YÜKSEK GERİLİM HAVA HATLARTINDA TAKAT VE ENERJİ KAYIPLARI HESAPLANMASI VE KIYMETLENDİRİLMESİ

Yüksek Gerilim Hava Hatlarında Takat ve Enerii

Kayıpları Hesaplanması ve Kıymetlendirilmesi

Turgut ÖZAL E.I.E. İdaresi Y. Müh.

MEVZU

Enerji Nakil ve Dağıtım Sistemlerinin

Ekonomik Planlanmasında Hava Hatları ka

yıplarının hesaplanması ve değerlendirilmesi

oldukga önemli bir faktördür.

Sistemi plânlıyan, teknik etütlerini ta

mamladıktan sonra elde ettiği muhtelif halleri

ekonomik olarak mukayese ederek en uygu

nunu seçebilir.

Bu mukayeseler muayyen bir zaman süre

sinde;

a) Tesis maliyetleri,

b) İşletme masrafları

c) Kayıplar

üzerinde yapılarak neticelendirilir.

Bu makalede sadece hava hatları kayıp

larının hesap ve değerlendirilmesi izah edil

miştir.

Puant Takat Kayıplarının Hesaplanması :

3 fazlı bir enerji nakil sisteminde

U = Faz arası voltajı

(kV)

N — Nakledilen maximum takat (kW)

Cos0 = Takat faktörü

R s= B'r faz nakilinin direnci ohm/Km ise

N2.R

dN = •

. 103 kW/Km. dir . . . d )

U2. COS20

dN takat kaybı bu suretle ( K . N 2 ) seklin

de ifads edilebilir.

Hava hatlarında senelere göre puant ta

katlar umumiyetle değiştiğine göre muayyen

bir süre içinde kayıpların hesaplanması ve de

ğerler dirilmemi müşkülât arzcdecektir. Diğer

taraftan kayıpların senelere göre değişken ol

ması mukayesesinin senelik masraflar meto

duna göre yapılmasını zorlaştırır. Bu etütle

şan homojen reaktör. Bu reaktörün buhar

devridaimi şekil : 1 dekine benzer. Erimiş ya

kıtın kimyevî olarak hazırlanması katısmm

kinden çok daha basittir ve ayrıca bu, reaktör

termik olarak stabüdir ve binnetice diğerlerin

den daha emindir. Biricik tehlike boylerdeki

korozyon ihtimali ve yakıt mahlülünün yüksek

radyoaktifitesidir.

E. RUPRECHT

halihazır kıymet (ilk tesise irca) metodu kul lanılmıştır.

Bu metodun esas prensipleri aşalıdaki formüllerle izah edilebilir:

(p) mukayesede baz olarak kullanılan faiz yüzdesi, ve itibarî olarak tesislerin ku rulduğu bir başlangıç senesi alındığı takdir de:

1 — Bu başlangıç senesinden (n) sene sonra yapılmış (A) miktarında bir yatırımın, veya masrafın ilk seneye irca edilmiş kıymeti:

kı=(

.(2)

2 — Başlangıç senesinden itibaren her sene a miktarında yapılan ve (n) sene de vam eden yatırım veya masrafların ilk seneye irca edilmiş kıymeti :

= a.d

d=r

....(3)

P.(l+p)n

Hattın geçen puant takat hattın ömrü

boyunca sabit olduğu takdirde bütün takat

kayıplarının, ilk seneye irca edilmiş kıymeti

dN.d = K.N2. d olacaktır

(4)

Hava hatlarında ömür umumiyetle 40 se

ne kabul edildiğine göre :

% 5 faiz için d = 17,159 %1 " " d = 13,332 dır;

Nı(t)=Ni(l+«ı)t

n<t <n+m)... (5)

Ni (t) =Ni (l+ai)t

n inci seneden itibaren sırasile n+m inci

seneye kadar olan kayıplar başlangıca irca e

dilir:

Ve

Hava hatlarından geçen takatlar değişken

olduğu takdirde bunlar aynı kıymette kayıbı

meydana getirecek ve hattın ömrü boyunca

sabit olarak devam edecek eşdeğer bir (Nef)

takata irca edilebilirler. Bunun genel olarak

çıkarılışı aşağıdaki gibidir.

