Elektrik Şebekeleri
Elektrik enerjisini üretmeye, iletmeye ve dağıtmaya yarayan ve birbiri ile bağlantılı olan sistemlere elektrik tesisleri denir. Şebeke ise; aynı anma gerilimine sahip, birbirleri ile bağlı elektrik tesislerinin tümüdür. İletimde kullanılanlar, iletim şebekeleri; dağıtımda kullanılanlar, dağıtım şebekeleri olarak adlandırılır.
Şebekelerin Ortak Özellikleri;
– Şebekeyi oluşturan elemanlar; trafolar, direkler, izolatörler, bobinler, ayırıcılar, kondansatörler, parafudrlar ve diğer şalt elemanlarıdır.
(Ayrıca Bakınız; Şalt Sahası Nedir ?)
– Elektrik enerjisinin üretimden tüketime hem güvenilir hem de kesintisiz şekilde iletilip, dağıtılmasını sağlamalıdır.
– Şebekelerde oluşabilecek herhangi bir arıza tüketicileri etkilememelidir.
– Dağıtım şebekelerinde hat başından sonuna kadar tüm alıcıların hepsi aynı özellikte (sabit gerilim ve frekansta) elektrik enerjisini kullanabilmelidir.
Şebeke Çeşitleri
1) Dağıtım Şekillerine Göre Şebekeler
Dağıtım şekillerine göre şebekeler genel olarak iki ana başlık altında incelenir.
• Açık şebekeler,
• Kapalı şebekeler.
Bu ana başlıklar içerisinde ise toplam dört farklı şebeke sistemi sistemi bulunur.
1. Dallı şebeke,
2. Halka (Ring) şebeke,
3. Ağ (Gözlü) şebeke,
4. Enterkonnekte şebeke.
Dallı Şebeke;
– Şehir, kasaba, köy gibi yerleşim birimlerinde veya sanayi bölgelerinde enerji beslemesi çoğunlukla tek bir kaynaktan yapılır.
– Dağıtım transformatörüne yakın olan ve kalın kesitlere sahip hatlara ‘ana hat’; transformatörden uzaklaştıkça kesitleri incelen hatlara da ‘branşman hatları’ denir.
– Şekli ağacın dallarına benzer.
Avantajları;
– Düşük maliyetlidir.
– Bakımları ve arıza tespiti kolaydır ve bu yüzden tercih edilirler.
– Abone sayısının artması sonucunda hatlar akımı taşıyamaz duruma geldiğinde sadece akımı fazla olan hattın değiştirilmesi yeterli olur.
Dezavantajları;
– Arıza olduğu durumlarda elektrik kesintisi yaşayan tüketici sayısı fazladır.
– Hatlarda gerilim eşitliği yoktur yani dağıtım trafosundan uzaklaştıkça gerilim düşmektedir.
Halka (Ring) Şebeke
– Şehir, kasaba, köy ve sanayi merkezlerinde uygulanır.
– Besleme birden fazla trafo ile yapılır.
– Bütün trafolar birbirine paralel şekilde kapalı bir sistem oluşturur ve buna da halka (ring) şebeke denir.
– Arıza durumunda; yalnızca arıza olan kısım devre dışı bırakılarak çok fazla sayıda tüketicinin enerjisiz kalması engellenir.
– Halka içerisindeki elektrik hatlarının kesitleri her yerde aynıdır.
– Tesis maliyeti yüksektir.
Avantajları;
– Dallı şebekelere göre daha güvenlidir.
– Arıza durumunda daha az tüketici mağdur olur.
Dezavantajları;
– Tüketicilerin artması ve çekilen akımın taşınamaması durumunda tüm hatların değiştirilmesi gerekir ve bu da çok pahalıya mal olur.
– Kurulum maliyeti yüksektir.
Ağ (Gözlü) Şebeke
– Şebeke beslemesi bir veya daha fazla yapılabilir.
– Şehir, kasaba, köy ve sanayi merkezlerinde uygulanabilir.
– Tüketicileri besleyen hatların bir ağ gibi örülerek, gözlerin oluşturulduğu şebeke tipidir.
– Herhangi bir arıza durumunda arızalı kısım sigortalar veya özel koruma elemanları ile devre dışı bırakılır. Diğer kısımların enerjisi kesilmez.
