GÜÇ SİSTEMLERİ ANALİZİ

Faz-faz ve faz-nötr gerilimleri yalnızca ev ve iş yerlerinde kullanıma uygun gerilimi olan alçak gerilim şebekeleri için dikkate alınır. Bu şebekelerde faz-faz gerilim 380V; faz-nötr gerilim ise 220V düzeyindedir.

Elektrik şebekelerinde farklı gerilim hatlarının kullanılması enerji dağıtımında ve iletiminde yaşanacak kaybı minimize etmeyi amaçlamaktadır. Bir enerji hattında voltaj değeri yükseltildikçe katlanılan kayıp miktarı artmaktadır. Buna karşın çok yüksek gerilimleri aşırı ısınmadan taşıyabilecek enerji hatlarının çok kalın gerilim telleri ile sağlanması gerekmektedir. Bu nedenle dağıtılacak enerjinin miktarına ve hat uzunluğuna göre optimal seçim yapılarak hangi gerilim düzeyinin kullanılacağına karar verilmektedir.

Yeraltı kablolamalarda kabloların aşırı ısınması, onarım güçlükleri, yalıtkan malzeme kayıpları, yüksek kablo maliyetleri ve yüksek yeraltı döşeme masrafları bilinen zorluklardır. Ancak yeraltı kablolamaların en önemli avantajlarından biri, hava koşullarından etkilenmemeleridir. Bu kablolamalar fırtınalardan etkilenmediği gibi hava taşıtları ya da yüksekliği fazla kara taşıtları için de bir tehlike oluşturmazlar.

Ring şebekelerde besleme çok transformatör ile yapılır. Bu nedenle çok miktarda iletken kullanılması gerekir fakat yalnızca arız bölgesinde olanlar enerjisiz kalır. Bu tür şebekeler en çok orta gerilim taşıyan hatlar için tercih edilir. Bu nedenlerle doğru yanıt B seçeneğidir.

Demir direklerin en önemli özellikleri sağlam ve uzun ömürlü olmalarıdır. Ancak bu direkler pahalı oldukları gibi betonarme direkler kadar olmasa da ağırdırlar. Bu nedenle doğru yanıt B seçeneğidir.

Ağaç direkler yıldırım düşmesi sonucu yanabilir, yüksek gerilimlerde kullanılmaz, tepe kuvvetleri düşüktür, ömürleri kısadır ve sarkma yapabilirler. Ancak bu direklerin en önemli avantajlarından biri ucuz olmalarıdır. Bu nedenle doğru yanıt D seçeneğidir.

Y kablolar hem sabit tesislerde hem de ağır işletme koşullarında kullanıma uygundur. Diğer seçenekler arasında ağır işletme koşullarına uygun olan yalnızca B kablolar bulunmakla birlikte bu kablo türleri hareketli tesisler için uygundur.

Soruda verilen tanıma uyan kablo türü alvinal-z türü olup yerel enerji taşımasında, kablo kanallarında, mekanik zorlamaların fazla olduğu yerlerde ve hatta nehir ve deniz içi ortamlarında kullanılmaya uygundur.

Porselen izolatörler ısı değişimlerine karşı oldukça dirençli ve kolay kirlenmeyen izolatörlerdir. Elektrik şebekelerinde çoğunlukla porselen izolatörler tercih edilir. A, B, D ve E seçeneklerinde verilen özellikler ise cam izolatörlere ilişkindir.

Enerji sistemlerindeki gerilim sınıfları aşağıdaki şekilde dört grup altında toplanır;
1. Alçak-gerilim şebekesi (AG): (0-1) kV arası gerilimler
2. Orta-gerilim şebekesi (OG): (1-35) kV arası gerilimler,
3. Yüksek-gerilim Sınıfı (YG): (35-154) kV arası gerilimler
4. Çok-yüksek-gerilim şebekesi (ÇYG): 154 kV'tan daha büyük gerilimler

Doğru cevap D' dir.