Şekil (1) de gösterilen hattın uç nokta

sından N,, N2,

Ni gibi takatlar çekil

sin bu takatlar senelere göre artar veya aza

lırlar. Bunların senelik artış yeya azalış yüz

deleri a\, ao,

a\ olsun.

Şekil (2) de gösterildiği gibi takat ka

yıplarının başlangıçtan (n) sene sonra (m)

senelik bir süre için hesaplanması istenirse:

Nj, No

Ni (n sene sonra çekilen

takatlar olduğuna göre) bu seneden sonra çe

kilen takatlar :

[1+

+ ...

— i)

(1+c

=Bxy

1n ve 2 No.lu formülden (—• •)l=;kı denirse

Nirca=K.kı

(Nx. Ny).Bxy olur. (6)

— bxy denirse

m m l bxy — 1 Bxy=(l+bxy+ + bxy )= bxy — 1 dir (7)

4 No. lu formülden faydalanılarak.

— TopIam|iı(Nx Ny)Bxy

(8)

Bxy=f(bxy) muhtelif sene fasılaları .*çin 3 No.lu şekilde verilmiştir.

Hattın ucundan, tek takat çekilirse 8 No. k^Ns lu formül NeP= . Bxy olur. kx, P faiz d (1 + P)

yüzdesi ve senelere tebi olarak 1 No.lu tabloda verilmiştir.

TABLO (1)

P = % 5 0,8638 0,7835 0,6768 0,6130 0,4810 0,3769 0,2953 0,2314 0,3420 P = ^ 7 0,8163 0,7130 0,5820 0,5083 0,3624 0,2584 0,1842 0,1314 0,0668

Puant Takat Kayıplarvıvın Pratik Olarak Hesaplanması ;

Yukarda genel olarak çıkarılmış fcirm'ül lerle (Nef) takati hesaplanabilirce de, pratik olarak §u şekilde hareket etmek daha uygun olur.

Hattan, geçen puant takatlar senelere gö re çizilir. (Çekil 4) elde edilen grariKte va ziyete göre 5 er veya 10 ar senelik fasılalar alınır.

Her bir kısım için a artış veya azalış yüzdeleri ve sırasile bxy ve Bxy tayin ve

/

^ ^ 1/

.(9)

V

Formülü ile her parça için (Nef) takat

lan hesap edilir. Toplam ömür için

Nef = V Nef 12+Nef22+Nef33 + . . . . (10)

formülü ile elde edilir. Yukardaki hesapta her bir parça için

Cos <t> yi sabit farzedersek

8760 A = K j / N 2 . d t (kWh)

0 N. dt = dS dersek

— dS = 2 K ı Ng.S ; S=Nmax.T

Ng şeklin ağırlık merkezinin eksene me safesidL*.

A = 2KıNg.Nmax.T, 2Ng = k.Nmax dersek

(Cos 0) nin değişmediği farzedilmişti. Cos 0 değiştiği takdirde Nef aktif takatlan yerine effektif zahiri takatlar kullanılır.

E7icrji Kayıplarının Hesaplanması Bundan evvelki kısımda maximum yükte takat kayıplarının ne şekilde hesaplanacağı gösterilmişti. Bütün bir sene. içinde oİ3n e nerji kayıplarının, hesabı ise aşağıdaki gibi yapılır.

cM! b

sr\

T

li

i l II I1

FJnV T

Buhar devri daimi •

Tazyikli su devridaimi

Sekil S Tazyikli su rtakiörlü buhar santralı

a Reo*/o'r i Tazyik tamponu C Pompalar d Boyler

• Buhar toplayla f Türbin g Kondansatör h Gemi pervanesi

Şekil 5 de hattan geçen takatların sene

lik terfplenmig yük grafiği verilmiştir.

