×

IEC 60364-8-1:2019-02 Işığında Verimli Elektrik Tesisat Tasarımı Bölüm-4



IEC 60364-8-1:2019-02 Işığında Verimli Elektrik Tesisat Tasarımı
 Bölüm-4


Ali Uyar 

VERİMLİ TRAFO SEÇİMİ bölüm 6.4.3, 6.4.4, 10.2.1

IEC 60364-8-1;2019 doğal olarak alt yapıyı meydana getiren ana elemanların verimli olmasını ister. Bunlardan ilk aklımıza gelen yüksek güç taşıyan ve çok uzun süre devrede kalan, dolayısı ile kayıpları büyük olan transformatördür. Biliyoruz ki verimlilik arttıkça fiyat da artar ancak uzun vadede sağlanacak kazanç ilave ilk yatırım maliyetini geçer. Bu konuda gösterilen gayretler Tablo B.7 ve Tablo B.23 ile puanlar.

TRAFO VERİMLİLİK GÖSTERGESİ

Transformatör ana besleme kaynağı olarak bütün yükü taşır ve ömür boyu yaklaşık 260,000 saat enerji tüketir. Ucuz enerji, verimsiz gereçler devri bitmiştir, dolayısı ile bir transformatörün kaybının 10W azaltılması toplamda 2,60 MWsaat kazanç anlamına gelir. Başarılırsa bu sonuçtan şebeke de kullanıcı da mutlu olacaktır. IEC 60364-8-1 yeni yayınında IEC TS 60076-20’e göre üretilen trafoların minimum “tepe verimlilik gösterge” (ingPEI) yani  “ɳtfo“ değeri yüksek olanlar arasından seçilmesini ister. Verimlilik artıkça ürün pahalılaşır, yatırımcının ilk yatırım maliyeti yükselir. Yatırımcının (ingdeveloper) trafo satın alırken gösterdiği ekonomik fedakârlık derecesini Tablo B.7 puanlar. Görüleceği gibi söz konusu puan satın alma ile kazanılır.




Tepe verimlilik endeksi 



   Puan kazanmak için trafonun sertifikasında ve etiketinde belirtilen verim (ɳtfo) 98% ve üzeri olmalıdır. Tam puan isteme durumunda ise (ɳtfo) 99,5% ve üzeri olmalıdır.

Standart hem tek trafolu tesisler hem de çok trafolu tesisler için geçerlidir. Birden fazla trafo kullanılan durumlarda puanlama “ağırlıklı minimum tepe verimlilik indeksi” ne göre belirlenir. Hesaplama aşağıdaki formüle göre yapılır.




Formülde:

ɳtfo         Tesis transformatörleri minimum “tepe verimlilik indeksi”ortalaması
n             Transformatör sayısı
ɳi            İlgili transformatörün minimum “tepe verimlilik endeksi”  
Si            İlgili transformatörün nominal gücü (KVA)

Bazen yerel idarenin kararı gereği trafo istasyonu idare tarafından temin edilir/kurulabilir. Böylesi bir durumda yatırımcı Tablo B.7’ den maksimum puanı kazanmış sayılır. 

Burada belirtelim ki trafo minimum “tepe verimlilik göstergesi” tek başına en yüksek toplam verimliliği garanti etmez. Bununla ilgili bir başka değişken daha vardır. O da “trafo çalışma noktası” ölçütüdür. Şimdi birbirine ilişik bu ikinci değer konusunu açalım.


TRAFO ÇALIŞMA NOKTASI

IEC TS 60076-20’e göre trafolar aynı güç ve verimlilik sınıfında üç farklı “trafo Çalışma Noktası” özelliği ile yani “A” ; “B” ; “C” tipinde üretilirler. “Trafo Çalışma Noktası” (ÇNtfo) bir trafonun en verimli çalıştığı yani demir kayıplarının bakır kayıplarına eşit olduğu noktadır. Bu nokta, tipine göre trafo gücünün 30% - 50% arasına denk gelir ve bu noktanın sağında ve solunda verimlilik giderek azalır.  IEC 60364-8-1 satın alınan trafoda bu değerin tesis “yük faktörü” ile uyumlu olmasını ister. Şöyle ki:

•    Beslediği yükün özelliği nedeni ile uzun süreler düşük kapasite ile çalışmak durumunda olan trafolarda demir kayıpları önem kazanır ve az olması istenir. Buna örnek ofis, okul, adalet sarayı gibi binalardır. Ofis trafoları günde 8 saat yüksek kapasite, 16 saat çok düşük kapasite ile çalışırlar. Yük faktörü (Ryf) kabaca 0,35 civarı oluşur, bu nedenle trafo A tipi - iyileştirilmiş manyetik devreli- seçilmelidir.

