Gerilim Düşümü Hesabı Nasıl Yapılır?
Gerilim düşümü hesabı: Enerji merkezlerinde DA ve AA elektrik enerjisi üretilir. Bu elektrik enerjisi tüketim merkezlerine iletken denilen devre elemanları ile taşınır. Tüketim merkezlerine iletilen elektrik enerjisi aboneler tarafından tüketilir.
Örnek; fabrikalar, küçük sanayiler gibi. Aboneler bu enerjiyi; çamaşır makinesi, televizyon, iş makinesi, bilgisayar, fırın, ütü vb. gibi cihazları kullanarak enerjiyi tüketirler. Tüketicilerin kullandıkları devre elemanları verimli çalışmalıdır.
Elektrik devresi elemanlarının tam verimle çalışmamasına etki eden gerilim düşümü olaydır. Bu konunun daha iyi anlaşılması için aşağıdaki devrenin incelenmesi yeterlidir.
Bir aydınlatma devresi bağlantı şeması verilmiştir. Devre enerji kaynağından 1000-1500 metre uzaklıktadır. Devrede görüldüğü gibi elektrik enerjisi iletken bir telle ile iletilmektedir.
Şekilde görülen sisteme bir enerji verildiği zaman lamba flamanlarından bir akım geçer. Devredeki V1 ve V2 gerilimleri bir voltmetre ile ölçülür. Ölçüm sonucu lamba uçlarına bağlı olan V2 gerilim değerinin V1, kaynak geriliminden düşük olduğu görülür.
Bu uygulamadan sonra kaynak gerilimi sabit tutulması şarttır. Sabit tutulması şartı ile devreye lambadan daha fazla akım çeken bir alıcı bağlanır. Aynı ölçümler yapılırsa ikinci uygulamada birinci uygulamaya oranla alıcı uçlarındaki gerilim daha da fazla düştüğü gözlemlenir.
Gerilim Düşümü Neden Kaynaklanır?
Üzerinden elektrik akımı geçen her iletken bu akıma karşı bir direnç gösterir. Her iletken telin kendine göre bir direnci vardır. İletken telden bir akım geçirildiğinde, bu direnç iletkenin iki ucu arasındaki gerilimin düşmesine neden olur. Bu nedenle elektrik üretilirken gerilim elde edilir. Gerilimin, elektrik harcanırken ölçülen gerilimden farklı olması gerilim düşümünden kaynaklanır. İletken telin üzerinde, iletkenin direnci ve iletken telden geçen akımın karesi (I2. R ) ile orantılı olarak ısı şeklinde bir enerji kaybı oluşur.
Bu enerji kayıpları enerji iletiminde istenmeyen bir durumdur. Bu sebeple hatlarda oluşan gerilim düşümü veya kayıpların en düşük değerde olmasına önem verilir. İletken telde oluşan gerilim düşümünü bulmak için kaynak gerilim değerinden alıcı üzerindeki gerilim değeri çıkarılır.
Gerilim Düşümü Hesabı Nasıl Yapılır?
Gerilim Düşümünde Kullanılan Formüller
Düşümü Sınırları
Gerilim düşümü kablo kesitine, kablo uzunluğuna ve devredeki harcanan güce göre değişir. Aydınlatma devrelerinde 220 volt için gerilim düşümü % 1,5 dır. 380 volt besleme için gerilim düşümü % 3 dür. Bu hesaplamalar sonucunda bu değerin üstünde bir değer bulunursa elektrik kablo kesitleri artırılmalıdır.
Tesislerde Kabul Edilebilen Gerilim Düşümü Sınırları
Gerilim düşümü hesaplarında;
Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığın’ a göre iletkende işletme akım ve gerilim değerine göre bir standart belirtilmiştir.
İletkende oluşabilecek gerilim düşümleri standart değerlerin altında olması zorunludur.
Elektrik Kuvvetli Akım Tesisleri Yönetmeliği’nin 58. Maddesinde gerilim düşümleri aşağıdaki gibidir:
Kabloların gerilim düşümü hesaplanırken omik dirençten başka endüktif empedans da göz önüne alınmalıdır. Gerilim düşümü indirici trafo merkezlerinin sekonderinden itibaren yüksek gerilim dağıtım şebekelerinde %7‘yi aşmamalıdır. Ancak ring şebekeler için ayrıca arıza hallerinde ringin tek taraflı beslenmesi durumu için gerilim düşümü tahkikleri yapılmalıdır.