Takat kaybı :

N2. R

—3

dN=

r—.10 kW/Km. şeklinde veril

ip. Cos 0

dlğ'nc gere ]Toplaın|dN.dt:

N 2 . R —3 .10.dt= A

U . Cos2*

A = : ( k . T ) (K± Nmax2)= Tx. dNmax

2Ng

TI—

'.T

(11)

Nmax

Tx kayıpların maximum kayba göre ça lışma saatidir. Formülden de anlaşılacağı üze re Ta,T çalışma sati ile tertiplenmiş yük eğ risinin şekline tabidir. Cos* sabit olmadığı takdirde ona da tabi olacaktır. Fakat Tt üze rinde en çok tesir eden unsur T çalışma saa tidir. Muhtelif yük eğrileri için hesap edilmiş ortalama değerleri 6 No.lu şekilde verilmiştir. Yük eğrisinin şekline tabi olarak bu eğri ha kikatte bir bant şeklindedir. Aynı şekil üze rinde noktalı olarak İngiltere enterkonnekte

T2 sistemi için tecrübi olarak T x = 0.2T+0.8 •

f o r m ü l ü ile v e r i l e n

çizilmiştir.

Enerji ve Takat Kayıplannın Değerlen dirilmesi.

Enerji sistemlerinde gerek satış gerekse maliyetler takat ve enerji bedeli olmak üzere iki terimli olarak hesaplanmaktadır. Kayıp ların değerlendirilmesi de bu şekilde yapıla caktır. Yalnız kayıplar satış bedeli yerine ma liyet bedeli üzerinden değerlend'ırilmelidir. Ka yıpların değerlendirilmesinde enerji sistemi nin teşekkül tarzı da önemlidir.

1 — İzole Termik Santral Hali :

Bu halde umumiyetle yedek nisbeti bü yük olduğundan sadece enerji kayıpları ener ji bedeli üzerinden değerlendirilmelidir. Ta

kat kayıplarının değerlendirilmesi izole siste min büyük bir Enterkonnekte sisteme bağlan ması anına kadar geciktirilir.

2 — İzole Hidrolik Santral Hali :

Takat ve enerji kayıpları suyun müsait olduğu zamana kadar değerlendirilmez. De ğerlendirilme sistemin Eûterkonnekte bir şe bekeye bağlanması anma veya bir termik san tralla takviyesi anına kadar geciktirilir'.'

3 — Büyük Enterkonnekte Sistem Hali :

Bugün büyük şebekeler hem hidrolik hem de termik santrallan ihtiva etmektedir. Bu halde kayıplar s'stemde mevcut modern bir termik santralın enerji ve akat terimli ma liyet bedeli üzerinden değerlendirilmelidir. Bütün bunlardan conra genel olarak

a.ı Maliyetin sene başına kW bedeli LT/kW

a2 Maliyetin enerji bedeli

TL/kWh

olduğunu kabul edersek

Nef 2 A=(.

. R . a . c . d . . . . (12)

yazılabilir. Burada :

A = Km. hat başına irca edilmiş kıyıp TL/Km.

Nef : Efektif takat (kW) TI : Kayıpların çalışma saati (Saat) R : Hattın bir fazının direnci ohm/Km. a : Tablo (2) de verilen Cos <t> e tabi bir faktör

c : Tablo (3) verilen voltaja tabi bir faktör d : İrca katsayısı (%5 faiz için 17,159)

(%7 " " 13,332)

Tablo (4) 33 kV.

Ke^it No.

2/0 3/0 4/0 266,800

Al Kesit mm2

67,43 85,03 107,2 135,2

18.100 lEvlOO 20,800 23,500

0,455 0 360 0.286 0,229

Tablo (2)

Tablo (3)

Cos0

a

U

c

0,70

1,3

0,80

0,85

0.S86

0,90

0,79

0,95

0,71

1,0

0,64

6 43,41

10 15,63

6,94

1,44

GG

3 59X10 1

12DX10 1

G 53X10 =

3,23X10

Yukarıdaki formülde puant takata göre T çalışma saatinin senelere göre değ'ştiği ve ya az değişmesi sebebiyle T! hattın ömia bo yunca tek değar olarak alınmıştır. Umumiyet le problemlerin büyük b:x k^smı bu şekilde dir. T çalışma saatinin muayyen sene fasıla larında farklı olduğu kabul edildiği t .kdlrdc hesap her fasıla için ayrı ayrı yapılmalıdır.

a, ve a2 değerleri için bir fikir vermek üzere bunları Kuzsy Batı Anadolu sistemi için at = 80 r— 1C0 TL/kW/sene a2 = 0,017 —0,02 TL/kWh alm bileceğini söyliyebiliriz.

