Elektrik Enerjisi İletimi ve Dağıtımı

Merhaba arkadaşlar bu yazımızda sizlere elektrik enerjisi iletimi ve dağıtımını anlatacağız, bunun yanı sıra sizlere elektrik nakil hatlarınıda anlatacağız. Genellikle birbirinden uzak olan elektrik üretim santrallarıyla tüketim merkezleri arasındaki bağlantı, iletim şebekesi ve enterkonekte sistemlerle sağlanır. Elektrik depolanamadığından, üretildiğinde hemen kullanıcıya ulaştırılması gerekir. Bu da üretim ve tüketimin her an dengede tutulması demektir. Öte yandan tüketim miktarı bölgelere, mevsimlere ve hatta günün saatlerine göre büyük değişiklikler gösterebilir. Enterkonekte sistemler, üretimi tüketim düzeyindeki değişimlere uyarlamayı sağlar.

Elektriğin iletimiyse, gerilimin gücüne bağlı olarak taşıma iletim sığası değişen elektrik hatları aracılığıyla gerçekleştirilir. Gerilim arttığında iletim işleminde ciddi tasarruflar sağlanır: enerji kaybı gerilim düzeyiyle ters orantılı olduğu için enerjiden, hat miktarı azaldığı için yerden, şebekedeki bakım masrafları azaldığı için de harcamalardan tasarruf edelir. Mesela, 1 000 MW’lık bir nükleer santralin ürettiği elektriği boşaltmak için, 380 000 V’luk bir hat kullanılır; oysa aynı işi görmek için 154 000 V’luk altı hat veya 66 000 V’luk 30 hat gerekir. Enterkonekte sistemler çok dağınık bölgelerin üretim imkanlarını birleştirerek, aynı malzeme güvenliği bakımından gerekli olan güç miktarınının azalmasını sağlar.Arızalar meydana geldiğinde, yerinde değiştirilmesi gereken parçalar o an içinde elde bulunmayabilir.Bu durumda enterkonekte sistem yardıma koşar; elektrik enerjisi iletimi istasyonlarında gerilimin akış yönü ayarlanarak  anında ve en az harcamayla üretim ile tüketim arasındaki denge sağlanır. Şebekenin yönetimi için gerekli emirler ve bilgiler özel iletişim hatları, özel telsizler kullanılarak sağlanır.Yakında optik lifli iletişim hatları  da devreye girecektir. Uzaktan ölçüm, düzenleme,sinyalizasyon ve alarm donanımları gibi çeşitli otomatik sistemler de giderek yaygınlaşmaktadır.Bu aygıtlar şebekeyi sürekli denetleyen yönetim görevlilerine ve bilgisayarlara anında sorunlara müdahale etme imkanı verir.

Elektrik Enerjisi İletimi

Türkiye’de elektrik enerjisi iletimi genellikle  Türkiye Elektrik Kurumu (TEK) sorumludur; bazı bölgelerde bu işi özel şirketler üstlenmiştir. Dağıtım kuruluşu tüketim ihtiyacına göre şebekler kurmak, bunları yönetmek ve yenilemek, tüketicileri şebekeye bağlayan bağlantıları yapmak, dağıtılan elektriğin sürekliliğini sağlamak ve miktarını sabit  kılmakla yükümlüdür. İletim sistemi aracılığıyla yüksek gerilimde taşınan  elektrik, alçak gerilime düşürülerek bir dağıtım merkezine, yani transformatör istasyonuna ulaştırılır. Kırsal bölgelerde bu şebekeler açıktadır;  yerleşim bölgelerindeyse çoğunlukla yeraltına döşenmiştir. Orta gerilim/alçak gerilim merkezlerinin bağlayıcı elemanı , farklı gerilimdeki iki şebekeyi birbirine bağlayan ve kısaca trafo denen transformatördür. Alçak gerilimli dağıtım sistemi tüketicilere üç fazlı ve bir topraklı (nötr) elektrik sağlar; elektrik iki gerilim düzeyinden oluşur.Bunlardan giderek yaygınlaşanı  <<fazlar arası 380 V ve faz-toprak arası 220 V >>  gerilimidir.  << Fazlar arası 220 V  ve faz-nötr arası 127 V >> olanı giderek azalmaktadır. En çok kullanılan sistemler üç fazlı 380 V ve tek fazlı 220 V’ tur. Bu seçeneğe göre, bir alet 4 tele veya 2 tele bağlanır. Elektrik akımının frekansı bütün Avrupa’da ve Türkiye’de 50 Hz, Amerika kıtasındaysa 60 Hz’dir. Bir motor veya bir bilgisayar, aygıtın içinde kullanıla frekansa eşit frekanslı bir şebekeye bağlanmadıkça düzgün çalışamaz.

Elektrik Nakil Hatları

Elektrik hatları , kalın tellerden ve onları taşıyan direk ve kulelerden oluşur. Elektrik üç fazlı alternatif akım olarak iletildiğinden, bu üç faza tekabül eden üç telli sistemin bütününe bir devre denir. Teller alüminyum alaşımındandır. Ana tellerin üzerinde <<koruma telleri>> denen ek iki tel daha vardır ve bunlar yıldırımın devre üzerindeki etkisini engellemek için paratoner işlevi görür.Belirli bir gerilim düzeyinde, bir hattın taşıyabileceği elektriğin gücü, ana tellerin kesit büyüklüğüne bağlıdır. Tellerin çapı fiziksel açıdan sınırlı olduğundan, teller çift, hatta dörtlü demetler halinde yerleştirilir. Direkler genelde ağaç ya da betondan ,kulelerse metalden yapılır.Günümüzde hem yerden kazanmak, hem de görünümü sadeleştirmek için, genellikle iki devre aynı direk dizisinde toplanır. Sanayi tasarımları çeşitli direk tipleri geliştirmiştir. Yerleşim merkezlerine uzanan elektrik hatlarının bazısı teknik ,pratik ve ekonomik nedenlerle merkezin birkaç kilometre dışından başlayarak yeraltına döşenir.Bir yer altı kablosu, aslında bir kondansatör gibi davranır; kablonun gerilim altındaki bölümü ile metal kılıfı arasında, kablonun iş gören bölümünü çevreleyen  bir parazit akım oluşur. <<Kritik uzaklık>> denen bir uzaklığın ötesine akım geçmez.