Yüksek Gerilim Hatları

Yüksek gerilim hattı, elektrik santrallerinde üretilen elektriğin dağıtılmasını yarayan hatlardır. Yüksek gerilim hattının yönetmelikteki tanımı, 1000 ile 245 bin volt içeren ve 245 bin ile 300 bin volt içeren enerji hatları olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Yüksek gerilim hatları, elektrik üretimine yarayan elektrik santralleri ile yerleşim yerleri arasına döşenmektedir. Elektrik santralinden çıkan elektrik gerilimi yol boyunca 200 bin ile 300 bin volt arasında olduğu için direkt olarak elektrik dağıtımı abonelere yapılmamaktadır. Elektrik abonelerine elektrik vermek için, dağıtım yapan düşük gerilim hatları, 110 ile 220 voltluk güç sağlamaktadır.

Yüksek gerilim hattının tanımı ve ne işe yaradığı konusunda kısa bir bilgi sahibi olduk. Yüksek gerilim hatları neden kullanılır? Sorusunu da detaylandıralım. Yüksek gerilim hatlarının kullanılma sebebi, Enerjiyi yüksek voltaj şeklinde taşıyarak, çok daha az akım kaçağı olur. Bu sayede taşımanın verimliliği artar ve sonuç olarak iletkenin kesitini azaltır.

Elektrik şirketleri, bir elektrik hattının güç taşıma kapasitesini artırmak için birden fazla çift, üçlü veya daha fazla iletken toplar. Bu, hatta kullanılan yalıtım türü, olarak bilinir. V-string izolasyon, V-sekans yalıtım, I-string yalıtım, rüzgar koşullarında stabilite sağlar.

Elektriği Yüksek Voltajla Taşımanın Avantajları Nelerdir?

Büyük miktarlarda elektriği uzun mesafelere taşımak için yüksek voltajlar kullanılır. Buradaki iletim kayıplarının çok düşük olması avantajına sahiptirler. Dezavantajı, çıplak iletkenler arasındaki ve bunlar ile toprak arasındaki mesafelerin daha büyük olması gerektiğidir.

Neden Yüksek Voltaj?

Isı kayıplarını mümkün olduğunca düşük tutmak için akım akışı azaltılır – bu da daha az elektrik enerjisinin taşınması anlamına gelir. Bu etki, akımın voltajını artırarak telafi edilebilir.

Akımı Azaltmak için Voltajı Artırma

Yüksek gerilim hatları neden kullanılır? Sorusuna temel hatlarıyla yanıt bulduk.  Bu sorunun yanıtını biraz da teknik olarak, akım ve voltaj arasındaki ilişkiyi ele alarak detaylandıralım.

Akımı azaltmak için voltajın arttırılması, iletkenin boyutunu azaltır ve yalıtım gereksinimlerini artırır. Güç formülüne bakalım:

Güç = Voltaj x Akım

Gerilim(içerideki) × akım(içerideki) = Gerilim(çıkan) × akım(çıkan)

Yukarıdaki güç denklemine göre, voltajdaki artış, akımın aynı miktarda enerji ile azaltılabileceği anlamına gelir. Enerji santrallerindeki asansör transformatörlerinin amacı, uzun mesafeli taşıma için besleme akımını azaltmak için voltajı arttırmaktır. Daha sonra, iletim hattının alıcı ucunda, daha kolay dağıtım için voltajı azaltmak için indirgeyici transformatörler kullanılır.

Örneğin, 100 MW’ın güçten 230 kV’a taşınması için gereken akım miktarı, 100 MW enerjinin taşınması için gereken akım miktarının yarısıdır yani 115 kV’dır. Başka bir deyişle, gerginliği ikiye katlamak gerekli kıvrımı yarıya indirir.

Daha yüksek voltaj iletim hatları, daha geniş hava alanlarına ve gerekli yalıtıma sahip olmak için daha uzun izolatör zincirlerine sahip daha büyük yapılar gerektirir. Yüksek gerilim iletim hatları için daha büyük yapılar ve daha geniş bir geçiş hakkı oluşturmak, genellikle sürekli maliyeti ödemekten çok daha ucuzdur. Düşük voltajlı elektrik hatlarındaki yüksek kayıplar olmaması da yüksek gerilim hatlarının avantajlarından biridir. Ayrıca, belirli bir miktarda enerjiyi, “a” noktasından “b” noktasına taşımak için, daha yüksek bir voltaj hattı, yan yana olan birden fazla düşük voltaj hattına giden yolda çok daha az arazi gerektirebilir.

Kayıpları Azaltmak için Artan Gerilim

Akım düştüğünde kayıplardan kaynaklanan maliyet önemli ölçüde azalır. İletkenlerdeki güç kayıpları, I2R formülüyle hesaplanır.  I yani akım iki katına çıktığı zaman, bu formüle göre dirençli aynı iletken türü için güç kayıpları (R), dört katına çıkar.

Akım daha az ve kayıplar çok daha az olduğunda, yüksek voltaj iletim hatları kullanarak uzun mesafelerde büyük miktarlarda elektrik enerjisi taşımak çok daha kârlıdır.

İletkenlerin kenetlenmesi, hattın güç aktarım kapasitesini önemli ölçüde artırır. Bir iletim hattına, gruplandırılmış iletkenler eklenmesi (ikili, üçlü dörtlü iletkenlerin gruplandırılması), az da olsa ekstra maliyet yaratır fakat böylece hattın güç aktarım kapasitesi artırılmıştır.

Örneğin, belirli bir yeni iletim hattı için bir yol hakkı sağlandığını varsayalım. İletim hatlarının faz başına birden fazla iletkene sahip olacak şekilde tasarlanması, ek bir minimum maliyet çıkarsa da bu hattın enerji taşıma kapasitesini önemli ölçüde artırır.

Yüksek Voltaj Nerelerde Kullanılır?

Yüksek voltaj, ulaşım şebekesi seviyesi olarak adlandırılan geniş elektrik şebekelerinin bölgeler üstü hat seviyesinde alternatif voltaj şeklinde kullanılır ve elektrik enerjisinin değiş tokuşu ve ticareti için birbirine bağlı şebekelerde kullanılır.

 

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here