Elektrik Dağıtım Ağı Sistemlerinin Sınıflandırılması
Tipik bir elektrik güç sistemi ağı üç ana bileşene ayrılmaktadır: üretim, iletim ve dağıtım. Elektrik gücü, genellikle yük merkezlerinden uzakta bulunan enerji santrallerinde üretilir. Bu nedenle, güç uzun mesafeler boyunca iletim hatları aracılığıyla taşınır.
İletim kayıplarını en aza indirmek için yüksek gerilimli güç iletim hatlarında kullanılır ve bu gerilim yük merkezlerinde düşürülür. Dağıtım sistemi ardından bu gücü son kullanıcılarına ulaştırır.
Elektrik Gücü Dağıtım Sistemleri Türleri
Dağıtım sistemi, birkaç kriter temelinde sınıflandırılabilir:
Tedarik Doğasına Göre Sınıflandırma
Elektrik gücü iki formda mevcuttur: AC ve DC. Dağıtım sistemi bu türlerle uyumludur. AC dağıtım sistemi gerilim seviyesine göre daha fazla bölünmüştür:
Birincil dağıtım sisteminin tipik düzeni aşağıda gösterilmiştir, yüksek gerilimli güç teslimatındaki rolünü öncesindeki son gerilim dönüşümünden önce sergilemektedir.
İkincil dağıtım sistemi, kullanım gerilim düzeyinde güç sağlar. Birincil dağıtım sisteminin bittiği yerden başlar—genellikle 11 kV'yi küçük tüketicilere doğrudan dağıtmak için 415 V'ye düşürücü bir dönüştürücüdür.
Bu aşamadaki çoğu dönüştürücünün delta bağlantılı birincil sarımı ve yıldız bağlantılı ikincil sarımı vardır, bu da yerleştirilmiş nötr bir terminal sağlar. Bu yapılandırma, ikincil dağıtım sisteminin üç fazlı dört tel yapısını kullanmasını sağlar.
İkincil dağıtım ağının düzeni aşağıda gösterilmiştir, voltajın son kullanıcı uygulamaları için nasıl uyarlandığını göstermektedir.
DC Dağıtım Sistemi
Çoğu güç sistem yükü AC tabanlı olsa da, bazı uygulamalar DC gücünü gerektirir, bu nedenle DC dağıtım sisteminin kullanılması gerekir. Bu durumlarda, üretilen AC gücü dikdörtgen donanımlar veya rotatif dönüştürücüler aracılığıyla DC'ye dönüştürülür. DC gücünün ana uygulamaları traksiyon sistemleri, DC motorları, pil şarjı ve elektrot kalıplama içerir.
DC dağıtım sistemi, kablolama yapılandırmasına göre sınıflandırılır:
İki Tel Li DC Dağıtım Sistemi
Bu sistem, pozitif potansiyelle (canlı tel) ve diğerinin negatif veya sıfır potansiyelli olduğu iki tel kullanır. Yükler (örneğin, lambalar veya motorlar) iki tel arasında paralel olarak bağlanır, iki uçlu cihazlar için uygun olup, bu düzenin şeması aşağıda gösterilmiştir.
Üç Tel Li DC Dağıtım Sistemi
Üç Tel Li DC Dağıtım Sistemi
Bu sistem, iki canlı tel ve bir nötr tel kullanır, bu da iki voltaj seviyesi sağlama avantajına sahiptir. Canlı teler +V ve -V'de, nötr sıfır potansiyelde ise, bir yükün bir canlı tel ile nötr arasında bağlanması V volt, her iki canlı tel arasında bağlanması 2V volt verir.
Bu yapılandırma, yüksek voltajlı yüklerin canlı teller arasında, düşük voltajlı yüklerin canlı bir tel ile nötr arasında bağlanmasını sağlar. Üç tel li DC dağıtım sisteminin bağlantı diyagramı aşağıda gösterilmiştir.
