Elektrik Güç Sistemleri / Prof. Dr. İsmail Kaşıkçı (86048)

ÖNSÖZ
Tekniğin ve bilimin son hızla geliştiği dünyamızda iyi bir teknik elemanın yetişmesi için şüphesiz güçlü bir eğitim kadrosu, laboratuvar ve kitaplar gereklidir. Eğitimin %85'i üniversite ve meslek okulllarında verilir, geri kalan sanayide öğrenilir. Uzmanlık sanayide çalışarak kazanılır. Uzman öğretim elemanlar sanayide elde ettikleri tecrübeleri ve kazanımları, öğrencilere bilimsel ortamda aktarırlar. Ülke ve toplum için yapılan eğitim her alanda bağımsızlık getirir. İyi bir eğitim toplumun ve kişinin geleceğini garanti altına alır, ekonominin ve toplumun gelişmesine katkı sağlar.
Teorik bilginin yanı sıra, meslek dalında yönetmelikleri, norm ve standartları bilmek, uygulamak, kaliteli ve güvenlikli bir elektrik tesisat kurmak mühendis ve teknisyenin ilk görevidir. Bu elektrik mesleğinin ana kuralıdır. IEC 60364 (Alçak Gerilim Elektrik Tesisleri), IEC 60909-0 (Üç fazlı AA Sistemlerde Kısa Devre Akımlar -Bölüm 0: Akımların hesaplanması) ve EN 50522: (YG Elektrik Tesislerinde Topraklama), elektrik tesisleri, koruma ve topraklama elektrik mesleği eğitiminin temelini teşkil eder. Bu kitap teorik ve pratik olarak üniversitede ders kitabı ve sanayide elektrik
mühendisinin her zaman başvuracağı bir yapıt olarak hazırlanmıştır. Her konunun daha iyi anlaşılması için çözümlü problemler verilmişir. IEC ve EN standartlarına özellikle dikkat edilmiştir. Elektrik mühendisliği çok geniş bir alana sahip. Artık kuvvetli ve zayıf akım yok. Elektrik tesisleri, elektrik makinaları, yüksek gerilim tekniği, güç elektroniği, otomasyon en temel konular. Yaşadığımız deneyimler ve araştırrmalar göstermiştir ki elektrik-elektronik eğitimi sorunludur ve ayrılmadır. Verilen e§itim teorik ve pratik olarak eksiktir. Sanayide hiç bir kar³ l § yoktur. Üniversite sonrası verilen yüksek gerilim ve yük akım dersleri de anlamsız ve hiç bir yarar yoktur. Ayrıca seçmeli ders enerji iletimi ve enerji dağıtım tek başına hiç bir anlam ifade etmez. Bologna kararlar ve eğitim sistemi uygulanmalıdır. lk üç yarıyılda, temel elektrik, matematik ve fizik bilgisi ile elektrik mühendisliği ve bilgi teknolojisinin temelleri edinilir. Daha sonra dört uzmanlık arasından seçim yapabilirsiniz. Bunlar enerji, elektronik ve çevre, otomasyon ve bilgi teknolojisi, iletişim teknolojisi ve genel elektrik mühendisliğidir. Elektrik mühendisliği ve bilgi teknolojisi dersinin tüm uzmanlık alanlarında, dersler, laboratuvarlar, alıştırmalar, teknik geziler ve projeler bağlamında bilgi verilir. Buna ek olarak, öğrenciler konuyla ilgili uluslararası deneyim kazanır ve uzmanlık alanlar ile ilgili olarak teorik veya pratik tez yaparlar.