Yapılarına göre şebeke çeşitleri üç ana grupta toplanır. Bunlar;
1. Kapalı (ring ve gözlü) şebeke: Bu şebekeler kapalı olarak tasarlanır ve oluşturulur. Ring şebeke ve gözlü şebeke olmak üzere iki kısımda incelenir.
a. Ring (Halka) şebeke: Birbirine paralel olarak bağlanan birden fazla besleme transformatörünün kullanıldığı kapalı şebeke tipine ring şebeke adı verilir. Ring şebekelere halka, bukle ...vb. isimler de verilmektedir. Ring şebeke tipinde besleme birden fazla transformatör ile yapıldığı için şebekenin herhangi bir noktasında oluşabilecek bir arıza durumunda şebekenin tamamı etkilenmez. Arızalı bölge haricindeki abonelerin enerji ihtiyacı kesintisiz olarak sağlanabilir. Sadece arızalı bölgenin aboneleri enerjisiz kalır. Ring şebekelerde, kapalı tip ve birden fazla besleme transformatörü kullanıldığından şebekenin iletken kesiti her yerde aynı olur; bundan dolayı daha fazla iletken kullanılır ve maliyet artar. Bu şebekelerde işletme sürekliliği ve güvencesi de üst seviyededir. OG şebekelerinin birçoğu ring şebeke türünde düzenlenir. Ayrıca köy, kasaba dağıtım şebekelerinde, endüstri işletmeleri ile benzeri işletmelerde, fabrika, motel, park, kamplar vb. yerlerin iç aydınlatmalarında ring şebeke kullanılır.

b. Ağ (Gözlü) şebeke: Beslemenin bir veya birden fazla yerden yapıldığı ve alıcıları gözlere ayırarak bir ağ şeklinde besleyen şebekelere ağ şebeke adı verilir. Şebekenin herhangi bir noktasında arıza olması durumunda sadece arızalı hatta bağlı aboneler enerjisiz kalır, diğerleri bu durumdan etkilenmezler. Arızalı hat koruma elemanlarıyla devreden çıkarılarak diğer aboneleri etkilemeden sorun giderilebilir. Bu şebekelerde iletim baraları en az iki koldan enerji almaktadır. Bu nedenle besleme sürekli şekilde yapılabilmektedir. Düğüm noktalarından beslenen baralar ve bu baralardan enerji alan abonelerde enerjinin kesilmesi çok düşük bir ihtimal dahilindedir. Düğüm noktalarından ayrıldıkça kısa-devre akımı küçülür. Bu şebekelerin kuruluşu ve bakımı zordur fakat bu sistemde gerilim düşümü oldukça küçük değerlerde olduğundan gerilim açısından verimlidir. Şebekenin gözlere kesitleri aynı olmalıdır. Eğer bu durum sağlanamıyorsa kesitler birbirine yakın olmalıdır. Kesitler aynı ise bu durum hesaplamalarda kolaylık sağlar. İşlemlerde dirençler yerine uzunluklar alınabilir. Ağ şebekelerde bütün besleme noktalarının şebekede akım dağılımı yapıldıktan sonra gerilim düşümünün maksimum olduğu noktalar belirlenir ve bütün ana kollar için aynı kesit seçilerek gerilim düşümü hesaplanır. Bulunan gerilim düşümlerinden en büyüğü, nominal gerilimin % 5'inden daha büyük olmamalıdır. Eğer hesaplamalar sonucunda bulunan gerilim düşümü, nominal gerilimin % 5'inden daha büyük ise tüm sistemin ana kollarındaki iletken kesitlerinde bir üst standart kesit seçilir. En büyük gerilim düşümünün meydana geldiği nokta için gerilim düşümü tekrar kontrol edilir. Bu defa hattaki gerilim düşümü % 5 veya % 5'in altına düşmüş ise seçilen iletken kesiti uygun demektir. Gerilim düşümünün % 5'in çok altına düşmesi de uygun değildir. Böyle olunca kesit gereğinden fazla seçilmiş demektir. Kesit küçültülerek gerilim düşümünün % 5'e yakın bir değer çıkması sağlanır. 
2. Açık (dalbudak, radyal) şebeke: Beslemenin genellikle tek kaynaktan yapıldığı ve genelde nüfusun yoğun olmadığı köy, kasaba, şehir, sanayi merkezleri ve yerleşim birimlerinde kullanılan şebeke çeşitlerine açık (dalbudak, radyal) şebekeler denir. Bu tür şebekelerde tek besleme olduğundan dolayı dağıtım transformatöründen son tüketiciye kadar hat üzerinde kademeli olarak gerilim düşümü olur. Bu şebekelerin maliyetini düşürmek için dağıtım transformatörüne yakın olan hatlar kalın kesitli iletkenlerle donatılır ve tüketiciye kadar olan hat boyunca iletken kesiti giderek azaltılır. Dağıtım transformatörüne yakın olan hatlara ana hat denir. Ana hattan ayrılan ve tüketiciye kadar olan hatlara ise branşman denir. Branşmanların kesitleri, ana hatta göre küçüktür. Gerilim düşümünden minimum oranda etkilenmek için transformatör, beslenecek yerleşim merkezinin orta kısmına konur. Şebeke için en büyük hat kesiti bulunurken, şebekenin en uç noktalarındaki kolların gerilim düşümleri birbiriyle kıyaslanıp, en büyük gerilim düşümünün meydana geldiği hat parçası ile ana kolun gerilim düşümü dikkate alınarak en büyük kesit hesabı yapılır. Bu şebekeler havai hat şeklinde olabileceği gibi yeraltı kablosu ile de düzenlenebilir. Hatların geçeceği yerler; sokak ve caddelerdir. Bunlar dağıtım projelerinde belirtilir. Dalbudak şebekelerin avantajları ve dezavantajları kısaca şöyle sıralanabilir.
Avantajları:
• Arıza noktalarının bulunması kolaydır.
• Kuruluşu, işletmesi ve bakımı hem ucuz hem de kolaydır.
• Trafodan uzaklaştıkça iletken kesiti düşer ve kurulum maliyeti düşer.
• Kısa-devre gücü düşük olduğundan az sayıda kesici kullanmak yeterlidir.
Dezavantajları:
• Gerilim dengesizliği vardır ve trafodan uzaklaştıkça gerilim düşer.
• Hat üzerindeki arıza noktasından sonraki aboneler enerjisiz kalır.
• İşletme maliyeti düşüktür.
• Hatlardaki işletme verimi düşüktür.
3. Enterkonnekte şebeke: Kesintisiz bir enerji sağlamak ve mevcut enerji ihtiyacını karşılamak için, elektrik santrallerini ve bütün şebekeleri birbirine bağlayan sistemlere enterkonnekte sistem denir. Bu tür sistemlerde santral farkı gözetilmeksizin bütün santraller (HES, Termik, Doğalgaz, vb.) sisteme dahil edilir. Ayrıca santrallerin büyüklüğü veya küçüklüğü sisteme dahil olması için engel teşkil etmez. Bu sayede ülke genelinde bütün şebekeler birbirine bağlanmış olur. Bu bağlama şekli ile ülkeler arası bağlantılar da kurularak enerji alışverişi sağlanır. Enterkonnekte sistemde, arıza meydana geldiğinde sadece arızalı olan kısım enerjisiz kalır. Bu arıza, enterkonnekte sisteme bir zarar vermediğinden alıcılar arasında enerji alışverişi devam eder. Enterkonnekte şebekelerin avantajları; verimleri yüksektir, sistemde kesintisiz enerji vardır ve bundan dolayı alıcılar enerjisiz kalmaz, santraller ekonomik olarak çalışır, yedek generatör sayısı azdır. Enterkonnekte şebekelerin dezavantajları ise sistemin kısa-devre akımı çok fazladır, sistemin kısa-devre akımından alıcılar etkilenebilir, sistemin kararlılığını sağlamak zordur.

