AG, OG ve YG'nin Gerilim Sınıflandırması

Bu bloğumuzda AG, OG ve YG'nin tanımını, gerilimler arasındaki farkları ve kullanım alanları gibi bilgileri yalın bir yazıyla sizlere sunuyoruz.

Alçak Gerilim, Orta Gerilim ve Yüksek Gerilimin tanımı nedir?

Elektrik güç sistemleri üç ana kategoriye ayrılabilir: üretim, iletim ve dağıtım. Yeterlilik açısından bu kategorilerin her biri farklı voltaj seviyelerinde çalıştırılır. Elektrik üretimi, o üretim tipi için en verimli olan üretim gerilimine göre gerçekleştirilir. Daha sonra genellikle iletim için Ekstra (Aşırı) Yüksek Voltaj (EHV) seviyesine yükseltilir ve bu seviye alt iletimde Yüksek Voltaj (HV) seviyesine iner. Enerji dağıtım alanına (enerjinin endüstriyel, ticari veya evsel tüketicilere dağıtıldığı yere) ulaştığında, Yüksek Gerilim seviyesi dağıtım için tekrar Orta Gerilim (OG) seviyesine düşürülür. Son olarak yük noktası bir ev veya ticari tüketici ise Orta Gerilim, Alçak Gerilim (AG) seviyesine düşürülür ve tüketicilere ulaştırılır [1, 2]. Orta Gerilim sistemleri, genellikle iletim (YG) ve Alçak Gerilim kademeleri arasındaki bağlantı olduklarından, tüm elektrik şebekesinin dolaşım sistemi olarak düşünülebilir.

AG, OG ve HV Gerilim Sınıflandırması

Yukarıdaki bölümden de anlaşılacağı gibi Alçak Gerilim, Orta Gerilim ve Yüksek Gerilim sistemleri, çalıştıkları gerilim seviyelerine göre sınıflandırılır. Orta Gerilim ve Alçak Gerilim seviyelerinin iki sistemi vardır: Kuzey Amerika (başlıca ABD) ve Avrupa [2], bu derecelendirmeler:

Kuzey Amerika için:

• OG: 4kV- 35kV

• AG: 120 V

Avrupa için:

• OG: 6kV- 33kV

• AG: 230V

Yüksek, Orta ve Alçak Gerilim Arasındaki Farklar

Bu sistemler arasındaki tek fark çalıştırıldıkları voltaj değerleri gibi görünse de, sistemlerin tasarım konuları ve topolojileri önemli ölçüde farklıdır [1]. Çalıştıkları gerilim ve akım seviyeleri nedeniyle; Orta Gerilim sistemlerinde kullanılan ekipman ve malzemeler, Alçak Gerilimde kullanılanlardan önemli ölçüde farklı olmakla birlikte, Yüksek Gerilimde kullanılanlara benzer olabilir. Geçmişte kullanılan Orta Gerilim devre kesiciler yağlı tip iken, günümüzde kullanılanlar SF6 gazlı veya vakumludur. Bunun temel nedeni, yağ türlerinde yangın ve arıza riskinin yüksek olması ve bu nedenle daha fazla bakım gerektirmesidir. Genellikle Orta Gerilim hücreleri diğer hücrelerle aynı alana yerleştirilir. Bu alan bazı sistemlerde genellikle hava soğutmalı iken, yine SF6 gazı kullanılabilir.

Orta Gerilim ve Sanayide Kullanımı

Dağıtım sistemleri olarak bilinen Orta Gerilim sistemleri, yerel dağıtım trafo merkezlerinden, endüstriyel tesislere kadar çok çeşitli alanlarda kullanılabilir. Orta Gerilim trafo merkezleri iç mekanlarda kurulabilse de mekanın sorun olmadığı dış mekanlarda da kurulabilir.