Master derslerinin içeriği, araştırma ve geliştirmedeki mevcut eğilimlere dayanmakta ve elektrik mühendisliği tüm ilgili alanları kapsamaktadır. Dersler dört ana dalda sunulur: Otomasyon, Haberleşme, Gömülü Sistemler ve Mikroelektronik, Elektrik Mühendisliği gibi. Elektronik ve iletişim ekipman ve sistemleri bilgi teknolojisi / elektronik dersi mezunu, genellikle elektronik ve iletşim ekipman ve sistemlerinin geliştirildiği, üretildiği veya satıldığı her yerde bir iş bulacaktır. Faaliyet alan araştırma, geliştirme, inşaat, imalat, montaj, test ve genel kalite güvencesi, tavsiye ve satış olabilir. Kontrol, düzenleme ve otomasyon görevleri hemen hemen tüm endüstriyel şirketlerde gerçekleştiğinden, birçok elektronik mühendisi ayn zamanda makine mühendisliği, kimya veya gıda teknolojisi gibi sektörlerde de çalışmaktadır. Elektrik elektronik bölümünden mezun olanlar ağırlıklı olarak elektronik eğitimi alıp, pratikte elektrik mühendisliği işlerini yaptıkları görülmekte, ek olarak alınan kursların da yararının olmadığı görülmüştür. Bütünleşik elektrik tesisleri planlaması, proje ve çizimler, hesaplar, işletmenin hazırlanması ve koordinasyonu, kullanılacak teknolojiler, bina sistemlerinde iklimlendirme, ısıtma, havalandırma, klima ve soğutma teknolojisi, yangından korunma, bina yönetim sistemleri ve elektrik enerjisi dağıtımı bütünsel olarak görülmeli ve süreçlerin işlevselliği tanımlanmalıdır. Enerji dağıtım ve otomasyonu ve arasındaki ağın derecesi bireysel işlemler zamanla çok hızlı artar. Yatıtımcı, kullanıcı ve binanın işletmecisi için projenin planlanması sırasında özellikle elektrik tesisatlar planlama esaslarına dahil edilmelidir. Kitap, elektrik mühendisliği öğrencilerinin ve mühendislerinin, enerji iletim ve dağıtımın, tüketimini daha iyi anlamalarına yardımcı olmayı amaçlamaktadır.

Sinüs akım devreleri, simetrik bileşenler metodu, kısa devre ve yük akış hesapları, gerilim düğümü, aşırı akım koruma cihazları, yük anahtarları, ayırıcılar ve sigortalar gibi anahtarlama, ana dağıtıcılar (konum ve boyutlar), kablolar ve iletkenler, topraklama sistemleri ve koruma eşpotansiyel bağlantılar (topraklama tipi), kurulum cihazlar (gereksinimler), IEC ve EN standartları en temel konular teorik ve pratik olarak anlatılmıştır. Elektrik makinaları konusunda transformatör, senkron generatör ile asenkron motor tesislerin kurulması açısından incelenmiştir. Güvenli bir tesis kurmak için bu kitapta anlatılan konuların teorik, standart ve pratik temelde bilinmesi zorunludur. Tesislerin kurulmasında beş adet iletken L1, L2, L3, N ve PE kullanılır. Gerilim düzeyi 400 V/230 V, 50 Hz'dir. Elektrik güç sistemlerinde gerilim AG ve YG olarak ikiye ayrılır. Kolaylık olması açısından kitapta OG tanımı da kullanılmıştır. Uzun yıllar elektrik tesisleri plan ve projelerinde, norm ve standart komisyonlarında, sanayide edindiğim tecrübeler, eğitim ve bilimsel alanda yaptığım çalışmalar bu kitaba aktarılmıştır. Kitabın özel bölümlerinde yüksek lisans ve doktora ögrencileri için teorik bilgiler verilmiştir. Kitapta yazım hataları ve eksiklerin olması kaçınılmazdır. Yapıcı öneri ve eleştirilerin, hataların tarafıma bildirilmesini önemle rica ederim. Kitabın sponsorluğunu üstlenen EAE firmasına, özellikle sayın Yusuf Kaya'ya eğitime yaptığı katkılardan dolayı candan teşekkürlerimi sunarım. Ayrıca kitabın yayımlanmasındaki destekleri için Birsen Yayınevi'ne teşekkür ederim. Sizlere meslek hayatınızda ve yaşamınızda başarılar dilerim.

