ELEKRTİK DAĞITIM SİSTEMLERİNDE ORTA GERİLİM SEVİYESİNİN BELİRLENMESİ

ı GIRIŞ

ELEKTRİK DAĞITIM SİSTEMLERİNDE ORTA GERİLİM SEVİY ESİNİN BELİRLENMESİ özet

1993 yılında TUBITAK BİLTEN'de, İstanbul Avrupa Yakası Elektrik Dağıtım Sistemi Master Projesi kapsamında, yapılan bu çalışmada 10.5 ve 34.5 ki' seviyelerinden yapılan dağıtımın tek bir seviyeden yapılmasının getireceği teknik ve ekonomik faydalar irdelenmiştir. Yapılan analizlerde, 34.5 kV'luk sistemin, 10.5 ki'gelişim alternatifine göre daha düşük bir yatırımla gerçekleştirilebileceği, ayrıca az sayıda indirici merkez ve fider gereksinimi, fider yapısındaki basit radyal dağıtım düzeni ve beraberinde getireceği uzaktan kontrol kumanda olanakları ile 34.5 kV'luk sistemin daha avantajlı olduğu saptanmıştır.

Bugün ülkemizde dağıtım sistem lerinde kullanılan 30 kV (31.5, 33, 34.5), 15, 10.5 ve 6.3 kV olmak (»zere dört değişik orta gerilim (OG) seviyesi bulunmaktadır. Bu gerilim seviyele rinin kullanımı yük yoğunluklarına ve büyüklüklerine göre

Büyük şehir O.G. şebekeleri, Küçük şehir ve kırsal alan O.G. şebekeleri olmak üzere iki alt gruba ayrılmaktadır, il Büvflk Şehir O.G. Şebekeleri:

Ankara ve İstanbul gibi elekt riksel yükün büyük ve yoğun olduğu yörelerde, indirici merkezlerde 154 kVdan 30 kVa düşürülen gerilim, liderlerle şehrin muhtelif noktalarındaki yük merkezlerine iletilmekte ve tali merkez adı verilen yerlerde ikinci bir gerilim transformasyonu ile 15, 10.5 veya 6.3 kV gerilimlerinden birine indi rilmektedir. Alt gerilim seviye sindeki liderlerle de dağıtım transformatörleri beslenmektedir. Büyük noktasal yük lerde ise doğrudan 30 kVtan 0.4 kVa indirmek yapılan standart bir uygulamadır. Bir anlamda alt iletim görevini yerine getiren 30 kVluk sistem genelde açık ring işletme için tasar lanmış olup, alt OG seviyesindeki durum, beslenen yüklerin önemine göre, yine açık ring veya radyal şebeke olabil mektedir.

ii) Küçük şehir ve kırsal alan O.G. şebekeleri:

Nevzat ÖZAY Nezih GÜVEN

TÜBİTAK BİLTEN Elektrik Elektronik Müh. Bölümü

Orta Doğu Teknik Üniversitesi Ankara

Küçük şehir, kasaba ve kırsal alanlarda kullanılan standart gerilim seviyesi 30 kVtur. Buralarda yapılan uygulamada 154/30 kVluk indirici merkezlerden gelen liderler bir ayırıcı merkeze girmekte ve buradan çıkan 30 kV'luk kollarla dağıtım transformatör leri beslenmektedir. Büyük şehir şebe kelerinden en büyük farklılık buralarda ikinci bir alt gerilim seviyesinin bulunmaması, dolayısıyla 30 kVun hem alt iletim hem de dağıtım görevini üstlenmesidir. Dağıtun fider düzeninde ise, küçük şehirlerde belirli biçimde bir ring (açık) oluşturulmaya çalışılırken, kırsal alanlarda şebeke tam anlamıyla bir dalbudak görünümündedir

mimt it

OG/AG Gerilim (kV/kV) 30/0.4 15/0.4 10.5/0.4 6.3/0.4 Toplam

Adet

86388 19191 4770 7610 117459

Top lam

Adet Kumlu Güç

(%) (MVA) 73.2 14182.8

16.3 3565.3

4.0

3271.5

6.5

4560.6

100.0 25580.2

Ortalama Güç (kVA) 164.1 185.8 685.8 599.3

Tablo 1. Türkiye'de mevcut OG/AG dağıtım tranformatSrlerinin gerilim seviyelerine göre dağılımı