Bu durumda gerilim düşümü %10‘u aşmamalıdır. Alçak gerilim tesislerinde gerilim düşümü %5‘i aşmamalıdır. Kendi transformatörü bulunan tesislerde, transformatörlerin AG çıkışından itibaren gerilim düşümü bakımından en kritik durumda olan tüketiciye kadar olan toplam gerilim düşümü aydınlatma tesislerinde %6,5, motor yüklerinde %8‘i aşmamalıdır. Ring olması halinde yüksek gerilim için yukarıdaki açıklamalar aynen geçerlidir
Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliğine göre;
Elektrik iç tesisat hatlarında en fazla gerilim düşümüne izin verilen max işletme akım ve gerilim değerleri aşağıda verilmiştir.
Sayaçtan sonraki iç tesisatta gerilim düşümü;
- Aydınlatma ve priz linyelerin de % 1,5
- Motor tesisatı için % 3 değerini geçmemelidir.
Gerilim düşümü hesaplarında yüzde gerilim düşümü yukarıda ki tabloda gösterilen oranlardan uygun olan değer alınarak yapılır. Elde edilen gerilim değeri asla yüzde gerilim değerini geçmemelidir.
Hattaki Gerilim Düşümü Formülü
Bağıntıda ;
- u : Hattaki gerilim düşümü (Volt),
- U : Hattın gerilimi (Volt),
- e : Yüzde gerilim düşümünü ifade eder.
Örnek
380 volt ile çalışan bir motor tesisatında hattaki gerilim düşümü kaç volt olmalıdır? ( % e: motor devresi icin % 3 alınacaktır.)
Çözüm
Hattaki Gerilim Düşümü
- 380 voltluk bir gerilim kaynağına 3 fazlı bir asenkron motor bağlanmıştır.
- İletken tel üzerinde en fazla 11.4 voltluk bir gerilim düşümü oluşmaktadır.
- Motor sargılarının uçlarına ise 380 – 11,4 = 368,6 voltluk bir gerilim düşer.
Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliğine göre tesisatta en fazla 11,4 voltluk bir gerilim düşümüne izin verilmektedir.
Bir Fazlı Alternatif Akım (Omik) Devrelerinde % Gerilim Düşümü Hesabı
Bir fazlı alternatif akım (omik) devrelerinde % gerilim düşümü hesabı (pratik formül ile % e’ nin) bulunması.
Tek fazlı alternatif akım omik devrelerinde toplam gerilim düşümü veya ayrı ayrı gerilim düşümleri dikkate alınır. Böylece kesit hesabı yapılır.
Hattaki toplam gerilim düşümüne göre kesit hesabı yapılırken akım ve güç değerleri dikkate alınır. Bilinen akım veya güç değerine göre kesit hesabı iki farklı şekilde yapılır.
-
Bilinen Akım Şiddeti Değerine Göre Kesit Hesabı
Bu formül de olan sembollerin anlamları aşağıda verilmiştir:
- S : iletkenin kesiti
- L : Hat uzunluğu (m)
- I : akım şiddeti (A)
- k : iletkenlik katsayısı (Bakır için 56 Alüminyum için 32 alınır.)
- U : Hat çalışma gerilimi
- e: %gerilim düşümü
Dikkat: İletkenlik katsayısı hesaplamalarda bakır için 56, alüminyum için 32 alınır.
-
Bilinen Güç Değerine Göre Kesit Hesabı
- S : iletkenin kesiti (mm²)
- L : Hat uzunluğu (m)
- N : Hata bağlı alıcıların toplam gücü (Watt)
- k : iletkenlik katsayısı (Bakır için 56 Alüminyum için 32 alınır.)
- U : Hat çalışma gerilimi (Volt)
- e : % gerilim düşümü
Örnek 1:
Yukarıdaki şemada bir binaya ait kolon hattı şeması verilmiştir. Hattın çalışma gerilimi 220 volttur. Bakır iletken kullanılan kolon hattında gerilim düşümünün %1,5 değerini geçmesi istenmiyor. Bu durumda kolon hattının; gerilim düşümünü ve hatta kullanılacak iletkenin kesitini hesaplayalım.
