katsayıları

Depolar 12,5 kVA’ya kadar               100
geri kalan yük                   50
Diğer binalar Tüm yük                   100

Konut dışındaki binalarda prizler için eşzamanlılık katsayısı

Asansörler için eşzamanlılık katsayısı

Eşzamanlı yükün belirlenmesi için örnekler

Örnek : 6 katlı ve bir katında 3 daire (konut) bulunan bir apartmanın asansörü 4,5 kW ve hidroforu 2,5 kW güçtedir. Beher konutta (daire) bulunan yükler aşağıda verilmiştir.