Motorlarda Kablo Seçimi Nasıl Yapılır?

Endüstride motor için doğru kablo seçimi oldukça önemli bir parametredir. Kablo seçimi güvenlik, maliyet ve kayıpların azaltılması için önemli bir unsurdur. Normalden daha küçük kablo seçiminde motor çalışması sırasında yanabilir, insan hayatı tehlikeye girebilir, üretim ve maliyet kaybına sebep olabilir.

A- A+

06.09.2017 tarihli yazı 26906 kez okunmuştur.

Motor Kablo Kesit XLPE Gerilim Zırh Gruplama

Büyük boyutlu kablo seçimi, kullanılan bağlantı araçlarıyla birlikte oldukça yer kaplamaktadır. Ayrıca döşenmesi sırasında yüksek maliyete ve işçiliğinin fazla olmasına sebep olmaktadır. Bu yüzden kablo seçimi oldukça önemlidir. Kablo seçim detaylarına girmeden önce yüksek gerilimli ve düşük gerilimli motorlar arasındaki farka bakalım.

Yüksek Gerilimli Düşük Gerilimli Motorlar Arasındaki Farklar

En büyük fark düşük gerilimli motorun düşük torka, yüksek gerilimli motorun ise yüksek torka sahip olmasıdır.

Avrupa ve Amerikan standartlarına göre:
LT motorlarının gerilim aralığı: 230V - 415V
HT motorlarının gerilim aralığı: 3.3kV, 6.6kV - 11kV arasında değişmektedir.
Kablo seçimine girmeden önce başlıca konulara değindikten sonra şimdi ana parametrelere giriyoruz.

125 kW düşük gerilimli motorun kablo hesabı

Motor KW: 125
Güç faktörü (Pf): 0.8 Verim (Eff): 94%
Sistem gerilimi, V1: 415
Kablo uzunluğu: 200m
Yük akımı: P /(1.732 x V x Pf x Eff) —> (P = √ 3 x V x I x CosΦ = Üç faz için)
= 125000/(1.732x415x0.8×0.94)
= ~ 230 A

Bulunan akım normal koşullardaki tam yükteki akımı vermektedir.
Kablolar için verilen akım oranları 40°C sıcaklık için tanımlanmıştır. Ortam sıcaklığı bundan daha büyükse kablo akım taşıma kapasitesi azalır.

Ortam Sıcaklığı Değişimine Göre Değerlendirme

►İlginizi Çekebilir: Yangına Dayanıklı Kablo Nedir?

Sıcaklık değişim faktörü, K₁: 0.88 (50°C sıcaklık için)
Kabloların gruplandırılması akım taşıma kapasitesini azaltmaktadır. Bir arada olan kablolarda ısı düzgün dağılmamaktadır. Bir birine temas halinde olan kabloların hepsi normalden daha fazla sıcaklığa sahip olacak ve buda akım taşıma kapasitesini düşürecektir.
Şimdi birbirine paralel her biri 9 kabloya sahip olan 3 hattın hesabına geçelim.

Kablo gruplama faktörü, K2: 0.68 (Herbiri 9 kabloya sahip 3 hatlı kanal için)

Toplam azaltım faktörü: K₁ x K₂

= 0.88×0.68 = 0.5984

1.1 kV Alüminyum XLPE kablonun özellik tablosu

►İlginizi Çekebilir: Kablo Tavası ile İlgili Merak Edilen 20 Soru

Bu durumda 1.1KV, 3 çekirdek, 240 mm², Alüminyum, XLPE, zırhlı kablo seçmek uygun olacaktır. 240 mm² Zırhlı XLPE alüminyum kablonun havadaki akım taşımada kapasitesi 402 A'dir.