Çözüm: 1
Kolon hattı incelendiği zaman, çalışma gerilimi ve akım değeri birlikte verilmiş olduğu görülür. Bu devrede bilinen akım değerine göre kesit hesabı formülü kullanılacaktır.
Kesit hesabının yapılması için önce;
- Hattın gerilim düşümü,
- Hattan geçen toplam akımı
- Hattın toplam uzunluğu hesaplanır.
1 – Hattın Gerilim Düşümü
Gerilim düşümü 3,3 Voltttan fazla olmayacaktır.
2 – Hattan Geçen Toplam Akım
3- Hattın Toplam Uzunluğu
Bu değerleri bulduktan sonra hattın kesiti hesabı?
2,70 mm2’ lik iletken kesit olmadığından bu iletkenin bir üst kesiti 4 mm2 seçilir.
Bulunan 4 mm2’ lik yeni kesite göre gerilim düşümü ve yüzde gerilim düşümü tekrar hesaplandığında ;
4 – Yüzde Gerilim Düşümü
% e değeri 1 katsayısından küçük olduğundan 6 mm2 ‘lik iletken kesitinin kullanımında bir sorun yoktur.
Hattaki gerilim düşümü
2,24 volt değeri 3,3 Volttan düşük olduğundan iletken kesiti de uygundur.
Örnek 2:
Çalışma gerilimi 220 volt olan bir binanın çıkış iletkeninin kesit hesabı yapıldığında:
Bakır iletken kullanılan hatta gerilim düşümünün %1’i geçmesi istenmemektedir. Buna göre binanın; gerilim düşümü ve hatta kullanılacak olan iletkenin kesiti kaç mm2 olmalıdır. Hesaplayalım;
Çözüm 2:
Hat incelendiği zaman, çalışma gerilimi ve akım değerinin birlikte verildiği görülür. Devrede kesit hesabı yapılırken yine akım formülü kullanılır.
Kesit hesabı için ilk önce yine hattın gerilim düşümü, hattan geçen toplam akım ve hattın toplam uzunluğu öncelikle hesaplanmalıdır
Kesit hesabını yaparken önce hattın;
- Gerilim düşümü
- Toplam akım
- Toplam uzunluk hesaplanır.
Hattın Gerilim Düşümü
Hattaki gerilim düşümü 2,2 Voltu geçmeyecektir.
Hattan Geçen Toplam Akım
A ve B kollarındaki akımların toplanması ile bulunur.
Bulunan Değerlere Göre Hattın Kesiti
L = I1 + I2 = 11 + 6 = 17 metre
Bulunan değere göre hattın kesiti;
5, 51 mm2’ lik iletken kesiti olmadığından kesit olarak 6 mm2 seçilir. Bulunan 6 mm2′ lik kesite göre gerilim düşümü ve yüzde gerilim düşümü yeniden hesaplandığı zaman,
Yüzde Gerilim Düşümü
% e değeri 1 katsayısından küçük olduğu için 6 mm2′ lik iletken kesit kullanılır.
Hattaki Gerilim Düşümü
Güç Kaybı İle Gerilim Düşümü Arasındaki Bağıntı
Alçak gerilim ve orta gerilim enerji dağıtım sistemlerinde alternatif akım kullanılmaktadır. Taşıma ve dağıtım sırasında, sistemdeki enerji kayıpları büyük bir sorun meydana getirmektedir.
Sistemdeki hat kayıpları, iletken direnci küçültülerek, kesit büyütülerek veya hat akımı küçültülerek en küçük değere düşürülmektedir. Hattaki kesitin büyümesi iletken malzeme ve tesisatta kullanılacak olan diğer alıcılar için büyük sıkıntı oluşturur. Bu problemi ortadan kaldırmak için hat akımının değeri düşük tutulur. Enerji hatlarında oluşan kayıplar, iletken telden geçen akımın karesi ve iletkenin direnci ile doğru orantılıdır (I2. R ). Hatlarda meydana gelen enerji kayıpları varlığını ısı şeklinde gösterir.
Özellikle büyük güçlerin küçük gerilim ile taşıma veya dağıtılmasında enerji kayıpları çok fazla olur. Alternatif akım sistemlerinde gerilimin istenilen değere yükseltilmesi ve akımın küçük değerlere indirilmesi sağlanır. Böylece olumsuz etki ortadan kaldırılmış olur.