Eylül 2021, İsmail Kaşıkçı


İÇİNDEKİLER
Simgeler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV
1 Giriş. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
1.1 Elektrik enerjisi tedariği . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.2 Enerji üretimi, iletimi ve dağıtımı . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.3 Standartlar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.4 Enterkonnekte sistemi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.5 Taşıma ve iletim ağları . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.6 Dağıtım ağları . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.7 OG dağıtım şebekeleri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.8 AG dağıtım şebekeleri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.9 Tasarım hesapları . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.10 Güç katsayısı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2 Karmaşık (kompleks) büyüklükler . . . . . . . . . . . . . . . . .37
2.1 İki kapılı sistemler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.2 Güç tanımı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.3 Karmaşık devreler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.4 Üç fazlı sistemlere örnekler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.4.1 Örnek 1: Sinüs gerilimi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.4.2 Örnek 2: Karmaşık büyüklükler . . . . . . . . . . . . . 47
2.4.3 Örnek 3: Motor verileri . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.4.4 Örnek 4: Simetrik yük . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3 Üç fazlı sistemler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
3.1 Üç fazlı sistemlerin tanımı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.2 Üç fazl sistem devreleri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.3 Kaynak devreleri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.3.1 Yıldız devre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.3.2 Üçgen devre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.4 Yük devreleri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.4.1 Yıldız devre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.4.2 Üçgen devre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.4.3 Simetrik olmayan yük . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.4.4 Örnek 1: Yıldız devrede yük akımlar hesabı . . . . . . 57
3.4.5 Örnek 2: Üçgen devrede yük akımlar hesabı . . . . . . 58
3.4.6 Örnek 3: Simetrik olmayan yük . . . . . . . . . . . . . 59
4 Güç Sistemlerinde Önemli Teoremler . . . . . 61
4.1 Bara analizi ve admitans matris . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.2 Millman teoremi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.3 Toplamsallık (süperpozisyon) teoremi . . . . . . . . . . . . . . 63
4.4 Thevenin-Helmholtz teoremi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
5 Simetrik Bileşenler Metodu. . . . . . . . . . . . 67
5.1 Örnek 1: Simetrik akım bileşenler . . . . . . . . . . . . . . . . 73
5.2 Örnek 2: Simetrik akım bileşenler . . . . . . . . . . . . . . . . 74
5.3 Örnek 3: Simetrik gerilim bileşenleri . . . . . . . . . . . . . . . 75
6 Kısa Devre Akım Hesapları . . . . . . . . . . 77
6.1 Giriş . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6.2 Mevcut düzenlemeler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
6.3 Kısa devre akım çeşitleri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
6.4 Kısa devre akımlarının karakterize edilmesi . . . . . . . . . . . 83
6.5 Kısa devre akımlarının incelenmesi . . . . . . . . . . . . . . . 84
6.6 Hesaplama metodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
6.6.1 Kısa devre yerindeki eş değer gerilim kaynağı . . . . . . 90
6.6.2 Toplamsallık metodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
6.7 Gerilim faktörü c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
6.8 Elektrikli donanımın kısa devre empedansları . . . . . . . . . . 94
6.8.1 “Şebeke derleri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
6.8.2 Generatörler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
6.8.3 Transformatörler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
