YERALTI SANTRALLARINDA TRAFO YERİNİN TAYİNİ

UDK: 621.311.4

Yeraltı SanlrallariDda Trafo Yerinin Tayini

Yeraltı santrallarınm kurulması başlıca iki sebebe istinat eder.

1 — Santral kurulacak mahallin şartlarına bağlı olarak ekonomi sağlanması,

2 — Bombardıman tehlikelerine karşı emni yet,

Zamanımızda harp gereçlerinin tekâmülü ile bombardımanların olağanUstü tahrip derecesi gözönüne alınırsa, 2 nci maksat tamamen mülâhaza dışıkalır ve santralın yeraltı olup olmaması keyfiyeti sadece sağlanacak,ekonomiye dayanır.

Bir santralın yeraltı olmasını zaruri kılacak ekonomik unsurlar pek muhteliftir. Meselâ; santral kurulacak yer temel bakımından çürük olabilir veya yakınında bir kaya kayması tehlikesine maruzdur. Veyahutta santral kurmaya müsait bir saha yoktur. Nihayet bunlardan daha önemli olarak pahalı bir basınç tüneli veya cebri boru yerine, daha az bir masrafla inşa edilebilen tahliye ve servis tünelleri imkânı yeraltı santrallarınm tercih sebebidir.

Basınçlı tünel veya cebri boruyu kısaltmakla sağlanacak döviz tasarrufu ile tünel açma operasyonu için açılacak iş sahası bakımından bilhassa memleketimiz için bu husus daha da önemlidir.

Nitekim; aynı sebebe istinaden 5 yıllık plâna dahil olan Kovada n ve Kadıncık hidroelektrik santrallarınm E. İ. E. İdaresi tarafından yapılan ön projeleri yeraltı santralı tarzındadır.

Yazının gayesi, işin ikinci merhalesini teşkil eden ve yeraltı olması kararlaştırılan bir santralda yükseltici trafoların, gene toprak altında santral içerisinemı, yoksa dışarıya mı konacağını tesbit etmektir.

Pek tabii ki. bu seçim, ekonomik durum tesbit edilerek yapılacaktır.

Trafoların içeride olması halinde santral enerjisi, tek fazlı ve basınçlı yağlı (veya gazlı) kablolarla nakledilmekte, kablolar servis şaftının cidarına monte edilmektedir.

Trafoların dışarıda olması halinde ise enerji, generatör gerilimi ile ve muhafazalı baralarla nakledilmektedir. Bara malzemesi olarak hafifliği sebebiyle münhasıran alüminyum kullanılmaktadır. Baralar ebat itibariyle kablolara nazaran fazla yer kapladıklarından bunlar için servis

Halil EKER

Müh. E.l.E.

şaftı içinde ayrı bir hafriyat gerekmekte ve dolayısıyle şaftın genişliği artmaktadır .

Şimdi her iki durumda gerekli masrafları sıralıyarak mukayeseye geçeceğiz.

A — Trafoların İçeride Olması Hali :

1 — Trafo Hücreler! Hafriyat ve İnşaat Bedeli :

Hafriyatın hacmi ve dolayısıyle tahmil edeceği masraf, trafo sayısı ve ebadına bağlıdır. Gücü tayin edilen bir santralda trafo sayısı ve ebatları bilindiğinden, hafriyat bedeli belirlidir. Bu bedel Cj olsıın. Bu bedelin yükleyeceği yıllık külfet . (Amortisman % 2 alınarak) 0,02 x Cj olur.

Kablonun nominal gerilimi, trafo üst gerilimine uygundur. Taşıyacağı takata göre, sayısı, kesiti ve dolayısıyle birim fiatı bellidir. Kabloların uzunluğu L ve ömrü de 25 sene alınarak yıllık külfeti : 0,04 x C., x L olur.

Burada C2 katsayısı, kablo sayısı ile birim fiatının çarpımını ifade etmektedir.

3 — Kablo Başlıkları Bedeli :

Kablo sayısı belli olduğundan bunun 2 katı kadar kablo başlığı lâzımdır. Kablo başlıkları içinde 25 sene ömür (% 4 amortsiman) alınarak yıllık külfeti : 0,04 x C3 bulunur

Kablo başlığı sayısı ile birim hatmin çarpımıdır

4 — Kablodaki Takat ve Enerji Kaybı Bedeli :

Kablo devrelerine ait birim takat kaybı W

(ki sWe ,\ - 1 birim enerji kaybı W.t.

dır.

