Elektrik İletim Sistemleri Nedir?

Elektrik Enerji Taşıma Sistemleri Nedir?

Elektrik Enerji Taşıma Sistemleri Tanımı

Elektrik enerji taşıma sistemleri, elektrik üreten tesislerden tüketilen yük merkezlerine elektrik enerjisini taşır.

 Elektrik enerji taşıma sistemleri, bir üretim kaynağından çeşitli yük merkezlerine (yani elektrik kullanıldığı yerlere) güç taşımak için kullanılan yoldur. Üretim tesisleri elektrik enerjisi üretir. Bu üretim tesisleri, çoğunlukla elektrikin tüketildiği yerlerin (yani yük merkezlerinin) bulunduğu yerlerde yer almayabilir.

 Mesafe, bir üretim tesisi için yer seçimi yaparken tek faktör değildir. Genellikle, üretim tesisleri, elektrikin kullanıldığı yerlerden uzaktadır. Yüksek yoğunluklu alanlardan daha uzağa olan topraklar daha ucuzdur ve gürültülü veya kirlilik yaratan tesislerin yerleşim bölgelerinden uzakta olması daha iyidir. Bu nedenle, elektrik enerji taşıma sistemleri önemlidir.

 Elektrik tedarik sistemleri, termal güç istasyonları gibi üretim kaynaklarından tüketicilere güç sağlar. Elektrik enerji taşıma sistemleri, kısa, orta ve uzun mesafe taşıma hatlarını içerir ve bu sistemler, evlere ve işletmelere elektrik sağlar.

 AC ile DC Taşınması

Temel olarak, elektrik enerjisinin taşınabileceği iki sistem vardır:

• Yüksek gerilimli DC elektrik taşıma sistemi.

• Yüksek gerilimli AC elektrik taşıma sistemi.

DC taşıma sistemlerinin avantajları

 DC taşıma sistemleri için sadece iki iletken gereklidir. Eğer toprak sistemin geri dönüş yoluna kullanılabilirse, DC taşıma sistemleri için sadece bir iletken kullanılabilir.

DC taşıma sistemlerindeki yalıtıcıya olan potansiyel gerilim, eşdeğer AC taşıma sistemlerinin yaklaşık %70'ıdır. Bu nedenle, DC taşıma sistemlerinin yalıtım maliyetleri daha düşüktür.

Endüktans, kapasitans, faz kayması ve dalga sorunları, DC sistemlerinde ortadan kaldırılabilir.

 AC taşıma sistemlerinin dezavantajları

• AC sistemlerinde gerekli olan iletken hacmi, DC sistemlere kıyasla çok daha yüksektir.

• Hat reaktansı, elektrik enerji taşıma sisteminin gerilim düzenlemesini etkiler.

• Cilt etkisi ve yakınlık etkisi sadece AC sistemlerde bulunur.

• AC taşıma sistemleri, DC taşıma sistemlerine kıyasla daha fazla korona salınımları etkisine maruz kalabilir.

• AC elektrik enerji taşıma ağının inşası, DC sistemlere kıyasla daha karmaşıktır.

• İki veya daha fazla taşıma hattını bir araya getirmeden önce doğru senkronizasyon gereklidir, DC taşıma sistemlerinde ise senkronizasyon tamamen atlanabilir.

AC taşıma sistemlerinin avantajları

• Alternatif gerilimler kolayca yükseltilip düşürülebilir, bu DC taşıma sistemlerinde mümkün değildir.

• AC alt istasyonlarının bakımının DC'ye göre oldukça kolay ve ekonomik olduğu görülür.

• AC elektrik alt istasyonlarındaki güç dönüştürme, DC sistemlerindeki motor-jeneratör setlerine kıyasla çok daha kolaydır.

AC taşıma sistemlerinin dezavantajları

• AC sistemlerinde gerekli olan iletken hacmi, DC sistemlere kıyasla çok daha yüksektir.

• Hat reaktansı, elektrik enerji taşıma sisteminin gerilim düzenlemesini etkiler.

• Cilt etkisi ve yakınlık etkisi sadece AC sistemlerde bulunur.

• AC taşıma sistemleri, DC taşıma sistemlerine kıyasla daha fazla korona salınımları etkisine maruz kalabilir.