Bağlantı Yöntemine Göre Dağıtım Sistemi Sınıflandırması
Dağıtım sistemi, bağlantı metodolojisine dayanarak üç türe ayrılır:
Radial Sistem
Radial sisteminde, ayrı besleyiciler her alana güç sağlar, besleyiciden dağıtıcıya doğru tek yönlü akar. Bu tasarım basit ve uygulanması kolaydır, diğer sistemlere kıyasla daha düşük başlangıç yatırımını gerektirir.
Ancak güvenilirliği oldukça sınırlıdır: bir besleyicideki bir arıza, hizmet verdiği tüm sistemini kapatabilir. Gerilim düzenleme de, besleyiciden uzak tüketiciler için zayıf olabilir, çünkü yük değişiklikleri daha belirgin gerilim varyasyonlarına neden olur. Bu nedenlerden dolayı, radial sistemler genellikle kısa mesafe dağıtımları için ve besleyiciye yakın yükler için kullanılır. Radial sistemin tek çizgi diyagramı aşağıda gösterilmiştir.
Halka Ana Sistemi
Halka ana sisteminde, dağıtım dönüştürücüler kapalı döngü yapıda birleştirilir, bir ucundan bir alt istasyon tarafından beslenir. Bu tasarım, her dönüştürücünün alt istasyona iki farklı yolunu sağlar, yedeklemeyi ve güvenilirliği artırır. Halka ana sistemin tek çizgi diyagramı aşağıda gösterilmiştir.
Bu yapılandırma, iki paralel bağlı besleyiciye benzer. Örneğin, B ve C noktaları arasında bir arıza oluşursa, B ve C arasındaki segment sistemden izole edilir ve alt istasyon iki alternatif yoldan güç sağlayabilir.
Bu tasarım, sistemin güvenilirliğini artırır, tüketicinin sonunda gerilim dalgalanmalarını azaltır ve her döngü segmentinin daha düşük bir akım taşıdığını sağlar—yani radial sisteme kıyasla daha az iletken malzeme gerektirir.
Bağlantılı Dağıtım Sistemi
Bağlantılı dağıtım sistemi, döngüyü farklı noktalardan birden fazla alt istasyonla besler, bu ona "ızgara dağıtım sistemi" adını verir. Bu sistemin tek çizgi diyagramı aşağıda gösterilmiştir.
Yukarıdaki diyagramda görüldüğü gibi, ABCDEFGHA döngüsü A ve E noktalarında iki alt istasyon tarafından beslenir. Bu yapılandırma, hem halka ana hem de radial sistemlere kıyasla sistemin güvenilirliğini önemli ölçüde artırır.
Bağlantılı sistem, yüksek güç kalitesi ve verimliliğe sahip olup, yedek güç kapasitesini bile azaltabilir, ancak tasarımı karmaşık olup, birden fazla alt istasyon gerektirdiği için daha yüksek başlangıç yatırımını gerektirir.
Yapı Tipine Göre Dağıtım Sistemlerinin Sınıflandırılması
Alt Hava Dağıtım Sistemi
Adından da anlaşılacağı gibi, bu sistem iletkenleri sokaklar veya yaya yollarının altında yerleştirir. Havada sistemlere göre daha güvenli olmasına rağmen, hendek, boru, manhole ve özel kablolar nedeniyle yüksek başlangıç maliyetleri gerektirir. Alt hava kabloları, arızalara daha az maruz kalır ve estetik faydaları (görünmezlik) sunar, ancak arıza tespiti ve onarımları zordur. Hayat süresi 50 yılı aşar.
Üst Hava Dağıtım Sistemi
Bu geleneksel kurulumda, iletkenler ahşap, beton veya çelik direklere monte edilir. Alt hava sistemlere göre daha çok arıza ve güvenlik tehlikelerine maruz olmasına rağmen, daha düşük başlangıç maliyetleri ve yük genişletmesi için daha fazla esnekliğe sahiptir. Hava, yalıtım ortamı olarak hizmet eder, özel kabloların gerekliliğini ortadan kaldırır ve daha yüksek akım taşıma kapasitesine olanak tanır. Kurulum, arıza tespiti ve onarımlar kolaydır, bu da bakım maliyetlerini düşük tutar—ancak iletişim sistemleriyle interferans oluşturabilir. Kullanım ömrü 25 yılı aşar.