•    Yükün özelliği nedeni ile uzun süreler tam kapasite çalışan trafolarda bakır kayıpları öne çıkar ve bu kaybın az olması istenir. Buna örnek günde 3 vardiya çalışan imalathane ve fabrikalardır. Böylesi bir fabrika trafosu kabaca günde 21 saat tam yüke yakın, 3 saat düşük yükte çalışabilir. Yük faktörü (Ryf)  0,55 civarı oluşabilir, bu sebepten trafo “C” tipi -iyileştirilmiş akım devreli- seçilmelidir.

•    Yukarıdaki iki uç değer arasında, bazı tesislerde trafo günde 16 saat değişen yük seviyelerinde, 8 saat düşük yükte çalışabilir. Konutlar, birçok orta boy havaalanı, bazı kamu hizmet tesisleri için “yük faktörü” (Ryf)  0,45 civarında oluşur. Bu durumda trafo tasarımında demir ve bakır kayıplarına eşit derecede önem verilmiş olmalıdır, trafo “B” tipi seçilmelidir.


Aynı verimlilik  endeksi  için farklı trafo  tasarımları 

Görüldüğü gibi aynı güç ve tepe verimlilikteki trafo için (bakır-demir kayıpları oranı farklı) 3 değişik iç yapısal tasarım söz konusudur. Verim tepe değeri belirlenmiş trafo siparişinde tesis yük faktörü ile uyumlu “çalışma noktalı” trafo seçilmelidir. Bu en iyi toplam verimliliğe garanti edecektir.


YÜK FAKTÖRÜ Ryf  

 IEC 60364-8-1 ‘e göre bir tesisin ortalama “Yük Faktörü” şöyle hesaplanır:

                                             Ryf = Q/(t*Si)    

Formülde:

Ryf    Tesis yük faktörü
Q      Tesis yıllık enerji tüketimi(kVAsaat/yıl veya kWsaat/yıl)
Si      Tesis trafo gücü(kVA veya kW)
t        8760(saat/yıl)

TRAFO ÇALIŞMA NOKTASI ORANI Rçn  ve  UYUM DEĞERİ Ret

Tasarım aşamasında trafo çalışma noktası oranının hesaplanabilmesi için senelik yük profilinin çıkarılmış olması gerekir. Tasarımcı hesapladığı yük faktörüne uygun trafo çalışma noktası (ÇNtra) tipini belirlemeli ve bu trafoyu temin ve tesis etmelidir. Bu ikisi arasındaki oran Rçn  ile ifade edilir. Uyum değeri olan  Ret  ise ilgili tanıma dayanan bir mantık sekmesi sonucu şöyle bulunur:

    Rçn = Ryf / (ÇNtfo)

Rçn >1,2  veya  Rçn < 0,8  öyleyse    Ret = 1  değilse  Ret  = 0 

Formülde:

Rçn         Yük faktörü / Trafo çalışma noktası oranı
ÇNtfo      Trafo çalışma noktası değeri 
Ryf          Tesis ortalama yük faktörü
Ret        Yük faktörü / trafo çalışma noktası  Uyum değeri


Standartın istediği yük faktörünün  trafo çalışma noktasının sağında veya solunda +/- 20% bandının içinde olması yani yükü en verimli bölgeden beslemesidir. Bu durumda uyum değeri Ret  mantık sekmesinden sıfır değeri alacak, başarılı olacak yani Tablo B.23’ den puan kazanacaktır. 

 Tesiste birden fazla trafo olması halinde hesaplama şöyle yapılacaktır.




Formülde:

Reti       İlgili Yük faktörü / Trafo çalışma noktası  Uyum değeri
n          Tesisteki trafo sayısı

Standart Trafo/Yük uyum değerlendirmesini Tablo B.23’te şöyle puanlar:


Çok trafolu tesislerde Standart -ilk 5 trafoya kadar- yapılan seçimlerin  mutlaka uyumlu olmasını ister yoksa puan vermez. Ancak 6 trafolu tesiste 1 uyumsuzluğu bağışlar. Bunun anlamı siparişlere temel olacak trafo şartnamesinin hazırlanırken  özenli bir çalışma yapılmasının gerektiğidir. Verimli tasarımın bu ilk adımında tasarımcı Yük Faktörünü doğru hesap etmeli  ve sipariş edilecek trafoyu doğru  tanımlamalıdır. 

Bu başlık altında toplanan puanların Standart içindeki ağırlığı 12/392 olup önem sıralamasında arkalardadır. Kısmen satın alma ile, kısmen de verimli tasarım gayreti ile kazanılır. 

Şimdi tasarımcı olarak projemizin ihtiyacı olan trafoyu nasıl -en verimli sonucu verecek şekilde- seçeceğimizi biliyoruz.
İyi okumalar. 
Paylaş:
E-BÜLTEN KAYIT
Güncel makalelerimizden haberdar olmak için e-bültene kayıt olun!
Sosyal Medyada Bizi Takip Edin!
E-Bülten Kayıt