Yukarıda iki alt grupta genel 154 kVluk kablolar, 30/OG tali

hatları ile verilen dağıtım sistemindeki merkezlerin görevini ise 154/OG

mevcut OG AG dağıtım transforma merkezler görecektir. Dolayısı ile, çift

törlerin priıner beslenme gerilimine OG dağıtım seviyesine bu durumda

göre dağılımı Tablo l'de verilmektedir. gerek kalmamakta, alt iletim görevini

Bu Tablodan görüleceği üzere, gerek doğrudan 154 kV üstlenmektedir.

sayısal değer, gerekse toplam kurulu güç

Tek bir OG seviyesine dönü

açısından 30 kV hık gerilim seviye şümün getireceği ekonomik faydalara

sinin kullanımı, diğer gerilim seviyele İstanbul Avrupa yakası dağıtım

rinin kullanımının toplamından daha sistemininden bir örnek verilebilir.

fazladır.

Burada 122 adet ortalama 16 MVA

gücünde 34.5/10.5 kVluk transformatör

2. DAĞITIMDA ÇİFT OG SEIİYESİ KULLANIMI

bulunmaktadır. Yalnız bu transforma törlerin yıllık demir ve bakır kayıpları hesaplandığında ve enerji maliyeti 3000

Büyük şehirlerimizde dağıtım sisteminde genellikle gözlenen çift OG seviyesi kullanımı, gelişim sırasındaki mevcut teknolojinin getirdiği kısıtla malar sonucu ortaya çıkmıştır. 154 kVluk enerji nakil hatlarıyla şehir kenarına getirilen elektrik enerjisi,

TL/kWsaat aluıdığında yılda 122 Milyar TL'lık bir kayıp ortaya çıkmaktadır. Fider kayıpları ve çift OG seviyesinin işletme zorluklan da göz önüne aluıdığında tek bir OG seviyesinin kullanılmasının kaçınılmaz olduğu görülmektedir.

burada kurulan ve geniş alan kapsayan

Tek bir OG seviyesine geçmek

açık hava salt transformatör merkezleri için doğal çözüm, yukarıdaki anlatım

ile 30 kVa indirilmiş ve 30 kVluk önce dan, 30 kV/OG tali merkezlerin yerini

yağlı, sonra plastik izoleli kablolarla 154 k V/OG merkezlerin alması şeklinde

şehirdeki yük merkezlerine taşınmıştır. olacaktır.

Buralardaki OG/OG transformatörleri

Türkiye'nin kısıtlı imkanlarını en

ile gerilim bir kademe daha düşürülerek ekonomik bir şekilde kullanabilmesi

daha ekonomik bir seviyede OG/AG için 30, 15, 10.5 ve 6.3 kV olarak

dağıtım transformatörleri beslenmiştir. gözüken dağıtım gerilimlerinin tek bir

Günümüz teknolojisinin getirdiği olanaklarla (154 kV XLPE izoleli kablolar, gaz izoleli transformatör merkezleri) bundan böyle mevcut düzenin devanı etmesi ekonomik olmamaktadır. OG/OG tali merkezlerin kapsadığı alana artık 154/OG merkezler yapılabilmekte, bunlara enerji ise 154 kVluk kablolarla götürnlebilmektedir. Bu durumda, büyük şehirlerimizde kullanılan 30 kVluk alt iletim görevini

standart değere dönüştürülmesi kaçınıl mazdır. Tablo l'de verilen sayısal değerlerden görüleceği gibi, ilk bakışta bunun 30 kV olması gerektiği ortaya çıkmaktadır. Ancak 30 kVluk dağıtım fiderlerinin bugün kırsal alanlarda kullanıldığı gibi büyük şehirlerde de kullanılması aşağıdaki sorunları günde me getirecek ve bunların giderilmesi gerekecektir.