• AC elektrik enerji taşıma ağının inşası, DC sistemlere kıyasla daha karmaşıktır.

• İki veya daha fazla taşıma hattını bir araya getirmeden önce doğru senkronizasyon gereklidir, DC taşıma sistemlerinde ise senkronizasyon tamamen atlanabilir.

Bir Üretim Tesisi İnşa Etme

Üretim tesisi inşa etme planlama aşamasında, elektrik enerjisinin ekonomik üretimi için aşağıdaki faktörler dikkate alınmalıdır.

• Termal güç üretim istasyonu için suyun kolay erişilebilir olması.

• Güç istasyonunun inşası ve personel kasabası için kolay erişilebilir toprak olması.

• Hidroelektrik istasyon için, nehir üzerinde bir baraj olmalıdır. Barajın en uygun şekilde inşa edilebileceği yer seçilmelidir.

• Termal güç istasyonu için, yakıtın kolay erişilebilir olması en önemli faktörlerden biridir.

• Güç istasyonunun malzemeleri ve çalışanları için daha iyi iletişim de dikkate alınmalıdır.

• Turbinler, alternatörler vb. için çok büyük yedek parçaların taşınması için geniş yollar, tren bağlantıları ve derin ve geniş nehrin güç istasyonunun yakınından geçmesi gerekmektedir.

• Nükleer güç santrali için, nükleer reaksiyonun halk sağlığı üzerinde herhangi bir etkisi olmayacak şekilde bir konumda yerleştirilmelidir.

Dikkat edilmesi gereken birçok diğer faktör de var, ancak bunlar tartışmamızın kapsamı dışındadır. Yukarıda listelenen tüm faktörler, yük merkezlerinde kolayca bulunabilecek özelliklere sahip değildir. Güç istasyonu veya üretim istasyonu, tüm imkanların kolayca elde edilebildiği bir yerde yerleştirilmelidir. Bu yer, yük merkezlerinde olmak zorunda değildir. Daha önce söylediğimiz gibi, üretim istasyonunda üretilen güç, elektrik enerji taşıma sistemi kullanılarak yük merkezlerine taşınır.

Üretim istasyonlarında üretilen güç düşük gerilim seviyesindedir, çünkü düşük gerilimli güç üretiminin bazı ekonomik değerleri vardır. Düşük gerilimli güç üretimi, yüksek gerilimli güç üretimine kıyasla daha ekonomiktir (yani daha düşük maliyetlidir). Düşük gerilim seviyesinde, alternatörde hem ağırlık hem de yalıtım daha azdır; bu, doğrudan alternatörün maliyetini ve boyutunu azaltır. Ancak, bu düşük gerilimli güç doğrudan tüketiciye iletilmemelidir, çünkü düşük gerilimli elektrik enerji taşınması hiç de ekonomik değildir. Bu nedenle, düşük gerilimli güç üretimi ekonomik olsa da, düşük gerilimli elektrik enerji taşınması ekonomik değildir.

Elektrik gücü, sistemin elektrik akımı ve geriliminin ürünüyle orantılıdır. Bu nedenle, belirli bir elektrik gücünü bir yerden başka bir yere iletmek için, eğer bu gücün gerilimi artırılırsa, bu gücü oluşturan ilgili akım azalır. Azalan akım, sistemin I²R kaybını azaltır, daha az kesit alanına sahip iletken daha az sermaye gerektirir ve azalan akım, güç taşıma sisteminin gerilim düzenlemesini iyileştirir. İyileştirilmiş gerilim düzenleme, kaliteli enerjiyi gösterir. Bu üç nedenle, elektrik gücü genellikle yüksek gerilim seviyesinde taşınır.

Tekrar, dağıtım aşamasında iletilen gücün verimli dağıtılması için, istenen düşük gerilim seviyesine indirilir.

Bu nedenle, öncelikle elektrik gücü düşük gerilim seviyesinde üretilir, ardından verimli elektrik enerji taşınması için yüksek gerilime yükseltir. Son olarak, farklı tüketicilere elektrik enerjisi veya gücünün dağıtımı için, istenen düşük gerilim seviyesine indirilir.