6.8.4 Kablo ve iletkenler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
6.8.5 Elektrik motorlar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
6.9 Dengeli (simetrik) hatalar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
6.10 Dengesiz (asimetrik) hatalar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
6.11 Admitans matrisi ile kısa devre akım hesabı . . . . . . . . . . 112
6.12 Admitans matris yardımı ile üç faz kısa devre hesabı . . . . . 114
6.13 Admitans matris yardımı ile bir faz kısa devre hesabı . . . . . 114
6.14 Kısa devre akımlarının hesaplanması . . . . . . . . . . . . . . 117
6.14.1 Tek kutuplu kısa devre akımı . . . . . . . . . . . . . . 118
6.14.2 AG elektrik sistemlerinde tek kutuplu kısa devre akımı 121
6.14.3 Üç kutuplu kısa devre akımı . . . . . . . . . . . . . . . 123
6.14.4 İki kutuplu kısa devre akımı . . . . . . . . . . . . . . . 125
6.14.5 Darbe kısa devre akımının hesaplanması . . . . . . . . 127
6.15 Açma akımı hesabı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
6.16 Kısa devre gücü . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
6.17 Mekanik ve termik kısa devre akım hesabı . . . . . . . . . . . 129
6.17.1 Mekanik boyutlandırma . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
6.17.2 Termik boyutlandırma . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
6.17.3 m ve n katsayılarının açıklanması . . . . . . . . . . . . 134
6.17.4 Kısa devre besleme şebekeleri . . . . . . . . . . . . . . 137
6.18 Direkte kısa devre hesabı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
6.19 Tesis içinde kısa devre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
6.20 Kısa devre akımlar ile ilgili örnekler . . . . . . . . . . . . . . 146
6.20.1 Örnek 1: Sigortalarda açma akımı . . . . . . . . . . . . 146
6.20.2 Örnek 2: MCB'de açma akımı . . . . . . . . . . . . . . 147
6.20.3 Örnek 3: Kısa devrede koruma . . . . . . . . . . . . . . 148
6.20.4 Örnek 4: Dağıtım panosunda kısa devre akımı . . . . . 149
6.20.5 Örnek 5: Üretim merkezi hesaplar . . . . . . . . . . . 149
6.20.6 Örnek 6: YG endüstri merkezi hesaplar . . . . . . . . 156
6.20.7 Örnek 7: Generatör ve motorun yakınında kısa devre hesapları . . . 165
6.20.8 Örnek 8: Transformatörün generatör ve der tarafından beslenmesi . . 173
6.20.9 Örnek 9: Motorların paralel tesisi ve kısa devre akımına etkisi . . . . . .  174
6.20.10Örnek 10: 220 kV bir şebekede kısa devre hesapları . . 177
6.20.11Örnek 11: Kısa devre darbe akımı . . . . . . . . . . . . 179
6.20.12Örnek 12: Transformatör uçlarında kısa devre akım hesabı . . . .180
6.20.13Örnek 13: Üç kutuplu kısa devre akımı . . . . . . . . . 181
6.20.14Örnek 14: Senkron generatör kısa devre akımı . . . . . 181
6.20.15Örnek 15: Elektrik santralinde kısa devre akım hesabı . 182
6.20.16Örnek 16: Havai hat kısa devre hesapları . . . . . . . . 185
6.20.17Örnek 17: Kapatma akım hesabı. . . . . . . . . . . . 186
6.20.18Örnek 18: Generatör kesme akım hesabı . . . . . . . . 187
6.20.19Örnek 19: Sürekli ve darbe kısa devre akımı hesabı . . 188
6.20.20Örnek 20: Transformatör kısa devre akımları . . . . . . 189
6.20.21Örnek 21: Topraklama gerilimi hesabı . . . . . . . . . . 192
6.20.22Örnek 22: Çift toprak hatası hesabı . . . . . . . . . . . 193
6.20.23Örnek 23: “Şebeke içinde toprak hatası hesabı . . . . . . 195
6.20.24Örnek 24: Sistemin dışındaki toprak hatası . . . . . . . 199
6.20.25Örnek 25: Bir sistemin yakında topraklama hatası . . 203
6.20.26Örnek 26: Direkte kısa devre hesabı . . . . . . . . . . . 208
6.21 Standart dışı kısa devre hesapları . . . . . . . . . . . . . . . . 211
6.21.1 Per unit sistem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
6.21.2 Örnek 27: Per unit sistem hesapları . . . . . . . . . . . 212
6.21.3 Örnek 28: %=MV A-Sistem hesapları . . . . . . . . . . 212
6.21.4 Örnek 29:IEC 60909-0 ile hesaplama . . . . . . . . . . 213
6.22 Örnek 31: Rüzgar santrali hesabı . . . . . . . . . . . . . . . . 214
6.23 Örnek 32: Gemilerde kısa devre akım hesapları . . . . . . . . 216
7 Güç Akış Analizi . . . . 227
7.1 Yük akışı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
7.2 Yüksek gerilim elektrik şebekelerinde yük akışı . . . . . . . . . 235