Bununla beraber bu rakamlar üzerinde Etibank'ın daha iyi malûmat vereceği tabiidir.

Misâl : A şehrine 40 Km. mesafeden enerji nak ledilecektir. Yapılan etütlerde hattın semlere göre çekeceği takatlar (Şekil 7 ) de görüldü ğü gibi tahmin edilmiştir. Enerjinin ilk yak laş klıkla 33 veya 66 kV.luk tek devreli Al St iletkenli bir hava hattı ile nakledileceği kabul edilebilir. Muhtelif kesitlerde 33 ve 66 kV'lıık Al St hava hatlarının tesis bedelleri Tablo 4 ve Tab lo 5 de verilmiştir.

Kesit No.

ı/o

2/0 3/0 4/0

Tablo (5) 66 kV.

Al

Ke3İt mm2

53,48 67,43 85,03 107,2

20.400 21.000 21,900 23,600

0 573 0,455 0,300 0,286

Kayıplar a.t ~ 90 TL/kW ve «4 = 0.018 TL/kWh fiyatlarına göre değerlendirilecektir.

Çalışma saati T = 4000 saat Faiz yüzdesi P = % 7 Takat fatkörii Coa* = 0,8 kabul edilmiştir. Beşer senelik ara ile senelik artışlar : 1960 — 1965 n = 5 ( l + « ) =1,120 1965 — 1970 n = 5 ( l + « ) =1,067 1970 — 1975 n = 5 (1+a) =1,000 1975 — 2000 n = 25 ( l + « ) = 1,000 bxy = 1,173 B x y = 6,60 bxy = 1,065 B x y = 5,35 bxy = 0,935 B x y = 4,10 bxy = 0,935 Bxy = 11,60

Kx değerleri Tablo 1 den alınarak her bir parça için :

d(l+p) = 1,27.108

1.7,10 = (1600)2.r

13,332X1,07

0,713.5,70

Nef=2=(2600)2. —.

=1,94.106

0,6139.4,4

Nef23=(3600)2. —.

= 2,50.106

0,4810.12,4

NeF4=(2500)2. ^

= 2,61.106

vo buradan

Nef = 2885 kW.

Km. başında kayıplar

Nef 2

A= 1000

ı a2) .R.a.c.d.

formülden bulunur.

Tx 6 No.lu şekilden 2450 saat 2885 2

A33=(

XR. IX 1,44X13,332 TL/Kıa.

2885 2

Aoa=(

.R.1X3,59X1O 1X13,332

A;iJ = 21,420 R TL/Kın. AJİG= 5340 R TL/Km.

Tablo (6) da 33 ve 66 kV. muhtelif kesit lerin mukayeseli fiatları görülmektedir.

67,43 85 03 107,20 135,20

66 kV.

Tablo (6)

Kayıp

9746 7711 6126 4905

Kayıpla Beraber Maliyet TL/Km.

27846 26811 26926 28405

53,48 67,43 85,03 107,20

33 kV.

Kayıp Kayıpla Beraber

Maliyet

3060 2430 1922 1527

43460 23430 23822 25127

Tablo 6 dan anlaşılacağı üzere 33 kV. da en uygun kesit 85.03 ile 107,20 mm2 arasında dır. 66 kV. ke 53,48 ile 67,43 mm2 arasında dır. 40 Km. hat için 66 kV. lebine hava hatla

rında kayıplarla beraber takriben 140.000 TL. fark mevcuttur. Bu fark postaların mukaye sesinde nazarı itibara alınmalıdır.

İS