KISA DEVRE AÇMALARINDA KONTAKLARDAN GERİ DÖNEN GERİLİMLER

KISA DEVRE AÇMALARINDA KONTAKLARDAKİ GERİ DÖNEN GERİLİMLER

Nihat TATLAN

Y. Müh.

Kısa devrenin açılması esnasında zuhur eden geri donen gerilim büyük bir mâna ifade eder. Bu gerilim mefhumundan, şalter kontakları arasında kısa devre akımı sönerken zuhur eden gerilim anlaşılmalıdır. Bu, işletme frekansım havi bir geri dönen gerilimle, bir de frekansı ve sönümü; akım devresi ve şalterin elektrik! karakteristiklerine bağlı bir titreşim geriliminden müteşekkildir. Bu titreşim geriliminin frekansı binlerce Hertz'ın üstüne yükseldiğini biliyoruz. Yüksek titreşim frekansı açmayı zorlaştırdığı ve şalterin açma kapasitesini düşürdüğü malûmdur. Zaten yüksek gerilim takat şalterlerinin açma kapasitesinde ölçek geri dönen gerilimin büyüklüğü ve geçiş zamanıdır. Bundan dolayı işletmede büyük takat şalterlerinin seçilmesi ve kullanılabilmesi için, burada hüküm sürebilecek kısa devre akımlarının ve geri dönen gerilimin bilinmesi lâzımdır.

Alternatif şebekelerde bir kutuplu bir kısa devre esnasında üç fazdaki akımlar aynı anda kesilmediğini biliyoruz. Şalterlerin ilk kesilen fazındaki akım, sıfırdan geçiş değerine çok yakındır. Diğer iki geç açan kutuplarında ise dörtte bir Peryot gecikmelidir. Burada ilk açan ve son açan kutuplardaki geri dönen gerilimler farklıdırlar. Bu gerilimlerin ve kısa devre akımlarının hesaplanması için şebekenin direkt ve sıfır (toprak) empedanslannın bilinmesi gerekir.

Şimdi muhtelif arıza halleri için geri dönen gerilim değerlerini hesapüyalım.

Üç fazlı kısa devre :

Bir üç fazlı kısa devrede kısa devre akımının değeri yıldız noktasının topraklama şekline bağlı değildir. O halde bu üç fazlı kısa devre ayriyeten toprakla teması olsun veya olmasın :

Ey

kin z,

Burada E

E -------

faz gerilimi, renin direkt

Z,

devy

V3

empedansıdır. Şebekenin toplam

empedansının şalter

kutuplan arasında ölçülen değeri Z . Toprakla temaslı bir üç faztop

lı kısa devrede (Şekil l a)

Z Z/2

Z = Z + ----------------

ı Z + Z/2

JH Kutuplu Kı?a Devre. '

Burada Z yıldız noktasıyla toprak arasın-r daki empedanstır. Bununla sıfır empedans arasındaki bağıntı:

Z = 1/3 (Z0 — Zj)

Bundan faydalanarak: 1+2Z0/Z1 top Buradan ilk açan kutuptaki geri dönen gerilim hesaplanır:

U =Z .1

w

top k III

3V,

-.E l +2Z0/Zt

Görülüyor ki her iki sıfır ve direkt empedanslar eşit iseler (Z0 = Z,) geri dönen gerilim faz genmine eşit oluyor. Eğriden de görüldüğü gibi Z0/Z1 = 3 ise iki gerilim arasındaki omn 1,28 ve Z0I, = 0,5 ise bu oran 0,75 oluyor.

Toprakla temassız kısa devrede ise (Şekil l b) sıfır empedans ~ değer aldığından devrenin toplam empedansı:

E M. M. — 25 - 28

z =—z top 2 *

Buradan ilk açan kutuptaki geri dönen gerilim:

---- E

2y

olur. Yani faz geriliminin % 50 sidir. Bu gibi arızadaki geri dönen gerilime şebekenin yıldız noktasının izole edilmesiinn veya tam top-raklanmasının hiçbir tesiri olmadığı anlaşılmış oluyor.

İki kutuplu kısa devre :

Bulada neticeleri daha basitleştirmek için Reaktans değerlerini tercih edelim. Yukarıdaki hesap yolalrmdan faydalanarak (Şekil 2)

Toprakla temaslı Toprakla temassız l m yw

Xr

ŞEKİL : 2 — iki. kutuplu kısa devre

X = X + --------------

top ı

:

l + 2 X /X I

o ı k II

U = --------------- . --------- .K

w 2 + X /X I

o ı k nı

' Burada X0/X, = 3 ise iki gerilim arasındaki oran 1,25 oluyor.

Toprakla temassız bir iki fazlı kısa devrede ise bu gerilim (Şekil 2 b)

U w

V3E

olduğu görülüyor. Zira burada Xn

gunda X = 2 X dir.

ı

oldu-

-ti»

"^V ;

"K

S \ t^

••*«

(

s^

, *'.— .

Xt t< fcCKIL.3. I Kutuplu

?evre

Bir fazlı kısa devre :

Şekil 3 ten de görüldüğü gibi, bu halde geri dönen gerilim sıfır Reaktansın değerine tâbi değildir ve faz gerilimine eşittir.

I= X +X ir

2 + X /X " in oı

. Buradan

( ı

X

+X)I r ki

=E T

Şekil 3 teki eğriden aynı zamanda bir kutuplu ile üç kutuplu arasındaki münasebette çıkar. Meselâ sıfır reaktans direkt reaktansın üç misli ise bir kutuplu, üç kutuplu kısa devre akımının '% 60 değerindedir. Buna karşılık sıfır reaktans direkt reaktanstan küçük ise bir kutuplu kısa devre akımı üç kutupludan büyük olur.