Tüketicilerin, yük ve ihtiyaç farklılıklarından dolayı; Orta Gerilim sistemleri farklı tasarımlara sahip olabilir. Orta Gerilim sistemi tasarlanırken; ekonomi, mevcut yük, mevcut yük trendi, gelecekteki yük tahminleri ve arıza durumunda kesintisiz çalışma durumları temel hususlardır. Genel olarak sistem kentsel bir uygulama için kullanılacaksa, sistem radyal organizasyonda tasarlanır. Bu şekilde hatlardan (veya şubelerden) birinde kesinti olması durumunda sistem manevraları yapılır ve kesintiye uğrayan şubedeki tüketicilere ikmal yapılmaya devam edilir [4]. Bazı endüstriyel tesislerde toplam yük büyüklüğü ve bazı yüklerin Orta Gerilim ile beslenmesi daha verimli olduğu için; iletim istasyonundan gelen iletim hattı, tesislerin kendi Orta Gerilim trafo merkezi ile kademeli olarak düşürülür ve ardından tesise dağıtılır. Bu senaryo dışında, Orta Gerilim dağıtım istasyonlarından çıkan Orta Gerilim hatları, tüketicilere yakın olan trafo merkezlerinde kademeli bir şekilde azaltılarak dağıtılır. Orta Gerilim trafoları ev tipi veya direğe monte edilen tipte olabilir. Kentsel alanlarda, herkesin kolayca görebileceği trafo yuvalarına monte edilen ev tipi primer trafolarda, önce gerilim düşürülür, daha sonra direğe monte sekonder trafolar kullanılarak tekrar düşürülür ve hanelere dağıtılır. Orta Gerilim trafoları, 16kVA ile 2500kVA arasında güç değerlerine sahiptir, tek fazlı veya üç fazlıdır. Bu transformatörler, genellikle faz başına iki sargıya sahiptir ve yağ yalıtımlı, doğal soğutmalı tiptedir [3]. Herhangi bir kesinti veya tehlikeli kazaları önlemek için Orta Gerilim trafolarının kapalı alanlarına sadece yetkili personel girebilir. Kentsel alanlarda yetkilendirme ve erişim sadece dağıtım şirketlerinde iken, endüstriyel tesislerde Orta Gerilim trafolarına sadece uluslararası kabul görmüş kuruluşlar tarafından yetkilendirilmiş ve sertifikalandırılmış personeller erişebilir ve üzerinde çalışabilirler.

Orta Gerilim Nasıl Ölçülür?

Yüksek güvenlik riskleri nedeniyle, ölçüm yapmak için çalışır durumda olan bir Orta Gerilim sistemleri ile etkileşim olmamalıdır ancak çoğu zaman çevrimiçi ve sürekli ölçümler gereklidir. Bu nedenle Orta Gerilim hatlarındaki gerilim seviyesi Akım Trafoları (CT) veya Ölçü Trafoları (MT) kullanılarak Alçak Gerilim seviyelerine düşürülür. Sonuç olarak, bu transformatörlerin çıkış terminallerine gerilim seviyeleri ile çalışmanın daha güvenli olduğu ölçüm cihazları bağlanabilmektedir. Ayrıca, bu CT'lerin ve MT'lerin çıkışı, kalıcı olarak kurulu enerji analizörlerini ve kontrol rölelerini beslemek için kullanılır.

Orta Gerilim Güvenlik İpuçları

Orta Gerilim ekipmanları genellikle metal hücrelere yerleştirilir. Bazı hücrelerde baralar, devre kesiciler ve diğer hücreler sac ile, bazılarında ise metal olmayan malzemelerle ayrılır. Belirli tip hücrelerde, ekipman ayrı ayrı monte edilemez bölmelere yerleştirilir. Orta Gerilimdeki yüksek güvenlik riskleri nedeniyle, sistemin enerjisi tamamen kesilmeden hücre açılmamalıdır. Bu hücrelerdeki enerji varlığı, hücreyi açmadan ORION EE'nin OVI+SR'si gibi gerilim göstergeleri ile izlenebilir. Elektrik sistemlerinde çalışmak için temel güvenlik önlemleri dışında, Orta Gerilim sistemlerinde, özellikle sistemin pasif bileşenleri (kapasitörler ve indüktörler gibi) kısa süreli enerji depolayabildiğinden, enerjiyi tamamen kesmek için topraklama dikkatli yapılmalıdır. Sistemin enerjisinin tamamen kesildiğinden ve toprağa doğru şekilde bağlandığından emin olduktan sonra sistem üzerinde çalışmaya başlanabilir.

Orta Gerilim sistemlerinde çalışırken bir diğer önemli güvenlik hususu, Alçak Gerilim sistemlerinde kullanılan Kişisel Koruyucu Donanımlarının (KKD), Orta Gerilim sistemlerinde çalışmaya uygun olmamasıdır. Bu nedenle uluslararası standartlara göre Orta Gerilim için uygun gerilim seviyelerinde test edilmiş ve sertifikalandırılmış KKD'ler kullanılmalıdır.

Sonuç olarak, gerilim değerleri AG, OG ve YG sistemleri arasındaki tek fark değildir. Her birinin kendi uygulama alanları, kendi amaçları vardır ve bu nedenle her biri kendi başına bir uzmanlık alanıdır. Uzman kişiler tarafından tasarlanıp yine uzman kişiler tarafından çalışmasını gerektirir.

Referanslar

[1] Weedy, B. M., Cory, B. J., Jenkins, N., Ekanayake, J. B., & Strbac, G. (2012). Electric power systems. John Wiley & Sons.

[2] Sallam, A. A., & Malik, O. P. (2018). Electric distribution systems.

[3] Warne, D. F. (Ed.). (2005). Newnes electrical power engineer's handbook. Elsevier.

[4] Laughton, M. A., & Say, M. G. (Eds.). (2013). Electrical engineer's reference book. Elsevier.