Elektrik Soru Bankası ve Cevapları

    Son Güncelleme Tarihi: 26.04.2024

  

  Değerli meslektaşlarım ve arkadaşlarım ! 

Size binlerce sorudan oluşan Selim Ay Hocamızın hazırlamış olduğu  sorubankası ve cevaplarını peyderpey veriyorum. Henüz cevaplamaya başladığım için tamamlanması muhtemelen çok uzun zaman alacaktır. Bazı soruların cevaplarını çok doyurucu şekilde veremediğimde bu sorunun cevabını yuvarlak ifadelerle geçtiğimde lütfen kusuruma bakmayınız. Her hafta asgari 10 soru cevaplandırmaya çalışacağımı belirterek size faydalı bir çalışma olmasını da temenni ederim.          

                                 

                   PRATİK SORULAR (ELEKTRİK PRATİK SORU BANKASI) VE CEVAPLARI

1    35/0.4 kV luk trafo S (kVA) gücüyle tanımlanırken, örneğin 40 kW lık bir asenkron motor P (kW) gücüyle tanımlanır. Neden?

  Anma gücü (P): Anma gerilim ve yükünde milde oluşacak mekanik gücü ifade eder. kW yada hp (beygir gücü) olarak verilir.Biri elektrik biri mekanik (elektrik güce tekabül eden mekanik güc)

2. 40 kW lık asenkron motorun güç katsayısı daima sabit midir? Neden?

     Hayır yüklendikce yükselir.Çünkü boşta mıknatıslanma için gerekli enerjiyi çeker, küçük bir aktif güç de sürtünme kayıpları için çekilir, yük arttıkça güç faktörü aktif güç lehine büyür.

3. Determinant hangi durumlarda hesap edilemez veya söz konusu değildir?

   Lineer denklemlerin çözümlerinde kullanılır, devre parametreleri bilindiginde ve yeterli boyutta (bilinmeyen sayısınca denklem varsa)bir matrix oluşturulabildiginde çözüm verir.

4. Diferansiyel denklem ile cebirsel denklem arasındaki fark nedir?

Diferansiyel denklem değişkenleri türevsel ifadelerken lineer denklemlerde bunlar türevsel değişkenler değil reel sayılardır.

5. Lineer ve lineer olmayan diferansiyel denklemlere birer örnek veriniz.

Ax+By= K lineer                  Adx/dt+ Bdy/dt= c diferansiyel

6. Katsayıları zamanla değişen diferansiyel denkleme (Elektrik Mühendisliğinden) bir örnek veriniz.

   f (t)=5e−2t−5e−3t(cost+sint)

7. Güç akışı analizlerinde “salınım barası (slack busbar)” neden kullanılmaktadır?

İmajiner bir bara olup aslında frekans tutma işini yapan santralin elektriksel modellemesinde bir referans noktası oluşturur ki bu şekilde analizde bir noktadan başlayarak güç kayıplari hesaplansın ve dogru bir sümulasyon yapilsin.

8. Kararlılık analizinde “eşit alan kriteri (equal area criterion)” ne amaçla kullanılmaktadır?

Bu krite kullanılarak sonsuz  bara veya tek  bir bara  ile bir baska bir bara arasındaki güc akısının bozulmalar karsisinda stabil kalıp kalmayacaginı belirleyebilmek icin kaba bir tahminde bulunmak icin kullanılır.

9. Bir güç trafosunun yıldız noktasının doğrudan veya direnç ya da bobin üzerinden topraklanmasının ne yararı vardır?

Dogrudan topraklama cok fazla tercih edilmez cünkü yildiz noktası topraklanarak toprak arızalarında olusan kısa devre akımlari düşürülmek istenir. Ayrıca yildiz noktası topraklanmazsa tek faz toprak arızalarında diger iki fazin gerilimi 1,7 kat yükselir tehlikelidir. Ayrıca yüksek empedanslı bobinler kullanılarak yüksek gerilim hatlarında olusan kapasitif kacaklar engellenebilir.(ayrıca transpoze de bunun icin yapilabilir.)

10. Orta gerilim hatlarında neden demet iletkenler kullanılmaz?

Çünkü demet iletkenler korona kayiplarinin yüksek oldugu yüksek gerilim iletkenlerinde kullanılır o.g de gerek yoktur.

11. 380 kV luk bir iletim hattında hattın kondüktansı G (siemens/km) nasıl bulunabilir?

Hatların kondüktansı denildiğinde iki şey düşünülebilir, birincisi hat iletkeninin kondüktansıdır ki bu empedansın tersidir, Diğeri ise hattın toprakla arasındaki kapasitans değerinin tersidir. Kısaca iletkenliktir.