30 kVluk dağıtım fiderlerinin

büyük şehirlerde uygulanması (.lıırıı ınunda, kısa devre akımları nedeniyle OG dağıtımda kullanılan kablo kesitleri düşürülemeyeceğinden, 95 mm2 'lik bir kesit kullanımında ve % 50 kapasite ile yilklenmelerinde bile bir fider üzerinde 18 adet standart 630 KVA'lık trans formatör olacaktır. Arıza olasılığının fider uzunluğu ile orantılı olduğu göz önüne aluıdığında, 10.5 KVluk sisteme nazaran daha sık oranda (aynı yük yoğunluğunda 3 katı) meydana gelecek arızalarda /I/, 18 transformatörün beslediği müşteriler enerjisiz kalabi lecektir. Daha uzun bir fiderde arızanın yerinin tesbili ve ayrılması 10.5 KVluk sisteme nazaran daha uzun bir zanum alacağından, böyle bir işletme düzeni, herhangi bir önlem alınmaksızın mevcut durumu daha da kötüye götüreceğinden, kabul edilmesi olanaksız bir alternatif olarak gözükmektedir.

Ancak, günümüz teknolojisi ile bu teknolojinin yaygınlaşmasının getirdiği maliyetlerdeki düşüşler nedeniyle, 30 KVluk fiderlerdeki en büyük sorun olan arıza yerinin tesbitiııin ve arızanın izolasyonunun hızlı bir şekilde (otomatik olarak) yapılması mümkün olmaktadır 121. M) KVluk kablolarla aynı kanala gömülecek fiber optik kablolar dağıtım transformatör mer kezleri ile indirici merkezler arasında çok ucuz bir iletişim ortamı sağla maktadır. Böyle bir iletişim ortamı ile, dağıtım transformatör merkezlerine yerleştirilecek arıza noktasını belirle yecek cihazlar üzerinden arıza noktası anında 154/30 kVluk merkezlerde belirlenebilecektir. Dağıtım transforma törü giriş ve çıkış adi ayırıcılarının (yay kurmalı) açması ve kapaması uzaktan kumanda ile yapılabildiğinde, aynı iletişim ortamından faydalanılarak, merkezden, bir dakika içerisinde arıza izole edilerek tekrar enerji verilebile cektir. Böylelikle 30 kVluk dağıtım fiderlerinin en büyük dezavantajı olan yüksek enerji kesintileri sıklığı ve sürelerini tamamen ortadan kaldırmak mümkün olacaktır. Fiber optik kablo, ışık/elektrik arabirim Hatları ile, arıza noktasını belirleyecek cihazların mali yetleri genel sistem maliyetinin çok küçük bir yüzdesini oluşturacağından (yaklaşık % 5'i) ekonomik açıdan bir sorun yaratmayacaktır.

liUUtti İti

3. ALTERNA Tİ İLERİNİM DEĞERLENDİRİLMESİ

Türkiye'de dağıtım sistemi gerilim seviyesi için söz konusu olan 10.5 kV ve 30 kV alternatiflerinin ekonomik mukayesesi, bu çalışmada, mevcut bir pilot bölge üzerinde ve gerçek veriler kullanarak yapılmıştır /3/. Pilot bölge olarak, ülkemizde 10.5 kVun en yaygın olarak kullanıldığı İstanbul Beyoğlu İşletme Bölgesi seçilmiştir. Bu seçim deki ana amaç, daha önce belirtildiği üzere THDAŞ tarafından yaygın olarak kullanılan 34.5 KV alternatifi bu bölgede gelişmelere en uygun çözümü getirebilirse, diğer bölgeler için tartışıl masına gerek kalmayacağının vurgu lanmasıdır.

Pilot çalışmaların yapıldığı bölge (Şekil 1) Beyoğlu ve Beşiktaş ile Şişli'nin bir bölümünü kapsamaktadır. Bölge sınırları içinde. TEDAŞ İstanbul Müessese Müdürlüğünden 1991 yılı için alman bilgiler doğrultusunda 307,774 aboneye enerji verilmektedir. Bu abonelerin kullanıcı gruplarına dağılımı Tablo 2'de özetlenmektedir.

Beyoğlu İşletme bölgesinin sınırlan dahilinde Etiler1 de 3x100 MVA'hk ve Altmtepe'de 2x100 MVA'hk olmak üzere iki adet 154/34.5 kV indirici merkez bulunmaktadır. Ayrıca bölge sınırları dışında bulunan Yıldıztepe indirici merkezinden (3x100 MVA) bölgeyi besleyen fıderler bulun maktadır. Bu 154 KVluk merkezlere ilaveten tamamıyla bölge beslemesinde kullanılacak Şişli ve Kasımpaşa indirici merkezleri ve bölgenin kuzeyinde kalacak Maslak indirici merkezi yakında devreye girecektir.