7.3 Alçak gerilim elektrik şebekelerinde yük akışı . . . . . . . . . . 241
7.4 Ş“ebeke hesap yöntemleri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
7.4.1 Örnek 1: Toplamsallık metodu . . . . . . . . . . . . . . 244
7.4.2 Örnek 2: Ağ akışı yöntemi . . . . . . . . . . . . . . . . 248
7.4.3 Örnek 3: Düğüm potansiyeli yöntemi . . . . . . . . . . 250
7.4.4 Örnek 4: TN sistemde ağ akım metoduna örnek hesap . 252
7.4.5 Örnek 5: Lineer denklem ile yük akımına örnek . . . . . 255
7.4.6 Örnek 6: Yinelemeli (iteratif) denklem ile yük akımına örnek . . . 258
8 Simetrik ve Dağınık Sistemlerde Yük Akış Hesapları 261
8.1 Düğüm noktası yöntemi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
8.2 Basitleştirilmiş düğüm noktası metodu . . . . . . . . . . . . . 267
8.3 Newton-Raphson-Metodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
9 Enerji Dağıtımı . . . . . . . . . 277
9.1 Giriş . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
9.2 Elektrik şebekeleri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
9.2.1 Radyal (dalbudak) şebeke . . . . . . . . . . . . . . . . 279
9.2.2 Halka şebeke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
9.2.3 Gözlü şebeke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
9.2.4 Özel şebeke örnekleri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
9.2.5 Enterkonnekte (ulusal) şebekeler . . . . . . . . . . . . . 282
9.3 ݝletkenlerin elektriksel özellikleri . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
9.3.1 Doğru akımı direnci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
9.3.2 Endüktif direnç . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
9.3.3 Kapasitif direnç . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
9.4 Kablo ve iletkenlerin tasarımı . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
9.4.1 Ak m devreleri hesab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
9.4.2 Ağır yükte koruma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
9.4.3 Kısa devrede koruma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
9.4.4 Kablo ve iletken eğrileri ve kısa devrede koruma . . . . 297
9.4.5 Kısa devrede ısı cakl k hesab . . . . . . . . . . . . . . . 297
9.4.6 Paralel tesis edilen kablo ve iletkenlerin korunmas . . . 299
9.5 Kablo ve iletkenlerin kesit hesabı . . . . . . . . . . . . . . . . 303
9.6 Kısa devrede iletken uzunluğu . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
9.7 Kablo ve iletkenler ile ilgili örnek hesaplar . . . . . . . . . . . 312
9.7.1 Örnek 1: A³ r ak mda koruma . . . . . . . . . . . . . . 312
9.7.2 Örnek 2: Fabrika binas beslemesi . . . . . . . . . . . . 314
9.7.3 Örnek 3: Da§ t m panosu hesab . . . . . . . . . . . . . 315
9.7.4 Örnek 4: F r n besleme tasar m . . . . . . . . . . . . . 317
10 Elektrik “ebekelerinde Gerilim Dü³ümü Hesab 319
10.1 Analitik ³ebeke hesaplar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
10.2 Kesit hesab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
10.3 Do§ru ak m devresinde gerilim dü³ümü hesab . . . . . . . . . 326
10.4 Alternatif ak m devresinde gerilim dü³ümü hesab . . . . . . . 327
10.5 Tek faz alternatif ak m devresinde gerilim dü³ümü . . . . . . . 327
10.6 Üç fazl sistemlerde gerilim dü³ümü . . . . . . . . . . . . . . . 329
10.7 Radyal bir ³ebekede gerilim dü³ümü . . . . . . . . . . . . . . . 332
10.8 Tek tara , çoklu yüklü hatlar n hesab . . . . . . . . . . . . . 334
10.9 Tek taraftan beslenen dall hatlar n hesab . . . . . . . . . . . 336
10.10Halka ³ebekelerin ve her iki uçtan beslenen hatlar n hesab . . 337
10.11Transformatörlerde gerilim dü³ümü . . . . . . . . . . . . . . . 341
10.12YG elektrik ³ebekelerinde gerilim dü³ümü . . . . . . . . . . . 342
10.13Busbar ta³ ma sistemleri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
10.13.1 Busbar sistemi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
10.13.2 Busbar sistemin teknik yap s . . . . . . . . . . . . . . 345
10.13.3Ak m alma ç k ³ kutular . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
10.13.4Koruma s n f . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
10.13.5 Busbar sistemlerin özellikleri ve avantajlar . . . . . . . 347
10.13.6 Busbar tasar m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