Toplam akım = 402 x 0.5984 = 240.55 A
Resistans = 0.162 Ω/Km
Reaktans = 0.072 Ω/Km

Gerilim düşümü, V₂ = 0.3 Volts/Km/A (Havell broşürüne göre)
= 0.3x217x200/1000
= 13 V

Motor terminal gerilimi, V₁ = 415-13 = 402 V

Yüzde Düşüm = (V₂ – V₁)/(V₁)
= (415 – 402)x100/(415)
= 3.13

Seçilen 240 mm² kablonun kontrolünü yapacak olursak:
►Kablonun sıcaklıkla azalan akım (240.55 A) , ihtiyaç duyulan akımdan (230 A) daha büyüktür = Doğru
►Kablo gerilim düşümü (3.13%) belirlenen gerilim düşümünden (10%) daha azdır = Doğru
►Kablo kısa devre akım kapasitesi (22.56 KA) o noktadaki kısa devre akım kapasitesinden daha büyüktür = Doğru

240 mm² XLPE alüminyum kablo her üç koşulda da olumlu sonuçlar verdiğinden bu koşullarda seçimi uygundur.

350 kW Yüksek Gerilimli Motor için Kablo Hesabı

Düşük gerilimli motor için kablo seçimi yaparken akım taşıma kapasitesi ve gerilim düşümü etkiletici bir faktördü. Ancak yüksek gerilim motorların kablo seçiminde kısa devre akım taşıma kapasitesi önemli bir faktör haline gelmektedir. Sonuç olarak yüksek gerilim motorun kablo seçiminde kısa devre akım taşıma kapasitesi tek başına yeterli bir faktör olmakta ve diğer iki faktör otomatik olarak bunu takip etmektedir.

Motor gücü KW = 350
Güç faktörü (Pf)= 0.8, Verim(Eff) = 94%
Sistem gerilimi, V₁ = 6.6 kV
Kablo uzunluğu = 200 m
Yük akımı = P / (1.732 x Vx Pf x Eff)
= 350000/(1.732x6600x0.8×0.94)
= 41 A

Yüksek gerilimli motorlar için kısa devre akım seviyesi, I_sh (t=1sn) = 26.2KA
XLPE kaplamalı alüminyum iletkenli kablo =

= 278.72 mm²
Burada 300 mm² kesit alanlı kablo seçimi yapmak uygun olacaktır.

6.6KV alüminyum XLPE kablo özellikleri

Tablodan da görüleceği üzere 300 mm² kesitindeki kablonun kısa devre akım taşıma kapasitesi 28KA dir.
Sıcaklık düzeltme faktörü , K₁ (Hava koşullarında ) = 0.88
Kablo gruplama faktörü, K₂ = 0.68
Toplam bozulma faktörü= K₁ x K₂ = 0.5984
300 mm² alüminyum iletkenli XLPE kablonun akım taşıma kapasitesi = 450 A
Toplam azalan akım = 450 x 0.5984 = 269.28 A
Resistans = 0.130 Ω/Km
Reaktans = 0.0999 Ω/Km
Gerilim düşümü = 0.26 x Volt x Km / Amper (Hevell broşörüne göre)
= 0.26 x 200 x 41/1000
=2.132 V
Motor terminal gerilimi, V₂= 6600-2.132 = 6597.868 V
%Yüzde düşüm = (V₂-V₁)/(V₁)
= (6600 – 6597.8)x100/(6600)
= 0.032%

Seçilen kablonun doğruluğunu kontrol edecek olursak:

►Kablonun sıcaklıkla azalan akımı (269.28) , kablonun akımı tam yükteki akımdan (41) daha büyüktür = Doğru
►Kablo gerilimi düşümü (0.032%) daha az belirlenen gerilimi düşümünden (5%) = Doğru
►Kablo kısa devre akım taşıma kapasitesi (28.20KA) daha büyük o noktadaki kısa devre akım taşıma kapasitesinden ( 26.2KA) =Doğru

Görüldüğü üzere 300 mm² Alüminyum iletkenli XLPE kablo motorumuz için uygundur.

Kaynak:

►electrical-engineering-portal

Yazar: Samet Özgül