Beyoğlu İşletme Bölgesinde bulunan 9 adet 34.5/10.5 KV tali merkezin 1991 yılı toplanı puantı, 34.5 kV'tan beslenen yükler hariç olmak üzere, 278.3 MVA'dır. Bölgenin toplanı yükü 1991 yılında 311 MVA, 1992 yılında 327 MVA olarak gerçekleşmiş tir. Bu bölgede bulunan 34.5/10.5 KV tali merkezler Tablo 3'te görülmektedir. Tablodaki değerlere 34.5 kV'tan beslenen yükler dahil edilmemiştir.

Bölgede toplam kurulu gücü 545.2 MVA olan 652 adet 10.5/0.4 kV dağıtım transformatörü mevcuttur Bölgede ayrıca 25 adet 34.5/0.4 satış dağıtım transformatörü bulunmaktadır. 10.5/0.4 KVluk transformatörlerin

ortalama gücü 837 KVA olmaktadır. yapının (154/34.5 kV) ve 10.5 kV 1991 yılı itibarı ile 652 adet transfor alternatifinde ise alt yapının (10.5/0.4

matörün 145 adedi anma gücünün % kV transformatör merkezleri) korun

80'ine veya daha fazla yüklenmiş ması,

durumdadır. Bölgede mevcut dağıtım transformatörlerinin primer gerilim ve güçlerine göre dağılımı Tablo 4'te

iv) Fider düzenlemelerinde coğrafik güzergah durumlarına uyulması amaç lanmıştır.

verilmektedir.

Bölgede toplam 138 adet 10.5 Yalnız 154/10.S kVMerkezlerle

KVluk fider bulunmaktadır. 1991 yıh Dağıtım

puant yük değerleri itibarı ile bu

fiderlerdeıı özellikle Karaköy, Maslak

2010 yılında 34.5 kVluk sistemin

ve Beşiktaş bölgesindekiler aşırı yükte tamamen kaldırılmasıyla yalnız 154 /

olup, bir arıza durumunda uzun enerji 10.5 kV transformatör merkezlerinin

kesintilerine sebep olmaktadırlar.

bulunacağı sistem gelişim stratejisinde,

TEDAŞ'ça halen düşünülen 100

Alternatiflerin Gelişim Stratejileri

MVA'lık merkezlerin 10.5 kV fider

düzeninde meydana getirdiği olum

Pilot çalışma yapılan bölgenin, suzluklar göz önüne alınarak, trans

mevcut yapı (34.5 ve 10.5 KV dağıtım formatör'güçlerinin mevcut 34.5/10.5

fıderleri) kullanılarak 2010 yılına kV.luk tali merkezlerin güçlerine yakın

kadarki sürede bölgesel puant yük bir değer olan 50 MVA (2x25 MVA)

tahminleri özeti yıllık bazda Tablo 5'de olması öngörülmüştür. Bu dununda

verilmiştir. Tablo'dan görüleceği üzere, mevcut 34.5/10.5 kV tali merkezlerin ve

oldukça yerleşik bir bölge olması 154/34.5 kVluk indirici merkezlerin

nedeniyle, yayılı yüklerde 1992 2010 tamamı 2010 yılına kadar 154/10.5

yılları arasında artış ancak % 100 .kVluk ve 50 MVA'lık merkezlere

olurken, noktasal yük artışları bölgenin dönüşmektedir. Ancak bunların indirici

özelliğinden dolayı 5 katma ulaşmak merkeze dönüştürülmesi yük artışını

tadır.

karşılamaya yetmeyeceğinden ve 10.5

Yapılan çalışmalarda, 2010 yılı kVluk fiderlerdeki mevcut darbo

hedef alınarak bu yıldan sonra sistemde ğazların önlenmesi amacıyla planlanan

tek bir dağıtım gerilimi olacağı kabul Kasımpaşa ve Şişli merkezlerine

edilmiştir. Bu aradaki geçişin mümkün ilaveten, 7 adet merkezin de yapılması

olabildiği kadar gerçekçi ve yumuşak gerekmektedir. Şekil 2, bu alternatife ait

olabilmesi için;

sistem gelişimini 2010 yılı itibarı ile

i) Yatırımların 2010 yılına kadarki göstermektedir.