Güç kaybının gerilim düşümü ile de bir ilişkisi vardır. Hattaki güç kaybı, hattaki gerilim düşümü ile, hattan geçen akımın çarpımı ile hesaplanır. Güç kaybını hesap etmek için iki ayrı formül kullanılır.
- Hattan geçen akım ve hat direnci bilindiğinde ( Nh = I2. R ),
- Hattaki gerilim düşümü ve hattan geçen akım bilindiğinde ( Nh = u . I)
Bu bağıntılarda kullanılan harflerin anlamları
- Nh : Hattın güç kaybı (Watt),
- U : Hattaki toplam gerilim düşümü (Volt),
- I : Hattan geçen akım şiddeti (Amper),
- R : Hattın direnci (Ohm).
İletkenden geçen akım şiddetinin değerine göre, hatta meydana gelen güç kaybı değişir. İletkenden geçen akım değeri küçük ise hattaki güç kaybı düşük, büyükse kayıplar da büyük olur.
Güç kayıplarını azaltmak için;
İletken kesiti büyütülmeli yani iletken direnci azaltılmalı veya iletken üzerindeki gerilim düşümü azaltılmalıdır.
Örnek Soru ve Çözümleri
Örnek Soru
Bir enerji kaynağı uzak mesafede olan 5 KW. gücündeki, elektrik motorunu çalıştırmaktadır. Motorun hattan çektiği akım 10 amper ve hattın direnci 2.5 ohm olduğuna göre ;
- Hattaki güç kaybını
- Alıcıya ulaşan gücü hesaplayalım.
Çözüm
- Nh = 5 KW = 5 000 Watt,
- R = 2,5 ohm,
- I =10 Amper
Hattaki Güç Kaybı
Nh = I2 x R = 102 x 2,5 = 100 x 2,5 = 250 Watt
Alıcıya Ulaşan Güç
(Na) ;Na = N – Nh = 5000 – 250 = 4 750 Watt
olarak bulunur.
Örnek Soru
220 volt gerilim üreten bir enerji kaynağının gücü 10 KW’ tır. Gerilim kaynağından 25 amperlik ışık tesisatı beslenmektedir. Hattaki gerilim düşümünün %1.5 değerini geçmesi istenmemektedir. Buna göre;
- Hattaki gerilim düşümünü,
- Hattaki güç kaybını,
- Alıcıya ulaşan güç (Na)
Çözüm
- N = 10 KW = 10 000 W,
- U = 220 V,
- I = 25 A ve
- e = %1.5 veriliyor.
Hattaki Gerilim Düşümü
Hattaki Güç Kaybı
Alıcıya Ulaşan Güç(Na)
olarak hesaplanır.
kadir bora der ki
Emeklerinize sağlık,çok güzel bir paylaşım olmuş.Teşekkürler.
Selçuk Özkan der ki
Çok teşekkürler.güzel ve doğru bilgiler için.
Selçuk Özkan der ki
Çok verimli bilgiler için teşekkürler.
Mustafa Öztürk der ki
İletkenin uzunluğu 11 ve 6 olan soruda kesit belirlenirken 11 metrelik yer icin ayrı hesap 6 metrelik yer için ayrı hesap yapıp toplanarak ve kendi akımlarıyla çarpılırak hesap yapılmayacak mı?
Bu şekilde hesap yapıldığında 6 metrelik kısımdan da 20 amper geçmiş oluyor.
admin der ki
Dikkatiniz için teşekkürler.
SÜLEYMAN KÜÇÜK der ki
TEK FAZLI SİSTEMDE GERİLİM DÜŞÜMÜ HESABINDA 0,074,TRİFAZE GERİLİM DÜŞÜMÜ HESABINDA 0,0124 KULLANIYORUZ.İKİ FAZLI SİSTEMLERDE GERİLİM DÜŞÜMÜ HESABINDA NE KULLANACAĞIZ.
admin der ki
Difaze için gerilim düşümü hesabında 0,056 kullanıyoruz.