Takat bedeli olarak Bj (TL/kW)

ve enerji bedeli olarak da B.

(TL/kWh) alınırsa, L (m) mesafe

için hasıl olacak yıllık külfet . W (Bj + B,,, t)

L olur.

Burada da ifadeyi basitleştirmek için W (Ba + B2 1) = C, dersek, takat ve enerji kayıplarının yıllık bedeli C4 x L. olur.

Trafoların içeride tesis edilmesi halinde yukarıda sayılan masraflardan başka, kablonun cinsine göre (gazlı veya yağlı) santral içine tesisi gereken kompresör veya yağ pompa istasyonunun teçhizat ve hafriyat bedelini de zikretmek lâzımdır. Burada hafriyat bedeli trafo hücreleri hafriyatı, teçhilo

zat bedeli de kablo birim fıatı içinde mülâhaza edilmiştir.

B — Trafoların Dışarıda Olması Hali :

1 — Muhafazalı Saraların Bedeli :

Baralar, generatör gerilimine uygun olarak ebatlandırılmış ve bir devreyi teşkil eden 3 iletken aynı muhafaza içme alınmıştır.

Tesbit izolatörleri de dahil olmak üzere metre başına birim fiatı C \, uzunluğu L (metre) ve müddeti ömrü de 25 sene alınarak yıllık külfet tutarı: 0,04 x C \ x L. olarak bulunur.

2 — Baralar İçin Kanal Hafriyatı Bedeli :

Beher metre için hafriyat bedeli C1,, mesafe L (metre) ve ömür 50 sene olarak yıllık külfet: 0,02 x C1 2 x L olarak bulunur.

3 — Baralardaki Takat ve Enerji Kaybı Bedeli :

Aynen kablo halindeki mülâhazalara dayanarak ve birim takat kaybı W olduğuna göre : Yıllık masraflar;

W1 (B, + B2 t) L dir W1 (Bj + B, t) = C13 dersek ifade, C13. L. şeklini alır.

C — Mukayese ve Seçim :

Trafolar içende iken masraflar toplamı,

0,02 C, + 0,04 C2 L + 0,04 C3 + C, L 0,02 C, + 0,04 C3 + L (0,04 C, + C,) (1) dır.

Burada L = O için masraflar • 0,02 C, + 0,04 C3 tür

Trafoların dışarıda olması halinde masraflar toplamı .

L (0,04 C1, + 0,02 C1,+ 0*3 (2)

Burada L = O için masraflarda sıfırdır.

Şu halde l ve 2 No. lu denklemlere ait doğruların bir koordinat sistemine göre başlangıç noktaları bellidir. Şayet eğimlerim bilirsek bunları koordinat sisteminde gösterebiliriz.

0,04 C, + C, (1) denklemi doğrusunun eğimi:

(2) denklemi

»

»:

0,04 C1 ı + 0,02 C1 2 + C!3 dir.

Birinci denklemdeki C., kablodaki kayıpları, 2 nci denklemdeki C^ ise haradaki kayıpları ifade etmektedir ve dolayısıyle C13, C4 ten (akımların karesi nisbetinde) çok daha büyüktür.

EM.M. 80

Keza bara fiatı ve bara hafriyatını ifade eden C', -f C'j katsayılar toplamı, kablo fiatını karakterize eden C= katsayısından aynı oranda küçük olamaz.

Şu halde paydaları eşit (L) olan bu iki denklemden, payı daha küçük olan l denklemine ait doğrunun eğimi diğerinden küçüktür ve iki doğrusunun kordinat sistemindeki durumları yaklaşık olarak aşağıdaki gibidir :

Yıllık KüKttltr (n l

Buradan görülüyor ki trafoların muayyen bir N mesafesine kadar dışarıda, N mesafesinin üstünde ise içeride tesis edilmesi gerekiyor.

N

D. Sayısal misal :

Şimdi gücü belli bir santral üzerinde bu N mesafesinin mertebesini memleketimizdeki rayiçlere

göre tayın etmeye çalışalım.