dönem içerisinde mümkün olabildiği

kudar yayılması,

Yine maliyeti en aza indirgemek

ii) Bölgesel darboğazların hedefler için mevcut 34.5/10.5 kVluk tali

doğrultusunda öncelikle ortadan kaldı merkezlerin 154/10.5 kVluk gaz izoleli

rılması,

merkezlere (GIS) dönüştürülmesi en son

iii") 34.5 KV dağıtım alternatifinde üst

Abone Mesken Ticarethane Küçük Sanayi Resmi Daire Büyük Sanayi Diğer Toplam

Abone sayısı 222,963 69,379 11,384 1,677 43 2,328 307,774

Tüketilen Enerji (%) 35.3 26.1 4.3 20.4 12.0 1.9 100.0

Tablo 2. Pilot Bölgede Abonelerin Dagıuını

397 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ

yıllara bırakılmaya çalışılmıştır.

19 adet indirici merkezle gerçekleştirilen bu dağıtım sistemi gelişim alternatifinde yeni merkezlerin yerleri seçilirken mevcut 10.5 kVluk alt

sorun Şişli ve Kasımpaşa haricinde 7 adet yeni GIS merkez yeri bulunma sıdır. Böyle bir dağıtım sistemini ekonomiklikten uzaklaştıracak en büyük etkenlerden biri 154/10.5 kVluk GIS merkez sayısının artmasıdır. Bunu bağlı

fıder sayısı yüksek olduğundan, işletilmesi zor bir sistem ortaya çıkmasıdır. Ayrıca, dağıtım otomasyo nunun önemli bir işlevi olan arıza yerinin belirlenmesinin mevcut 10.5 kV fiderlere uygulanması, sistemin

AUBEY KOY

^

CENDGRE

LEVENT

=== ========== =

(

E T 1 L E R____J

7 ^ 0/ A.KOY /

H.TEPCSİ

O....

••••'G)

2.KUY U

BOMOMTI

HARBİY E

A.TEPE

*

TOZKOPARAN

V&

SUBSTAT1ONS

0 :300/164 kV

D Tİ64/34.6 kV

0 =34.6/10.8 kV

Raglon Con*i<tof«(l

2 mi

I

Şekil 1. İncelenen Bölge

yapıdan en etkin şekilde yararlanılmakta ve 10.5 kV seviyesinde yapılacak yatırımın en düşük seviyeye inmesi sağlanmaktadır. Yapılacak ekonomik mukayesede, yeni kurulacak merkezlerin 18 adet 10.5 kVluk fıderi olacağı ve bunların ortalama 300 metrelik 3 x 95 ınm2'lik bakır kablolarla mevcut kablolara girileceği, yine gücü artırılan mevcut tali merkezlerden artan güç oranında yeni fıderlerin çekileceği kabul edilmiştir.

Bu gelişim alternatifinde en büyük

olarak artan diğer bir etken ise merkezleri besleyecek 154 kVluk kablolardaki artış olmaktadır.

Bu bölgede dağıtımın 10.5 kVta yapılması, bölgenin özelliklerinden biri olan noktasal yüklerin 10.5 kVtan nasıl besleneceği sorusunu gündeme getir mektedir. Bu durumda bazı büyük noktasal yükler için 2 veya 3 özel fıder çekmek gerekecektir.

İşletme açısından diğer bir sorun ise, 154/10.5 kV merkez ve IO.5 kV'hrt

basit radyal yapıda olmaması ve özel bir iletişim kanalının bulunmaması nedenleriyle, zor ve pahalı olacaktır.

34.5 kVDaitiun Alternatifi

OG dağıtımın 34.5 kV'tan düzenlenmesi durumunda liderlerle IO.5 kV dağıtıma göre çok daha uzağa ve daha fazla yük taşınabildiği için. mevcut ve planlanan 154/34.5 kV merkezlerin dışında başka bir merkeze gerek dııvııl ınayacak bir sistem geliştirilmeye

Mİİsılmışlır Hu alternatifle Yıldı* ve

FIEH~

ile O(i sisteminin

işletmesi de 154

Tali Merkezler

Kurulu Güç (MVA)

91 Puantı (MVA)

Tahmini 92 Puantı (MVA)

kVluk sistemde olduğu gibi fıder sayısı ve yapısı

Arnavutköy Harbiye Tozkoparan

11 + 15

25.7

3.0

44.2

19.5 34.1 45.9

nedenleriyle çok basite indirgenmiş tir.

