Küsa devre Akümlarünün Hesabü

Küsa devre Akümlarünün Hesabü

Hata Topolojileri

3-fazlü sistemlerde asağüda belirtilen tiplerde hatalar meydana gelebilir.

• 3-fazlü hata
• 2-fazlü hata
• Faz-ntr hatasü
• Faz-PE hatasü

Formllerde asağüda belirtilen semboller kullanülacaktür.

• Küsa devre akümü
• Nominal gerilim
• Faz iletkeni empedansü
• Ntr iletkeni empedansü
• PE koruma iletkeni empedansü

Asağüda 3-faz simetrik küsa devre ,2-faz ve 1-faz asimetrik küsa devre değerleri ile ilgili ifadeler generatordan uzak küsa devre hali iin zet olarak gsterilmistir.

Sekil 1: 3-faz hatasü

Sekil 2: 2-faz hatasü

Sekil 3: Faz-ntr hatasü

Sekil 4: Faz-PE iletkeni hatasü

Asağüda verilen tablo küsa devre akümlarünün yaklasük değerlerinin abuk bulunmasünü sağlar.

Tablo 1:

Küsa Devre Akümlarünün Belirlenmesi

Küsa devre akümlarünün belirlenmesi iin Küsa Devre Gc Metodu (MVA) kullanülabilir.

Sz konusu metod tesisin herhangi bir noktasünda oldukca byk bir doğrulukta küsa devre akümünün belirlenmesine imkan sağlar.

Küsa devre g metodunda küsa devre akümü

• 3-fazlü küsa devrelerde
• 2-fazlü küsa devrelerde ifadelerine gre hesab edilir.

Burada

Hata yerinde grnen küsa devre gc

Hata yerindeki gerilim

grnen küsa devre gcn belirlemek iin hata yerine kadar olan tm sebeke elemanlarü gz nne alünür. Sz konusu elemanlar

• Küsa devre yerini besleyen ,sebeke, generator, motor gibi elemanlar
• Küsa devre akümünü sünürlayan kablo,reaktans bobini, transformator gibi elemanlardür.

Küsa devre akümü hesabünün islem sürasü

1. Tesisteki esitli elemanlarün küsa devre glerinin hesabü
2. Hata yerindeki küsa dever gcnn hesabü
3. Küsa devre akümünün hesabü

Enerji alüs noktasündaki küsa devre gc olup ifadesiyle hesab edilir.

enerji alüs noktasündaki nominal gerilimdir.

Eğer sebeke alüs noktasündaki küsa devre gc ile ilgili herhangi bir veri bulunamazsa

değerleri asağüda verilen tablodan referans değerler olarak alünabilir.

Tablo 2:

Generator

Generatorun küsa devre gc ifadesiyle bulunur

: Küsa devre olyünü değerlendirme sekline gre sub transiyent reaktans veya

transiyent reaktans veyahut senkron reaktans olarak alünabilir.

Genel olarak reaktanslar generatorun ifadesiyle verilen nominal generator empedansünün % olrak ifade edilirler.

Bu ifadede

generatorun nominal gerilimi

generatorun nominal gc

Tipi değerler olarak generator iin

%10-%20

%15-%40

%80-%300 değerleri alünabilir.

Normal olarak en kt durum gz nne alünmasü gerektiğinden subtransiyent reaktans değerlerine gre küsa devre akümlarünün hesabü yapülür.

Asağüda verilen tabloda değeri iin generatrlarün küsa devre gleri yaklasük olarak verilmistir.

Tablo 3:

3- fazlü Asenkron Motorlar.

Küsa devre sartlarüna gre motorlar küsa devre yerini küsa bir peryot(5-6 peryot) sre ile küsa devre yerini besler.

Motorun küsa devre akümüna (bu aküm aynü zamanda motorun yol alma akümüdür) gre küsa devre gc asağüda verilen ifade yardümüyla bulunur.

Tipik olarak

5 kk gteki motorlar iin 7 byk gteki motorlar iin kullanülür.

Transformatorlar

Transformatorun küsa devre gc ifadesiyle bulunur.

Asağüdaki tabloüTransformatorlarün yaklasük küsa devre gcn vermektedir.

Tablo 4:

Kablolar

Üyi bir yaklasüklükla kablolarün küsa devre gc dir

sistem nominal gerilimi

Kablo empedansü

Asağüdaki tablodan kablo küsa devre gleri belirlenebilir.Küsa devre gleri 10m kablo uzunluğu iin verilmistir

Tablo 5:

Bi fazda birden fazla n adet paralel kablo var ise tablodaki değerler n ile arpülür. Eğer devredeki kablolarün uzunluğu (Lact) 10m den farklü ise empedanslar ile arpülür.

Hata noktasünda Küsa Devre Gcnn Hesabü

Tesisteki bir noktadaki küsa devre gcn bulurken admütanslarün toplanmasündaki kural uygulanacaktür.

Seri bağlü elemanlarün küsa devre gleri paralel empedanslarün toplamündaki gibi ters troplam olacak yani

ve devrede paralel bağlü olan elemanlarün küsa devre gleride seri empedanslarün esdeğer toplamündaki kurala gre olcaktür, yani

Küsa devre akümlarünün hesabü

Küsadevre akümünü belirlemek iin küsa devre yerine baküldüğünda maksimumum küsa devreti verecek durum ele alünür .

rneğin asağüdaki sekilde maksimum küsa devre CB1 kesicisinin sebeke barasüna bağlü st tarafünda meydana geldiği grlr.