10.13.7 Busbar ve TR tasar m . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
10.14Hatt n bo³ta çal ³mas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
10.15Hatt n k sa devrede çal ³mas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
10.16Hat sonunda güç dengelemesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
10.17Hat üzerinden sabit ³ebeke besleme . . . . . . . . . . . . . . . 359
10.18Elektrik ³ebeke kay plar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
10.19Gerilim dü³ümü için örnekler . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
10.19.1Örnek 1: Tek fazl motor iletkeninde gerilim dü³ümü hesab . . . . 363
10.19.2Örnek 2: Hava hatt nda gerilim dü³ümü hesab . . . . . 363
10.19.3Örnek 3: Okul binas beslemesi . . . . . . . . . . . . . 363
10.19.4Örnek 4: Bahçe binas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
10.19.5Örnek 5: Bina beslemesi . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
10.19.6Örnek 6: Hat beslemesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
10.19.7Örnek 7: Sokak ayd nlatmas . . . . . . . . . . . . . . . 366
10.19.8Örnek 8: Normal yük . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
10.19.9Örnek 9: Bir dairede gerilim dü³ümü ve kesit hesab . . 367
10.19.10Örnek 10: Dört dairede gerilim dü³ümü ve kesit hesab 369
10.19.11Örnek 11: Çok katli bir binada gerilim dü³ümü ve kesit hesab . . .. . 370
10.19.12Örnek 12: Halka bir ³ebekede gerilim dü³ümü ve kesit hesab . . . 372
10.19.13Örnek 13: Bir yerle³im merkezinde gerilim dü³ümü ve kesit hesab . .. . 374
10.19.14Örnek 14: Kesit hesab . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
10.19.15Örnek 15: Kay p, kesit ve gerilim dü³ümü hesab . . . 377
10.19.16Örnek 16: OG'de gerilim dü³ümü hesab . . . . . . . . 379
10.19.17Örnek 17: 10-kV bir ³ebekede gerilim dü³ümü . . . . . 380
10.19.18Örnek 18: Tek taraftan beslenen bir ³ebekede yük da- § l m . .. 381
10.19.19Örnek 19: ki tarafdan beslenen ³ebekede yük da§ l m 382
10.19.20Örnek 20: Havai hat hesab . . . . . . . . . . . . . . . 384
10.19.21Örnek 21: Orta gerilim hatt e³de§er ³emas bile³en hesaplar . . .. 385
10.19.22Örnek 22: Model hesaplar . . . . . . . . . . . . . . . . 386
10.19.23Örnek 23: Hat e³de§er ³emas hesaplar . . . . . . . . 391
10.19.24Örnek 24: Dalga empedans, ak m ve güç hesab . . . . 392
10.19.25Örnek 25: Bir iletim hatt n n verimi ve yük gerilim hesab . . . .  . 393
10.19.26Örnek 26: “ehir ³ebekesi beslemesi . . . . . . . . . . . 395
10.19.27Örnek 27: Köy ³ebekesi beslemesi . . . . . . . . . . . . 398
10.19.28Örnek 28: Hat hesab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
10.20 Örnek 29: Sanayi projesi hesaplar . . . . . . . . . . . . . . . 404
10.20.1 Proje aç klamas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
10.20.2 Sorular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
10.20.3 Yükleme cetveli verileri . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
10.20.4 Hesaplar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409
11 Enerji letim Hatlar 417
11.1 Giri³ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
11.2 Kablo ve iletken sembolleri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418
11.3 Kablo ve iletken çe³itleri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
11.4 zolatörler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424
11.5 Enerji iletim hatlar ve direkler . . . . . . . . . . . . . . . . . 425
11.6 Enerji iletim hatlar n n modellemesi . . . . . . . . . . . . . . . 428
11.7 letim etkisi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436
11.8 Örnekler: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
11.8.1 Örnek 1: Enerji iletimi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
11.8.2 Örnek 2: 380 kV iletim hatt . . . . . . . . . . . . . . . 438
11.8.3 Örnek 3: Havai hat e³de§er devre hesab . . . . . . . . 439
11.8.4 Örnek 4: Yük verileri ile ak m ve gerilim hesab . . . . 440
11.8.5 Örnek 5: Dalga direnci ve do§al güç hesab . . . . . . . 442
11.8.6 Örnek 6: Hat ba³ ve sonunda ak m hesab . . . . . . . 443
11.8.7 Örnek 7: Hat ba³ nda aktif ve reaktif güç hesab . . . . 444
11.8.8 Örnek 8: Hat verileri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