Altıntepe Zincirlikuyu Bomonti

3x20 3x15 3x15

46.0 43.0 35.8

47.8 35.9 37.4

2010 yılında 34.5 kVluk fıderler ortalama % 55'lik bir kapasiteye ulaş

Hasköy Beşiktaş

2x15 2x15

13.1

13.5 16.0

makta, ve en kötü şartlarda olabilecek bir arızada bile

H.Tepesi* TOPLAM

2x20 326

37.5 278.3

39.5 289.6

diğer merkezlerden bütün dağıtım transformatörleri

Tablo 3. Beyoğlu işletme Bölgesi Tati Merkez Verileri (* II. Tepesi merkezi Çağlayan İşletme Bölgesinde olup, kısmen bu bölge yüklerini beslemektedir.)

beslenebilmektedir 2010 yılı itibariyle tamamen 34.5 kV'a

geçildiğinden, bu

yıldan itibaren

Gerilim (kV)

Toplam Sayı

Dağılım: AdetxGüç (kVA)

Toplam güç (MVA)

34.5/10.5

kVluk

tali

merkezlere gerek duyulmaya

caktır. Ancak bunların hazır

10.5/0.4

3x2000 71x1600 82x1250

545.2

yerleri olduğundan, tamamen vazgeçi lmeyerek, önlerinden geçirilen 34.5 kV fıderler için bir anahtarlama merkezi şek

76x1000 48x800 260x630

linde yararlanılmasına gidil miştir. Sonuçta, bu merkez lerin 34.5 / 105 kVluk transformatörlerini besleyen

25x500 76x400 3x230

34.5 kVluk liderleri de bulunduğundan, bunlarla yeni çekilen 34.5 kVluk liderlerin ortasına girilmekte ve bir 34.5

34.5/0.4

9x150 Satış

56.83

kVluk kablo ile 5 fidere yan besleme olanağı yaratılmak tadır (Şekil 4). Dolayısı ile 34.5

kVluk liderlerin taşıma

Tablo 4. Beyoğlu İşletme Bölgesi Dağıtım Transformatörleri

kapasitesi bu dununda % 100 artınlarak 2010 senesi sonrası

Maslak indirici merkezlerinden ancak birer 100 MVA'lık transformatör bölge beslemesine tahsis edilmekte, Etiler (300 MVA), Altıntepe (200 MVA), Şişli (200 MVA) ve Kasımpaşa (200 MVA) merkezleri ile bölgeyi beslemek üzere toplam 1100 MVA'lık kumlu güç elde edilmektedir. Trans formatör güçleri ve merkezler büyük tutulduğu için, burada kurulu güç 10.5 kV alternatifine göre daha fazla olmakta, ancak en büyük sorun olan yeni indirici merkezlere yer bulunarak yapılmasına aerek kalmamaktadır (Şekil 3)

İndirici merkez sayısının , az olması durumu gerekli 154 kVÎuk kablo miktarını da düşürmektedir. Ayrıca, 154 kVluk şebeke 10.5 kV alternatifine göre büyük oranda basitleşmekte, dolayısıyla işletmesi de kolaylaşmaktadır.

34.5 kVluk dağıtım planla malan sonucunda bu bölgenin beslenmesinde, 5 adet 154/34.5 kV merkezden 55 adet 34.5 kV fıder ortaya çıkmaktadır. Fider yapısında basit radyal sistem yapısı korunmaya çalışılmış, bir liderden en fa/la 2 branşman çıkılmıştır. Dolayısı

içinde bir çözüm getirilmeye çalışıl mıştır.