Titreşim gerilimi frekansı:

Geri donen gerilimin ikinci bileşeni yukarıda bahsedildiği gibi titreşim gerilimidir. Bu gerilimin frekans ve amplidüdü arıza sekline ve şebeke yıldız noktasının topraklanma şekline tabidir. Şekil 4 deki C0 üere karşı kapasiteyi, C iletkenlerin karşılıklı kapasitesini g gösterdiğine göre bir üç fazlı toprakla temaslı kısa devrede ilk açan kutuptaki titreşim geriliminin frekansı (Şekil 4 a)

Toplam endüktans; L, in seri ye L^/2 ile L in paralel bağlanmasından :

•E. M. M. — 25 - 28

ü \L

T^

<00 o.9o

c^S •• -

..ryvs — f 0nA 1_ yv\A t-**— ı

1^

— •IMCI MI ı* h

< ti

•T— f

='.•• 03 1 3

«Uwre«ie 1iİre$\m <j«r'ılîım

L .L 3 L /L

1/2 r o ı

L =L top

L + L 1+2L /L o ı 1/2 r Toplam kapasite ise

toprak kapasitesi ile çift karşıt kapasitenin

paralel montajından :

C = C + 2C

top o

Bu değerlerden frekans :

f —-----------------------------

2n V c -L

Toprak temassız üç kutuplu kısa devrede ise (Şekil 4 b)

L' =------ L top 2 »

C' top 3 0

C + 2C e

ve bunların yardımıyla :

f = ----------- . ---------------

_______

2n

V c> •L>

Bu iki frekans oranı:

t

ı —— f

/ l H- 2 L /L

1+3C/C

/

oı

/ -------------------- . ----------. -------

V

3L/L

1+2C/C

O' l

E M M. — 25 - 26

Bu değerin sıfır sistem reaktansına göre değişimi Şekil 4 deki eğride verilmiştir. Eğer sıfır sistem reaktansı direkt sistem reaktansından büyük ise toprakla temaslı bir aradaki titreşim frekansı toprakla temassızda daha küçüktür. Küçük toprak reaktansında ise bunun tersi varittir. Pratikte fark pek büyük olmadığı ve ±15 % değerinde bir saha içinde kaldığı görülmüştür.

Genişletilmiş, yenileştirilmiş şebekelerde geri dönen gerilim değerlerini hesap metotlarıyla belirtmeğe imkân yoktur. Zaten işletmeyi inkıtaa uğratmamak gayesiyle kısa devre deneyleri ve ölçmelerde nadiren yapılır. Bu gibi hallerde modeller üzerinde Osilografik metodlardan faydalanılır.

YAZI ÜCRETLERİ

Yazının Cinsi

Mecmua Sayfası üjreti

a) İlmî telif makale

25 T. L.

b) İlmî tercüme makale

20 »

c) Plân, proje ve tesislerin tanıtılması

15 »

d) Fenni mevzuat ve neşriyatın tae)

nıtılması ve kintiği Mecmuamıza

Havadisler gönderilen

15 10

yazıların

orijinal

olması

ıcabetmektedir. Evvelce başka yerde

neşredilmiş yazılar, bu durumları belirtilmek

suretiyle mecmuamıza gönderildiği takdirde

yukarıda yazılı ücretlerin yansı ödenir. Aksi

halde ücret ödenmez.

Paris Elektrik Sergisi

Bu yü Fransız elektrik endüstrisi ile ilgili olarak Paris'te büyük bir sergi açılacaktır. Hem bilûmum elektrik malzemesi imalâtına ve hem de elektriğin muhtelif tatbikatına alt olarak Fransa'da en son varılmış olan terakkiyatı gösterecek olan ve ELECTRAMA adı verilmiş bulunan bu sergi, aynı zamanda Fransız Millî Endüstri ve Teknik Merkezinin kuşat resmini teşkil edecek ve 12 Haziran'dan 28 Haziran'a kadar sürecektir.

Serginin teşhir edileceği bina, Paris'teki Louvre Sarayını ve Zafer Abidesini Terrasse de Saint - Germain ile birleştiren geniş yol üzerinde kurulmuştur. Binanın projeleri Camelot, Zehrfuss ve Mailly isimli üç tanınmış Fransız mimarı tarafından yapılmıştır. Binanın, birbirinden 218 er metre mesafeli sadece üç ayak üzerine istinat eden 75 metre yükseklikte ve yüzölçümü 27.000 metre kare tu-

Zeki TURGAY

Y Müh.

tan bir kubbesi vardır. Beş katı ihtiva eden binanın katlan mecmuu 100000 metre kare olup faydalı saha 75.000 metre karedir. Eserin Gerçekleştirilmesi için lüzumlu etüt 5 sene sürmüş, 35.000 metre küp beton, 2.500 tonluk profil çeliği, 10.000 metre kare cama ihtiyaç olmuş ve borularının uzunluğu 400.000 metre tutan iskele kurulmuştur.

Fransa'da ilk defa açılmakta olan, Dünya üzerinde bir akis yapacağı ve meslektaşlarımız için de çok enteresan olacağı tahmin edilen bu sergi hakkında aşağıda kısaca bilgi vereceğiz.

Sergide teşhir edilecek konular iki büyük kısma bölünebilir:

I — Elektrik Malzemesi imalâtı:

Fransa'da elektrik sanayii sahasında çalışan teşetbüslerden 1.800 ünün mamulleri bu

Sergi binası

EMM

25-26