Elektrik Tesisatı ve Güç Sistemlerine Giriş
Bu ders; gerilim, akım ve güç arasındaki ilişkiyi, üç fazlı akım hesabını, tek hat şeması okumayı, pano hiyerarşisini ve trafo, kompanzasyon, harmonik ile topraklamanın bir tesisatta birbirine nasıl bağlandığını anlatır.
Öne Çıkanlar
- Aktif güç: tek fazda P = U × I × cosφ, üç fazda P = √3 × U × I × cosφ (U: fazlar arası gerilim).
- Tek hat şeması, tesisin enerji dağıtımını tek çizgiyle gösterir; arıza ve bakım çalışmalarında ilk başvurulan belgedir.
- Koruma cihazları ana dağıtım panosundan yüke doğru kademelenir; bir arızada yalnızca arızalı devrenin koruması açacak şekilde (seçicilik) seçilir.
- Trafo, kompanzasyon, harmonik ve topraklama birbirini etkiler. Örneğin harmonikli bir tesiste kompanzasyon panosu reaktörlü kademelerle tasarlanır.
Temel Kavramlar: Gerilim, Akım, Güç ve Faz
Gerilim (V), iki nokta arasındaki potansiyel farkıdır. Akım (A), iletkenden birim zamanda geçen yük miktarıdır. Güç (W veya kW) ise birim zamanda dönüştürülen enerjidir. Türkiye'de alçak gerilim şebekesi 230/400 V'tur: faz-nötr arası 230 V, fazlar arası 400 V (TS EN 60038). Konutlar çoğunlukla tek fazlı, sanayi tesisleri üç fazlı beslenir. Üç fazlı sistemde gerilimler arasında 120° faz farkı vardır. Bu sayede aynı güç, tek fazlı sisteme göre daha az iletken malzemesiyle taşınır.
Motor, trafo ve bobin gibi endüktif yükler, aktif güce ek olarak manyetik alan için reaktif güç çeker. Güç faktörü (cosφ), aktif gücün görünür güce oranıdır. Aynı aktif güç için cosφ düştükçe hat akımı ve dolayısıyla kablo kayıpları (I²R) artar. Dağıtım şebekesine bağlı tesislerde reaktif enerji belirli oranları aşarsa reaktif bedel faturalanır; sahada bu sorun bir kompanzasyon panosuyla çözülür.
Örnek: 400 V üç fazlı şebekeden beslenen 30 kW'lık bir yükün cosφ değeri 0,85 olsun. Akım I = 30.000 / (1,732 × 400 × 0,85) ≈ 50,9 A olur. Aynı yükte cosφ 0,95'e çıkarılırsa akım ≈ 45,6 A'e düşer.
Tek Hat Şeması Okumak
Tek hat şeması, üç fazlı sistemin tüm fazlarını tek bir çizgiyle gösteren ve tesisatın haritası niteliğindeki çizimdir. Şemada trafo, ana kesici, sayaç, ana dağıtım panosu, tali panolar, kompanzasyon panosu ve büyük yükler sembollerle gösterilir. Her koruma cihazının (sigorta, MCB, kompakt şalter) yanında anma akımı, kesme kapasitesi ve kablo kesiti yazılır.
- Kaynak: Şebeke bağlantı noktası, trafo veya jeneratör.
- Ana kademe: Ana kesici, sayaç ve ana dağıtım panosu (ADP).
- Tali kademe: Kat, bölüm veya makine panoları ve bunların koruma cihazları.
- Yük: Aydınlatma, priz, motor, ısıtıcı gibi son tüketim noktaları.
Sahada arıza ararken veya yeni bir devre eklerken doğru noktayı bulmak için önce tek hat şeması okunur.
Pano Hiyerarşisi ve Koruma Kademeleri
Enerji kaynaktan yüke doğru kademeli dağıtılır: ana dağıtım panosu, ardından bölüm veya kat tali panoları, en sonda yük devreleri. Her kademede bir koruma cihazı bulunur. Bu cihazların akım ve zaman ayarları birbiriyle koordineli seçilir. Amaç, bir arızada yalnızca arızalı devrenin koruma cihazının açması ve tesisin geri kalanının beslenmeye devam etmesidir (seçicilik).
Trafo, Kompanzasyon, Harmonik ve Topraklamanın Tesisattaki Yeri
Trafo, orta gerilimi alçak gerilime dönüştürür ve tesisin güç kaynağıdır. Kompanzasyon, endüktif yüklerin çektiği reaktif gücü yerinde karşılar; reaktif bedeli önler, hat akımını ve kayıpları azaltır. Aşırı kompanzasyon ise kapasitif bedel riski doğurur. Harmonikler, sürücü ve elektronik cihaz gibi doğrusal olmayan yüklerin ürettiği bozulmalardır; kompanzasyonun reaktörlü tasarlanmasını gerektirebilir. Topraklama ve koruma iletkeni, yalıtım hatasında hata akımının akacağı yolu oluşturur. Böylece koruma cihazı (sigorta, kesici veya RCD) arızalı devreyi standartta öngörülen sürede açar ve tehlikeli dokunma gerilimi kalıcı olmaz.
Bu konuların her biri Bilgi Bankası'nda ayrıca anlatılmıştır: Trafo Periyodik Bakımı, Reaktif Güç Kompanzasyonu, Harmonik Nedir?, Topraklama.
Sırada Ne Var?
- Orta seviye: Kompanzasyon ve Harmonik Filtreleme
- İleri seviye: Trafo İşletmesi ve Kısa Devre Koordinasyonu
- Paralel olarak: PLC ve Endüstriyel Otomasyona Giriş
Sık Sorulan Sorular
Üç fazlı bir yükün akımı nasıl hesaplanır?
I = P / (√3 × U × cosφ) formülü kullanılır; U fazlar arası gerilimdir (400 V). Örneğin 30 kW ve cosφ 0,85 için akım yaklaşık 50,9 A'dir. Motorlarda ayrıca motor verimi hesaba katılır: etiket gücü mil gücüdür ve elektriksel giriş gücü bundan büyüktür.
Tek hat şemasında hangi bilgiler bulunmalıdır?
Kaynak (trafo gücü, uk, jeneratör), her panonun adı ve beslendiği yer, koruma cihazlarının tipi, anma akımı ve kesme kapasitesi, kablo tipi, kesiti ve uzunluğu, kompanzasyon gücü ve topraklama sistemi (TN-S, TT vb.).
Ana dağıtım panosu ile tali pano arasındaki fark nedir?
Ana dağıtım panosu (ADP), enerjiyi trafodan veya sayaçtan alıp tesisin ana hatlarına dağıtan ilk kademedir. Tali panolar ADP'den beslenir ve belirli bir bölüm, kat veya makineyi besler. Bu ayrım, bir arızada yalnızca ilgili bölümün enerjisiz kalmasını sağlayan seçici koruma düzeninin temelidir.
Bu içerik eğitim amaçlıdır ve mühendislik projelendirmesi veya sertifikalı eğitim yerine geçmez. Gerçek tesisatlarda çalışma yapmadan önce iş güvenliği kurallarına ve yürürlükteki mevzuata uyulmalı, uygulamalı eğitim yetkili kişiler eşliğinde alınmalıdır.