– Besleme bir yerden olsa bile kesintisiz enerji verebilir. Fakat trafo arıza yaptığında şebekenin tamamı enerjisiz kalır.
Avantajları;
– Gerilim düşüşü çok azdır ve sisteme güçlü alıcılar bağlanabilir.
– Arıza durumunda sadece arızalı kısmın enerjisi kesilir ve diğer tüketiciler bundan etkilenmezler.
Dezavantajları;
– Kurulumu ve bakımı hem zor hem de pahalıdır.
– Şebekede oluşabilecek bir kısa devrenin etkisi çok büyüktür.
Enterkonnekte Şebeke
– Genellikle birbirinden uzak mesafelerde olan, elektrik üretim santralleriyle tüketim merkezleri arasındaki iletim, enterkonnekte şebeklerle sağlanır. Bir bölgenin veya bir ülkenin elektrik enerjisi talebini kesintisiz bir şekilde karşılamak üzere o ülkenin bütün elektrik santralleri, trafo merkezleri ve tüketicileri arasında kurulmuş olan sisteme ‘enterkonnekte sistem’ denir.
– Sistem içerisinde bir bölgede santral veya trafolar devre dışı bırakıldığında diğer santral ve trafolar bu bölgeleri beslemeye devam eder.
– Her ülkenin kendi alıcılarını beslediği bir enterkonnekte şebekesi vardır.
– Aynı zamanda bazı komşu ülkelerin sistemleri birbirine bağlanabilir. Ülke içerisinde kendi başına çalışan küçük santraller ve beslenen aboneler olabilir. Bunlar sistemi etkilemez.
– Ülkemizde de bir enterkonnekte şebeke vardır. Bu sistem içinde TEAŞ’a , ayrıcalıklı şirketlere, üretim şirketlerine ve otoprodüktörlere ait tam kapasiteyle çalışan 350 kadar elektrik santrali vardır. Bütün bu santraller enterkonnekte şebeke kapsamında birbirlerine paralel bağlıdır.
– Türkiye’deki enterkonnekte sistem; Bulgaristan, Rusya, Irak, Suriye ve Gürcistan ülkelerinin şebekelerine bağlıdır. Bu bağlantılardan elektrik alışverişi yapılmaktadır.
– Sistemde hidroelektrik, termik, nükleer vb. gibi birbirinden çok farklı santral tipinin olması önemli değildir.
Avantajları;
-Santrallerin kuruluş ve işletme maliyetlerini azaltır, ihtiyaç duyulan yedek jeneratör gücünü minimum seviyeye indirir.
– Enterkonnekte şebeke kesintisiz elektrik sağlayabilir.
– Yüksek verim sağlar.
– Sistemde bir arıza olduğunda, sadece arıza olan yerin enerjisi kesilir. Diğer bölümlerde kesinti olmaz.
– Tüketim miktarı bölgelere, mevsimlere ve hatta günün saatlerine göre büyük değişiklikler gösterebilir.
– Enterkonnekte sistemler, tüketimdeki değişimlere karşın üretimi uyarlamayı sağlar. Böylece santraller daha ekonomik bir şekilde çalıştırılabilir.
Dezavantajları;
– Kısa devre akımları yüksek olur.
– Sistemin kararlılığını sağlamak zordur.
2) Gerilimlerine Göre Şebekeler
İletim ve dağıtım şebekeleri, dağıtım şekilleri yanında kullandıkları gerilim bakımından da sınıflandırılabilir. Bunlar:
– Alçak gerilimli şebekeler (AG şebekeleri) (1-1000 volt arası)
– Orta gerilimli şebekeler (OG şebekeleri) (1kV-35 kV arası)
– Yüksek gerilimli şebekeler (YG şebekeleri) (35 kV-154 kV arası)
– Çok yüksek gerilimli şebekeler (ÇYG şebekeleri) (154 kV’dan fazla)
Alçak Gerilimli Şebekeler
– Alçak gerilimler genel olarak 1 kV’ tan düşük olan gerilimlerdir.
– Alçak gerilim şebekeleri dağıtım trafolarından tüketicilere ulaşan hatlar olarak tanımlanabilir.
