Yüksek Gerilim Nedir? Neden Gereklidir? What is high v oltage ? Why need is it?
Prof. Dr. Özcan Kalenderli İstanbul Teknik Üniversitesi İstanbul Technical University
Elektrik Mühendisliği Bölümü Department of Electrical Engineering
Yüksek Gerilim Potansiyel,, V: Potansiyel V:
Bir noktanın referansa göre elektriksel konumudur. konumudur. Potansiyelin birimi: Volt Gerilim, U = Potansiyel Farkı Gerilimin birimi: Volt 2 V2
1
U = V2 - V1 V1
Referans
VR
Yüksek Gerilim Potansiyel, V:
Bir noktanın bir referansa göre elektriksel konumudur. Potansiyelin birimi: Volt 2 +V2
Referans
1 +V1
-V3 3
Referans VR
Yüksek Gerilim Gerilim, U = Potansiyel Farkı Gerilimin birimi: Volt
V2
U = V2 - V1
1 V1
Referans VR
Ue: Etkin değer = Um/2
Gerilim, u(t) Um: Tepe değer
Zaman, t
Periyot, T = 1/f
Alternatif Gerilim
Doğru Gerilim
u(t) U +Uo
U = +Uo = sabit
0
t
U/Um
1,0 0,9
B
0,5
Darbe Gerilimi
0,3
A T1=1,67 T T'=0,3 T1=0,5 T
0 O1 T' T T1
t T2
Yüksek Gerilim U > 1000 Volt = 1 kiloVolt
Yüksek Gerilim, YG (High Voltage, HV) U ≤ 1000 Volt = 1 kiloVolt
Alçak Gerilim, AG (Low Voltage, LV)
Yüksek Gerilim 1 kV < U ≤ 52 kV Orta Gerilim, OG (Medium Voltage, MV)
52 kV < U ≤ 300 kV Yüksek Gerilim, YG (High Voltage, HV) 300 kV < U ≤ 800 kV
Çok Yüksek Gerilim, ÇYG (Extra High Voltage, EHV) 800 kV < U
Aşırı Yüksek Gerilim, AYG (Ultra High Voltage, UHV)
Yüksek Gerilim Türkiye’de Yüksek Gerilim Kademeleri: Anma Gerilimi, Un
İzin Verilen En Yüksek İşletme Gerilim, Um ( 1,2 Un)
3 kV 6 kV 10 kV OG 15 kV 20 kV 30 kV (34,5 kV) 66 kV YG 154 kV ÇYG 380 kV
3,6 kV 7,2 kV 12 kV 17,5 kV 24 kV 36 kV 72 kV 170 kV 420 kV (400 kV)
(İşletme Gerilimi, Ui)
Yüksek Gerilim Yüksek Gerilime Gereksinimin Nedenleri 1. Güç gereksinimindeki artış (Güç, P) = (Gerilim, U) X (Akım, I) [W, MW, GW]
[V, kV]
[A]
(Enerji, W) = (Güç, P) X (Zaman, t) Enerji, kullanılan güçtür.
Gerilim: Yalıtkan gereksinimi Akım: İletken gereksinimi
Yüksek Gerilim 2. İletilen uzaklıklardaki artış Tüketim İstanbul
Üretim Keban (Barajı) HES Elazığ Atatürk (Barajı) HES ŞanlıUrfa
Yüksek Gerilim 3. Küçük gerilim düşümü (% 3 - 5)
U - U
Tüketim
- U
İletim Hattı R, L, C, Z R: Hattın direnci L: Hattın endüktansı C: Hattın kapasitesi Z: Hattın empedansı
U
Üretim
Yüksek Gerilim 4. Kayıpları azaltmak
P - P
Tüketim
- P Korona
Isı Kaçak akım
P
Üretim
Yüksek Gerilim 5. Ekonomi (kuruluş, işletme, bakım masraflarını azaltmak) 154 kV 154 kV 154 kV 154 kV 154 kV
380 kV
Yüksek Gerilim 6. Boyutları azaltmak 154 kV 154 kV 154 kV 154 kV 154 kV
380 kV
Yüksek Gerilim Dağıtım
Üretim
İletim
Tüketim
Yüksek Gerilim, Çok Yüksek Gerilim
Orta Gerilim
Güç (Enerji) Sistemi
Alçak Gerilim
Yüksek Gerilim Enerji Kaynakları Fosil Yakıtlar Kömür, petrol, doğal gaz
(Termik Santrallar)
Doğal Kaynaklar (Yenilenebilir Enerji Kaynakları) Güneş (ışık), rüzgar, su, boğaz akıntısı, gelgit dalgaları, Jeotermal
Nükleer Kaynaklar
Debi (miktar), Süreklilik: Verim
Yüksek Gerilim Isı Enerjisi Mekanik Enerji
Elektrik Enerjisi
Yüksek Gerilim Üretim, İletim
Dağıtım, Tüketim Yükseltici
Alçaltıcı
(Set-up) Trafo
(Set-down) Trafo
Yüksek Gerilim Tarihçe: 1878’de Pearl Street – New York üzerinde 110 V doğru
gerilimle 83 Watt’lık 400 adet lambayı besleyen (~ 33 kW’lık) ilk buharlı güç santralı devreye girdi. 1885’de W. Stanley transformatörü geliştirdi. 1886’da ilk tek fazlı alternatif akımla enerji iletimi
gerçekleşti (4 kV’luk 42 km uzunluğunda New York’a gelen ilk hat) 1888’de çok fazlı AA geliştirildi (Nikola Tesla) 1893’te 3 fazlı ilk hat Kaliforniya’da devreye girdi.
Yüksek Gerilim Tarihçe: 1897’de 44 kV 1913’te 150 kV 1922’de 165 kV 1923’te 223 kV 1935’te 287 kV 1953’te 345 kV 1965’te 500 kV 1969’da 765 kV 1980’de 1100 kV 1990’da 1200 kV… 1500 kV
Yüksek Gerilim Tarihçe: Türkiye’de ilk santral 1902 yılında Tarsus – Adana’da kuruldu. Bu, 2 kW’lık su santralıydı. 1913’te İstanbul’da Alibeyköy Silahtarağa Santralı kuruldu ve
İstanbul sokaklarına aydınlatma amacıyla elektrik verildi. 1914’te İstanbul’da konutlara da elektrik verildi. 1948’te Zonguldak Çatalağzı Termik Santralı ile İstanbul
Ümraniye arasında 66 kV’luk hat kuruldu. 1952’de Karadeniz Ereğlisi ile İstanbul arasında 154 kV’luk
iletim hattı açıldı. 1960’da 380 kV’luk enerji iletimi başladı.