ÇOBAN der ki
ALİMİNYUM 1FAZ VE 3FAZDA NE KULLANACAZ. 0,0198 VE 0,11 MİDİR.
admin der ki
ALÜMİNYUM 1FAZ ; 0,11 ALÜMİNYUM 3FAZ 0,0198
ezgi der ki
MONOFAZE 24V GERİLİM DÜŞÜMÜN SINIRI KAÇTIR?
admin der ki
Gerilim düşümü cetvelinde formül ve gerilim düşümü sınırı verilmiştir.
emre der ki
bilgileriniz cok yararlı ödevim için kullanmak istiyorum elinizde pdf dosyası olarak bulunurmu acaba
admin der ki
Elimizde pdf dosyası olarak yok.
nazmi der ki
merhaba maçka da iş icabı eski bir okulun panosundan 4×16 kablo ile 80 metre ileriye elektrik çektik ve ucuna 2 adet piriz bağladık oradan da 200 metre sahanın belli yerlerine 4×4 ile elektriği taşıdık şimdi sıkıntı surda biz orda çok büyük olmayan 5 kiloluk kırıcı delici hilti kullanıyoruz bide sadece mack marka kırıcı hiltimiz var hepsi aynı anda hiç calistirmiyoruz ama birisini bile calistirsak makine normal veriminde yani tamguc çalışmıyor koku geldigi icin mecbur çalışmayı durdurup jenaratör kullanmaya başladık falan onuda taşıması sıkıntı şimdi biz bu sorunu okulun içine bir yükseltici koyarak ortadan kaldırabilir miyiz sorun hatta ki voltajdan mi yoksa kablodan mi
admin der ki
Çekmiş olduğunuz kabloların çıkış uçlarındaki gerilimi ölçünüz. Kesit hesabına göre formüller verilmiştir. Gücünüz de bellidir. Uzun mesafeden dolayı kablo boşta iken çıkış gerilimini ölçünüz. Kırıcılar çalışır iken de gerilim uçlarını ölçünüz. Aradaki farkı daha iyi görürsünüz. Pratik olarak bu şekilde çözebilirsiniz. Ölçümleri ise 4 x 4 giriş ve çıkış noktasında yapınız. Bunun sebebi ise 4 x 16 kafi geliyordur 4 x 4 kafi gelmiyor olabilir. Bu durumda sorunu daha iyi anlamış olursunuz.
ömer furkan der ki
trifaze olan hatlarda, formülde bulunan 200 yerine 100 olacak değilmi hocam.
admin der ki
Trifaze hatlarda formülde görüldüğü gibi 100 olacaktır.
cemil korkut der ki
açıklamalar çok güzel .
ancak bu kadar güzel açıklanabilir.
admin der ki
Teşekkür ederim
özcan der ki
Anlaşılır bir anlatım için teşekkürler.
nur der ki
Neden 3 fazda 100
admin der ki
Bir fazda gidiş ve dönüş olduğu için 100 2 ile çarpılıp 200 olur. 3 fazlıda yalnız 1 er fazın gidişi vardır.
KAZIM KÜÇÜKAYDOĞAN der ki
Değerli bilgileriniz için teşekkür ederim.Ancak ben elektriğin yabancısıyım.100metre uzunluğundaki hattın sononda 380 volt, 1.5 kw(2hp) motor çalıştırmak istiyorum.kablo kesitim ne olmalıdır? Yardımcı olursanız sevinirim.teşekkür ederim
admin der ki
Motor tesisatı için gerilim düşümü e = % 3 değerini geçmemelidir. u = U x e / 100 u = 380 x 3 / 100 = 11,4 voltu geçmeyecek. Motor sargılarının uçlarına ise 380 – 11,4 = 368,6 voltluk bir gerilim düşer.
Kesit formülü = S = 100 x L x I / k x U x e S = 100 x 100 x 4 / 56 x 380 x 3 = 6,2mm² = 4 x 6 nyy kablo çekilir.
zümrüt der ki
Muhteşem bir anlatım emeğinize sağlık
Halil der ki
Merhabalar, yardım rica edeceğim. Yatay şekilde derede duran dalgıç pompa çalıştırmak istiyorum. Enerji sağlayacak 8 kW jeneratör 270metre uzaklıkta olacak. Motor çalışırken ve jeneratör 10 metre yakında iken 11.2amper çektiğini kablodan ölçtüm. Kaçlık aliminyum kablo kullanmam gerekir? Teşekkürler
admin der ki
https://www.elektrikrehberiniz.com/kablo/kablo-secimi-15851 linkimizi tıklayarak daha detaylı bilgi alabilirsiniz.