Üst yapının tamamen korunarak hiç bir ek merkeze gerek duyulmayan bu sistemde, en büyük sorım mevcut 10.5 kVluk fıderlerin ve bunlardan beslenen yaklaşık 650 dağıtım transformatörle rinin hedeflenen 2010 yılma kadar 34.5 kVluk liderler ve 34.5/0.4 kV trans formatörler ile değiştirilmesidir. Mevcut sistemden azami oranda yarar sağlamak için bunun zaman içinde bölünmesine çalışılmış, ve her sene 10.5 kVluk liderlerden bir bölüm dağıtım Irans

«IHI ITT

Yıl 1991 1993 1995 1997 2000 2005 2010

10.5 kV Yayılı Yük Toplamı

241 261 284 309 352 411 483

34.5 kV Yayıh Yük Toplamı

70 85 104 127 172 249 362

Toplam Yük (MVA) 311 346 388 436 524 660 845

Tablo 5. Pilot Bölge Yük Tahmini

formatörü 34.5 kVa kaydırılarak liderlerin ekonomik ömrü 2010 senesine kadar uzatılmaya çalışılmıştır. 2010 senesi itibari ile geçiş dönemi

tamamlanacağından, bundan sonra sistem işletmesi tamamen 34.5 kV'luk liderlerle yapılacaktır,

Mevcut 10.5/0.4 kV'luk bina veya köşk tipi transformatör merkezlerine klasik hücre düzeniyle (hücre boyutu I x 1 metre) 34.5 kV'luk donanımın (klasik hücre boyutu 2 \2 metre) yerleştirilmesi mümkün değildir. Dolayısı ile dağıtım transformatörü değişimlerinde boyutları düşürülmüş metal clad SIYı izoleli dona nımın kullanılması kaçınılmaz olacaktır.

Alternatiflerin Ekonomik Mukayesesi

34.5 kV ve 10.5 kV gelişim alternatiflerinin ekonomik mukayesesi, TEDAŞ'dan temin edilen birim fiyatlar kullanılarak ve 20IO'a kadar yıllık yatırım maliyetlerini bugünkü değerlere dönüştürerek yapılmıştır. Bu hesapla malarda kullanılan varsayımlar şunlardır:

SUBSTATIONS

:380/164 kV 0 .1M/10.6 kV — rib4 KV O/H Un** flt>4 kV U/G Cabta* Rtgion Con»Jü«ı»d

Şekil 2. Pilot Bölgede 10. S kV Gelişim Alternatifi

\2

«İMİ fi

Til

i) Gelecekte yapılacak yatırım ların maliyetinin bugünkü değere dönüştürülmesi yıllık % 10 iskonto oranı ile yapılmıştır.

Tidcr ]

34.5/10 5 kV I M

3 4 . S kV

ii) 1 ABD Doları, 15 Temmuz 1995 itibari ile 44000 TL. olarak alınmıştır.

üi) incelenen her iki alternatif için de, artan yük artışını karşılamak için 2010'a kadar devreye girecek yaklaşık 1000 adet 630 kVA'İik dağıtım transformatörlerinin her yıl eşit miktarda devreye alındığı varsayılmıştır.

iv) 34.5 kV alternatifinde, 10.5/0.4 kV'tan 34.5/0.4 kV'a dönüştürülecek dağıtım trans formatör merkezlerinde yer soru nunu çözmek amacıyla metal clad hücrelerin kullanıldığı kabul edilmiştir.

3 4 . S XV

Fıdcr I

Pider2 v

(a)

Anaht.uUmuı Mı rkczi r' v^ 1

3 4 . 5 kV

"(D)

Bu şartlar altında 34.5 kV

dağıtım al tema t i tindeki toplam

yatırım 6298 milyar TL. iken,

10.5 kV alternatifinde bu 8956

0 . 4 XV

milyar TL. olmaktadır, iki

alternatifte de yatırımlar başlan

gıçtaki yıllara yığılmakta ve

bugünkü değerler cinsinden 34.5 kV alternatifi 10.5 kVa göre yaklaşık 2650 milyar TL. daha

Şekil •/. (a) 34.5/10.5 ki'İndirici Merkezlerin (b) Anahtarlama Merkezine Dönüştürülmesi

ucuz olmaktadır. Hu fark toplam yatırım miktarı ile karşılaştırıldığında oldukça önemli ( % 40 ) bir meblağ oluşturmaktadır.

Bundan sonraki yük artışlarının yerleşik bölgelerde yıllık % 2 3 civarında olacağı, esas yük artışlarının ise, incelenen bölgede olduğu gibi,

teknolojisi ülkemizde mevcut olmadığı gözönüne alınırsa, bunun milli ekonomi yönünden ne kadar zararlı olabileceği açıktır.