Sekil 5:

Küsa devre akümlarünün belirlenmesinde ncelikle hata yerindeki esdeğer toplam küsa devre gc bulunur ,daha sonra bu g esas alünarak küsa devre akümlarünü veren ifadeler yardümüyla veya asağüda verilen diyagram vasütasüyla küsa devre yerindeki küsa devre akümü bulunur.

Bu diyagramda besleme tarafündaki sebeke küsa devre gc hata yerindeki esdeğer küsa devre gcdr.

Sekil 6: 400 V gerilimde fazlü küsa devre akümünün hesabü

-fazlü küsa devre akümü hesaplandüktan sonra tablo 1 de verilen ifadeler yardümüyla diğer hata sekillerine ait hata akümlarü bulunur.

rnek :

Sebeke

31,5 kV

Transformator

Motor

Diğer ykler

Elemanlarün küsa devre glerinin hesabü

Sebeke 

Transformator 

Motor

ilk 5-6 peryotta 50Hz frekans iin 100msan.

Kesicilerin seimi ve küsa devre akümünün hesabü

CB1 Kesicinin en fazla zorlanacağü hal küsa devrenün kesicinin hemen üküsünda olmasüdür. Sz konusu hata yerinde küsa devre esdeğer gc

bulunur. Küsa devre akümü hesaplanür .Devredeki diğer hata cinsleri iin Tablo 1 de verilen ifadeler yardümüyla belirlenir.

Aynü değerleri Sekil 6 daki diyagramlarü kullanarakta bulabiliriz

ve

CB2 Kesicisini enfazla zorlayacak maksimum küsa devre akümü CB1 ile aynü ve 36,6 kA değerindedir.

CB3 de maksimum küsa devre kesicinin üküs tarafünda olup motor hata yerine küsa devre akümü verme si durumunda meydana gelir.

Bu metod yardümüyla motorun yol alma esnasünda motor klemensleründe olan gerilimdsmnde hesaplamak mmkndr.

Yukarüda verilen rnekte

Motorun Nominal gerilimi

Motordan yol alma esnasünda ekilen g motorun küsa devre gcdr (380 V nominal gerilimde)

Motoru baraya bağlayan kablo 30 m uzunluğunda ve 3x185/95 mm2 NYY kablodur.

Kablonun 10m uzunluk iin küsa devre gc tablo 5 den 128,5 MVA olarak bulundu

30m iin

380 V luk motorun 400 V daki küsa devre gc

Motorun bağlantü terminallerindeki es değer küsa devre gc

Yol alma esnasünda motor terminallerindeki gerilim dsm

Motor klemenslerindeki gerilim

380 V nominal gerilimdeki moturun yol almasü esnasünda motorun nominal gerilimine gre gerilim dsm olacaktür.

Aynü sekilde srekli alüsma halindede motor terminallerindeki gerilim dsm iyi bir yaklasüklükla bulunabilir.

380 V luk motorun 400 V da ektiği g

Motor terminallerindeki gerilim dsm

bulunur.

Bu metodla zellikle direkt yol alan motorlarda g sisteminin yeterliliğinin analizi mmkn olmaktadür.

Kablolarda enerji üküs tarafündaki küsa devre akümünün belirlenmesi

400 V sistemde 20⁰C ortam sücaklüğü iin bakür kablo iin asağüdaki tablodan küsa devre akümlarü belirlenebilir.

Tablo 6:

Eğer her bir faz iin paralel kablo ekilmisse kablo uzunluğu paralel olan kablo sayüsüna blnerek islem yapülür.

rnek

Veriler

Nominal gerilim 400 V

Kablo kesiti 120 mm2

Kablo uzunluğu 29 m

Enerji alüs tarafündaki

Küsa devre akümü  32 kA

Üslem sürasü :

1. 120 mm2 kesitindeki kabloya ait satürdan kablo uzunluğunun 29 m olmasü gz nne alünarak en yakün alt uzunluğa (burada 24 m dir) bir hat izilir
2. 24 m uzunluğa ait stundan asağü doğru bir hat izilerek enerji alüs noktasündaki küsa devre akümünün 32 kA olduğu gz nne alünarak bu aküm değerinin bir st değerine doğru burada 35 kA dir) getirilir ve 35 kA değerine ait satürdan izilen hat ile kesisme noktasündaki değer 26 kA dir.
3. Sz konusu kablodan gemesi muhtemel maksimum küsa devre akümü 26 kA dir.

Not: Sistemde bulunan küsa devre aküm değerlerini IEC veya VDE de belirlenen sartlara getirmek iin

Eğer küsa devre generatoryakünü küsa devre ise ya generatorun subtransiyent reaktansünü kullanmak veya elde edilen küsa devre akümünü 1,1 katsayüsü ile arpmak gerekir

Generatordan uak küsa devre ise bu katsayü ile arpmaya gerek yoktur.

Mimimum küsa devre akümlarü bulunmak istenirse bulunan değerler 0,95 katsayüsü ile arpülür.

Kaynaklar:

Electrical Installation Handbook Volume 2 ABB

Calculation of Short Circuit Current .Cahier Technique no:158

Group SCHNEIDER

Short circuit ABC Learn it an hour, Use it anywhere ,Memorize no formula

Moon H. Yuen. Bechtel Inc. San Fransisco CALIFORNIA