Santral Gücü Generatör Gerilimi Trafolar

3 x 30 MVA 10,5 Kv. Monofaze 4x30

MVA

Trafo Gerilimi Çalışma süresi

(Birisi yedek) 10,5/154 Kv. % 30 yük faktörü ile

2600 saat

Trafoların içeride Olması Halinde Yıllık Masrafları :

l — Hafriyat ve İnşaat Bedeli:

Trafo hücreleri hacmi

Yağ pompası odası » :

Birim hafriyat bedeli

> inşaat »

:

4(4x5x8) =640 m3 4x5x5 = 100 m3 100 TL/m3 112 TL/m3

Hafriyat ve înşaat bedeli:

C, = 740 x 100 + 740 x 112 = 157.000 TL. Yıllık külfet: 0,02 x 157.000 = 3140 TL.

Birisi yedek olmak üzere 4 adet tek fazlı yağlı kablo kullanılacaktır.

Kablo birim fiatı: 500 TL/m. C,= 4 x 500 = 2000 TL.

Yıllık külfet: 0,04 x Opc L = 80 x L TL.

3 — Kablo Başlıkları Bedeli:

Birim Fiatı : 10.000 TL.

C3 = 8 x 10.000 = 80.000 TL. Yıllk Külfet: 0,04 x C3 = 3200 TL.

4 — Kablodaki Kayıpların Bod«li:

Basınçlı yağlı kablo, Kayıp : W = 62 W/m. Yıllık takat bedeli; Bj = 90 TL/kW. ve enerji bedeli B2 = 6 Krş/kWh. alınarak :

TL/m.

62 -(90+0,06+2600) = 15

Yıllık külfet: C*4L = 15 X L TL. Yıllık külfetlerin toplamı ise:

3140 + 3200 + (80 + 15) L 6340 + 95 x L (1) olur.

Trafoların dışarıda olması halinde yıllık masraflar":

l — Saraların Bedeli:

Herbir devre için 3 x 1716 mm2 kesitli, Al bara kullanılacaktır. Devre sayısı 3'tür. Saraların komple fiatı: 17,5 TL/kg alınmıştır.

Birim ağırlığı: 4,6 Kg/m.

Birim fiatı: C\ = 9 x 4,6 x 17,5 = 725 TL/m.

Yıllık külfet: 0,04 x C'j x L = 0,04 x 725 x L = 29 X L TL-

2 — Baralar için Hafriyat ve inşaat Bedeli :

Birim hafriyat ve inşaat bedeli 0^=200 TL/m.

Yıllık külfet : 0,02 x C*a X L = 4 x L TL. dır.

3 — Saraların Kayıp Bedeli :

Bara devreleri birim kayıp toplamı : W1 = 370 W/m. Yıllık takat bedeli B, = 90 TL/kW. ve Enerji bedeli B., = 6 Krş/kWh. alınarak:

=W (B, +B2t) C1,, = 370 (90 + 0,06 x 2600) = 91 TL/m 1000

Yıllık külfet Cx3x L = 91 x L TL. olur. Yıllık külfetlerin toplamı ise

29 x L + 4 x L + 91 x L = 124 x L (2)

Mukayese:

Yukarıda bulduğumuz (1) ve (2) No. lu ifadeleri birbirine eşit yapalım :

6340 + 95 x L = 124 x L

L = 6340 124 — 95

= 220 m.

Bu misale göre; 220 m. mesafede her iki durumun yıllık külfetleri birbirine eşittir. 220 m. den fazla mesafeler için trafoların içeriye, 220 m. den küçük mesafeler için de, dışarıya konması ekonomiktir.

Yeraltı santrallerini tekamül ettirmiş yabancı memleketlerin teknik müellifleri, 200 — 250 m. den yukarı mesafeler için trafoların içeriye konmasını tavsiye etmektedirler.

DÜZELTME :

Geçen sayımızda yayınlanan «Devre Analizinde Başlangıç Şartları ve Nihai Değerlerin Önemi» isimli yazı aşağıdaki dizgi yanlışlarıyla çıkmıştır. Düzeltilir, özür dileriz.

a) 3. sayfanın 1. sütununda 13. satır (empuls olarak verilmemiş ise) olacaktır.

b) 7. sayfanın 2. sütununda birinci eşitlik:

= I. R2 =

R, E dlr) olacaktır.

c) 8. sayfanın 1.

sütununda 17. satırdaki eşitlik:

<V2 (0+)/Ra =E. olacaktır.

amper)

+ R2)