12 Elektrik Tesislerinde Koruma 449
12.1 Giri³ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
12.2 Elektromekanik röleler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
12.3 Elektronik ve statik röleler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
12.4 Say sal röleler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
12.5 ANSI kodlar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
12.6 Koruma rölesinin çal ³ma prensipi . . . . . . . . . . . . . . . . 456
12.7 “ebeke korumas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
12.8 Koruman n boyutland r lmas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458
12.9 Ak m ve gerilim ölçme transformatörleri (çeviriciler) . . . . . . 461
12.10Ak m çevirici e³ de§er ³emas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
12.11Ak m ve gerilim transformatörleri ba§lant ³emalar . . . . . . 466
12.12A³ r ak m koruma röleleri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468
12.12.1 Sabit zamanl a³ r ak m röleleri . . . . . . . . . . . . . 469
12.12.2Ters zamanl a³ r ak m röleleri . . . . . . . . . . . . . 472
12.13Diferansiyel (fark) röleler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474
12.14Mesafe röleleri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476
12.15Toprak hatas koruma röleleri . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
12.16Y ld z noktas yal t lm ³ ³ebekeler . . . . . . . . . . . . . . . . 481
12.17Y ld z noktas kompanze edilmi³ ³ebekeler . . . . . . . . . . . 482
12.18Y ld z noktas do§rudan topraklanm ³ ³ebekeler . . . . . . . . 483
12.19Y ld z noktas direnç üzerinden topraklanm ³ ³ebekeler . . . . 484
12.20Transformatörlerin korunmas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485
12.20.1Termik koruma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486
12.20.2Buchholz koruma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487
12.20.3 Diferansiyel röleler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487
12.21Motorlar n korunmas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488
12.22Generatör korumas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490
12.23Baralar n korunmas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492
12.24Rölelerin tasarlanmas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
12.25Röle tasar m örnekleri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494
12.25.1Örnek 1: Sabit zamanl röleler . . . . . . . . . . . . . . 495
12.25.2Örnek 2: Yönlü röleler . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496
12.25.3Örnek 3: Diferensiyal röleler . . . . . . . . . . . . . . . 498
12.25.4Örnek 4: Halka beslemede yönlü röle uygulamas . . . . 499
12.25.5Örnek 5: Mesafe röleleri . . . . . . . . . . . . . . . . . 500
12.25.6Örnek 6: Ak m transformatörü boyutland rmas . . . . 501
12.25.7Örnek 7: TR diferansiyel korumas . . . . . . . . . . . 502
12.25.8Örnek 8: Ak m transformatörü boyutland rmas . . . . 504
12.25.9Örnek 9: OG ³ebeke planlamas . . . . . . . . . . . . . 505
12.25.10Örnek 10: Mesafe rölesi koruma uygulamas . . . . . . 508
12.25.11Örnek 11: Ters zamanl rölelere örnekler . . . . . . . 512
12.25.12Örnek 12: Proje uygulamas ve ak m TR seçimi . . . 517
12.25.13“ebeke yönetmeli§i ve asgari ³artlar . . . . . . . . . . 521
12.25.14Örnek 13: 154 kV/31,5 kV TR merkezi korumas . . . 523
12.25.15Örnek 14: OG/AG rölesi koordinasyonu . . . . . . . . 527
12.25.16Örnek 15: Toprak rölesi koordinasyonu . . . . . . . . 528
12.25.17Örnek 16: Neplan ile röle koordinasyonu . . . . . . . 529
13 Elektrik Tesis ve Anahtarlama Cihazlar 535
13.1 Giri³ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535
13.2 Alçak gerilim ³alt cihazlar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539
13.2.1 Sigortalar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539
13.2.2 MCB tip Kesiciler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543
13.2.3 MCCB tip Kesiciler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545
13.2.4 Dört veya üç kutuplu koruma cihazlar . . . . . . . . . 546
13.2.5 Art k ak m koruma cihazlar (RCD) . . . . . . . . . . . 548
13.3 Orta ve yüksek gerilim ³alt cihazlar . . . . . . . . . . . . . . . 550