1. Demir direkler:

Avantajları:
• Sağlamdır.
• Onarımları kolaydır
• Ömürleri uzundur.
• Tepe kuvvetleri büyüktür.
• Parçalara ayrılabildiği için taşınması ve montajı kolaydır.

2. Ağaç direkler:

Dezavantajları:
• Yıldırım düşmesi halinde yanabilir.
• Yüksek-gerilimlerde kullanılmaz.
• Tepe kuvvetleri düşüktür.
• Ömürleri kısadır.
•Esnek olduklarından fleş (sarkma) değişebilir.

3. Betonarme direkler:

Avantajları:
• Kimyasal etkilerden etkilenmez.
• Demir direklere oranla maliyetleri daha düşüktür.
• Hava şartlarından etkilenmez.
• Ucuz temel işçiliği gerektirir.
• Bakıma ihtiyaç göstermez.
• Değişik amaçlara göre dizayn edilebilir. (aydınlatma, taşıma... gibi)
• Tepe kuvvetleri büyüktür.
• Ömürleri uzundur.

Kablo, elektrik enerjisini iletmeye yarayan ve farklı iki elektrik noktasını elektriksel bakımdan birbirine bağlayan, dış çevresi elektrik akımına karşı yalıtılmış, bir ya da birden çok damarı bulunan iletim  elemanıdır.

Bara bölümleyici ayırıcı: Gerilim değerleri eşit olan baraların birleştirilmesi veya birbirlerinden ayrılması amacıyla kullanılan ayırıcılardır.