– Alçak gerilimler yalıtımı ve korunması kolaydır bu yüzden tüketicilere yakın kısımlarda kurulur.
– Alçak gerilimle yapılan iletimlerde gerilim düşümü ve güç kaybı fazladır bu sebepten dolayı iletimde değil dağıtım şebekelerinde kullanılır.
– Ülkemizde alçak gerilim, abonelerde 220 V ve 380 V olarak kullanılır.
Orta Gerilimli Şebekeler
– Orta gerilimler, 1 ila 35 kV arası gerilimlerdir.
– Küçük şehirler, endüstri bölgeleri ve benzeri yerlere enerji taşınması veya büyük şehirlerde dağıtım transformatörlerine enerji taşınması için tesis edilir.
– Orta gerilim şebekeleri, yüksek ve çok yüksek gerilim şebekeleri ile alçak gerilim şebekeleri arasında bir köprü görevi görür.
– Orta gerilimler şehirlerin girişindeki dağıtım trafolarına bağlanır. Buradan abonelere dağıtılır.
– Türkiye’de kullanılan orta gerilim şebekelerinde 10, 15 ve 33 kV’lik gerilimler kullanılmaktadır.
Yüksek Gerilimli Şebekeler
– Yüksek gerilimler 35 kV ’dan 154 kV ’a kadar olan gerilimler olarak değerlendirilirler.
– Yüksek gerilim şebekeleri elektrik enerjisi iletiminde kullanılır. Uzak mesafelere elektrik enerjisi iletiminde yüksek gerilim kullanıldığında güç kaybı daha az olmaktadır.
– Yüksek gerilimde dağıtım yapılmaz.
– Yüksek gerilimler iletime en uygun gerilimlerdir.
– Güç kaybı az olduğu için yüksek gerilimler çoğunlukla iletim şebekelerinde kullanılır.
– Türkiye’de kullanılan yüksek gerilim değerleri 66 ve 154 kV’tur.
– Kuzey–Batı Anadolu şebekesi 154 kV’luk gerilimle Güney Anadolu şebekesi de 66 kV’luk gerilimle beslenmektedir.
Çok Yüksek Gerilimli Şebekeler
– Çok yüksek gerilimler 154 kV ’ tan daha büyük gerilimlerdir.
– Şehirlerarası ve santraller arası bağlantı için çok yüksek gerilim şebekeleri tesis edilir.
– Çok yüksek gerilim şebekeleri şehirler ve santraller arası bağlantı için kullanılır.
Örneğin, ülkemizde Atatürk Barajı’ndan İstanbul’a elektrik enerjisi taşıyan çok yüksek gerilimli bir şebeke tesis edilmiştir.
– Türkiye’de çok yüksek gerilim olarak 380 kV kullanılmaktadır.
– Bazı ülkelerde 500 ve 750 kV’a kadar gerilimler kullanılmaktadır.
3) Yapım Şekillerine Göre Şebekeler
Şebekeler yapım şekillerine göre 2 gruba ayrılır. Bunlar;
– Havaii Şebekeler
– Yeraltı Şebekeler
Havaii Şebekeler
– Enerji iletiminde iletken kullanılır.
– En çok kullanılan elektrik enerjisi iletim şeklidir.
– Yeraltı şebekeye göre daha az maliyetlidir.
– Arıza tespiti kolaydır.
– Ek yapmak kolaydır.
– Sürekli olarak atmosfer koşullarına maruz kaldığı için hava olaylarından etkilenir.
– Kuşlardan ve motorlu taşıtlardan etkilenir.
Yeraltı Şebekeler
– Enerji iletiminde kablo kullanılır.
– Estetik açıdan havaii şebekeye göre daha uygundur.
– Dış etmenlerden etkilenmez.
– Maliyeti havaii şebekeye göre daha fazladır.
– Kablolarda ısınmalar meydana gelip sisteme etkileyebilir.
– Arıza yerinin tespit edilmesi ve giderilmesi zordur.
Kaynakça:
– https://www.emo.org.tr
– https://www.tedas.gov.tr
– https://tr.wikipedia.org
– http://ee.tek.firat.edu.tr
– Saplacan, R. (2008). Competition in Electricity Distribution, Utilities Policy, 16 (4): 231- 237.