13.3.1 HH sigortalar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 550
13.3.2 HH sigortalar ve yük ay r c lar . . . . . . . . . . . . . . 551
13.3.3 SF6 gazl kesiciler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552
13.3.4 Vakumlu kesiciler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553
13.3.5 Yük ay r c lar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553
13.3.6 Ay r c lar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554
13.3.7 Topraklama b çaklar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555
13.3.8 A³ r gerilime kar³ koruma (SPD) . . . . . . . . . . . . 556
13.3.9 A³ r gerilim koruma cihazlar n n seçimi (SPD) . . . . . 557
13.3.10YG aç k hava tesis düzenlemeleri ve yap m yöntemleri . 559
13.3.11Hava ve gaz yal t ml sistemler . . . . . . . . . . . . . . 562
13.3.12 AB, kanunlar, yönetmelikler ve yönergeler . . . . . . . 563
14 YG Elektrik Tesislerinde Topraklama 565
14.1 Tan mlar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565
14.2 Topraklama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 568
14.3 YG elektrik tesislerinde y ld z noktas uygulamas . . . . . . . 570
14.3.1 Y ld z noktas yal t lm ³ ³ebekeler . . . . . . . . . . . . 572
14.3.2 Toprak hatas kompanze edilmi³ ³ebekeler . . . . . . . 573
14.3.3 Y ld z noktas do§rudan topraklanm ³ ³ebekeler . . . . 574
14.3.4 Direnç üzerinden topraklanm ³ ³ebekeler: . . . . . . . . 577
14.3.5 Toprak hata çarpan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578
14.4 Topraklama tasar m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580
14.5 Dokunma gerilimi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582
14.6 Boyutland rma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584
14.7 Teorik hesaplar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 589
14.8 Topraklama elektrotlar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592
14.8.1 Dikey topraklay c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595
14.8.2 “erit topraklay c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596
14.8.3 Gözlü topraklay c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596
14.8.4 Halka topraklay c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 597
14.8.5 Temel topraklay c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598
14.8.6 Topraklama hesab örnekleri . . . . . . . . . . . . . . . 599
14.9 Toprak öz direnci ölçümü ve analizi . . . . . . . . . . . . . . . 603
14.10Transformatör merkezi etraf ndaki çitler . . . . . . . . . . . . 606
14.11Direklerin topraklanmas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
14.12YG'de ölçme yöntemleri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
14.12.1 Ak m-gerilim yöntemi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
14.12.2Topraklama ölçme cihaz . . . . . . . . . . . . . . . . . 610
14.12.3 Yüksek frekansl topraklama ölçme cihaz . . . . . . . . 611
14.12.4Örnek 1: Da§ t m panosu . . . . . . . . . . . . . . . . . 611
12 ÇNDEKLER
14.12.5Örnek 2: ndirici merkez ölçümleri . . . . . . . . . . . . 612
14.12.6Örnek 3: Y ld z noktas kompanze edilmi³ ³ebekeler . . 616
14.12.7Örnek 4: ndirici merkez tasar m . . . . . . . . . . . . 619
14.12.8 Dü³ük ve yüksek frekansta topraklama sistemleri . . . 622
14.12.9 klim ko³ullar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623
14.12.10Elektrik bilgileri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624
14.12.11Fiziksel veriler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624
14.12.12Geometrik veriler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625
14.12.13Müsaade edilen dokunma ve ad m gerilimi hesaplar . 627
14.12.14letkenlerin boyutland r mlas . . . . . . . . . . . . . . 628
14.12.15Do§rulama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 629
14.12.16Topraklama direnci hesab . . . . . . . . . . . . . . . . 629
14.12.17Toprak yüzey potansiyelinin incelenmesi . . . . . . . . 630
14.12.18Ad m ve dokunma gerilimlerinin hesaplanmas . . . . . 632
14.12.19Y ld r m darbesine kar³ tasar m . . . . . . . . . . . . 634
14.12.20Da§ t m ³ebekesi topraklamas . . . . . . . . . . . . . 634
14.12.21YG topraklama tesisi ve hesaplar . . . . . . . . . . . . 639
15 AG Elekt