4. SONUÇLAR

noktasal büyük yüklerden kaynakla nacağı söylenebilir. Büyük yüklerde

30 kVluk dağıtımın diğer bir

Yapılan çalışmalar 10.5 kV CXİ dağıtımın en yaygın altyapısının bulunduğu istanbul Beyoğlu işletme bölgesinde dahi, 34.5 kV'lıık dağıtım sisteminin çok daha ekonomik, güvenir liliği fazla, basit ve işletilebilir bir sistem olacağını göstermiştir. Esasında Türkiye'deki düşük yük artışı oranı olan bölgelerden birisi olmasına rağmen, bu değer bile dağıtımın mevcut en yüksek CX> seviyesinden yapılmasını ekonomik kılabilmektedir.

ise 30 kV dağıtımın en ekonomik olduğu bir gerçektir.

Büyük şehirlerimizde, 30 kVluk dağıtımın en önemli avantajlarından biri indirici merkezler için gerekli yer bulabilme sorununu en aza indir gemesidir. Mevcut açık şahların büyütülerek güçlerinin artırılması veya bunların az sayıda GIS merkezlerle değiştirilmesi 30 kVda yeterli olabilirken diğer bütün gelişim alternatiflerinde hem çok sayıda yeni

avantajı ise çalışmalarda dönüşüm için hedeflenen 2010 yılında yepyeni bir (Xj dağıtım sisteminin ortaya çıkmasıdır. Buna karşılık mevcut 10.5 kV'luk dağıtım sisteminin herhangi bir şekliyle tutulduğu gelişim alternatiflerinde, bunların 2010 yılına kadar ekonomik ömürlerini doldurmuş bulunacakların dan değiştirilmeleri gerekecektir. Bu ise mevcut sistemin kabloları ve merkezleri ile yeniden kurulması demektir ki mevcudun 30 kVa dönüştürülmesine yakm maliyette ve zorlukta olacağı

Türkiye, bugün için asgari ihtiyaç lardan doğan elektriksel enerji gereksi nimini karşılayacak altyapısını iyi veya kötü tamamlamış bulunmaktadır.

yer bulabilme sonum ortaya çıkmakta, hem de bulunabilen yerlerde GIS merkezlerin yapılmasını mecburi kılmaktadır. GIS merkezlerin yapım

hemen görülebilir. Önceki bölümde verilen ekonomik mukayeselerde 10.5 kV'luk sistemin yenileştinne masraftan dahil edilmemiştir.

3 9 7 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 1 3

o SUBSTATIONS :380/154 kV fl64/34.8 kV

—: 1 M kV O/H Unat :154 kV O/Û C«bUa Raoioa Conaidcrad

2 m«w

iV 3. Pilot BOlgede 34.5 kV Gelişim Alternatifi

KAYNAKLAR

10.5 ve 30 kV'luk dağıtım sistemleri işletme yönünden karşılaş tırıldığında, 30 kVluk sistemlerin az sayıdaki indirici merkez ve fider sayısı, fider yapısındaki basit radyal dağıtım düzeni, ve beraberinde getirdiği uzaktan kontrol kumanda olanakları ile 10. S kVluk dağıtım sistemlerine göre çok büyük üstünlükleri olduğu açıktır. Ekonomik mukayeselerde bunlarda değerlendirildiğinde 30 kVluk dağı tımın çok daha ekonomik olacağı söylenebilir.

1. A. I. Jones. B. E. Smilh, D. J. Ward, "Considerations For Higher Voltage Distritnıtion". IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 7, No.Z Nisan 1992, s. 782 788.

2. N. Özay.

N. Güven, •'Dağıtım

Otomasyonunda Arızanın Belirlenmesi,

Ayrılması ve Gerekli Salt Cihazları",

TÜBİTAK AEAGE, Rapor, 12.2.1992

3. N. Özay, N. Güven, A. Türeli, M. Demiroğlu. "Türkiye OG Dağıtım Sistemi için Gerilim Seviyesinin Belirlenmesi". TÜBİTAK

AEAGE, Rapor, Ocak 1993.

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 397

TffilBTTT

Tİff"