12. Kesici (disjonktör) boyutlandırmasında, χ ve μ katsayıları neden ve nasıl kullanılır?

X burada iletkenliktir ve kontakların iletkenliği dizayn icin cok önemlidir, cok zaman ince gümüs ile kaplanır kontaklar mesela,  μ ise geçrigenliktir, kesme yapan gaz veya ortamın geçirgenlik katsayısı aynı şekilde dizayn icin önem arzeder.

13. Enerji iletim hatları neden çoğu kez “Pİ eşdeğer devresi” ile modellenir?

Çünkü bu eşdeğer devrede yük akışına giriş çıkış ve devre empedansları ile kacak kapasitansların etkisi  kayıplar regülasyon matematiksek olarak çözümlenebilir.

14. 154 kV luk bir kafes direğin topraklama elektrotundan ne zaman akım akar?

Bu elektrodan direğe en yakın direklerden birinde  toprak arızası oluşursa 
toprak arıza akımı akar ve bu akım koruma iletkeni  ve toprak üzerinden  trafo merkezindeki işletme topraklamasına en yakın direk üzerinden tekrar nötre döner.

15. Enerji sistemlerinde, akım dağılımı analizi yerine, güç akışı analizi yapılır. Neden?

Çünkü akım analizi daha çok eğitim amaçlı olarak ve küçük devrelerde yapılırken büyük şebekelerde önemli olan şeyin gücün blok olarak aktarılması oldugundan ve gerilim kademelerinin farkli olması sebebiyle akım büyüklüğünün tek basina bir anlam ifade etmemesinden dolayı analiz güç üzerinden yapılır.

16. Enerji sistemleri ile ilgili hesaplarda Jacobian matris (J) nerede ve ne amaç için kullanılır? Bu matris her zaman “kare matris” özelliğinde midir?

Bu matriksler kısmi türevli değişkenlerden oluşur, lineer olmayan bir sistemin kücük değişikliklere gösterdiği değişimi gösterirken cok kücük elemanlar kullanması ile avantaj sağlar ve  daha çok bir şebekede hassas aktif ve reaktif güc analizi yapılması gerektiğinde kullanılır.Hayır her zaman kare değildir.

17. Endüksiyon motorlarına “asenkron motor” da denilmektedir. Senkron sözcüğünün önündeki “a” neden gelmiştir?

Asenkron makine denildiğinde rotor kısmının stator  kısmındaki manyetik döner alan ile aynı hızda dönmediği anlaşılmalıdır.Burada a, senkron olmayan anlamında (a-senkron: senkron DEĞİL) zıt bir anlam katmaktadır kelimeye.

18. Enerji iletim hatlarında “off-set hesabı” hangi durumlarda yapılmaz?

Offset hesapları daha çok seyrek direk kullanılan ve eğimli arazilerde hat çekmek söz konusu olduğunda yapılması gereken hesaplardır.Dolayısıyla sık aralıklı ve eğimsiz arazilerde dikilen direkler söz konusu ise gerek yoktur.

19. Bir kafes direğin çevresinde “adım gerilimi”nin oluşabilmesi için gerek koşul nedir?

Direğin topraklama elektrodu üzerinden herhangi bir kısa devre akımı geçtiğinde 20 metre kadar bir uzaklık aşılmadığı müddetçe direğe yakın bölgede iki adım arasında adım gerilimi meydana gelecektir.Gerekli koşul elektrot ve toprak iletkeni bulunmasıdır.

20. Bir kafes direğin çevresinde “temas gerilimi”nin oluşabilmesi için gerek koşul nedir?

Direk üzerinde veya hatta bir faz toprak arızası neticesinde bir insanın direğe dokunması gerek koşuldur.

21. Camper bağı hangi tip direklerde ve ne amaçla kullanılır?

Daha çok gergi takımı kullanılan durdurucu ve köşede durdurucu direklerinde iki iletkeni birbirine irtibatlandırmak için kullanılır.

22. Hava hatlarında “Stockbridge damper” ne amaçla kullanılır?

Çok gergin iletim hatlarında rüzgar tarafından yaratılan titreşimleri sönümlendirmek için kullanılır.

23. 12 elemanlı bir zincir izolatörde  hangi durumlarda her elemanın uçları arasına eşit gerilim düşer?

Eğer zincir  izolatör kirli değilse her izolatör üzerine eşit gerilim düşer.

24. 300 km lik bir enerji iletim hattında iki noktada çaprazlaştırma (transpozisyon) direği kullanılmıştır. Bu direklerden dört noktada kullanılmış olsaydı, ne değişirdi?

Daha dengeli bir iletim hattı (faz toprak kapasitanslarının daha çok dengelendiği) elde ederdik.

25. Enerji iletim hatlarında, direkler için, hangi durumlarda “kamçılanma hesabı” yapmaya gerek yoktur?

Havai hatta eğer kablo  (dış kısım izoleli çıplak değil )kullanılıyorsa bu hesaba gerek yok.Kamçılanma olayı kısaca bir iletken üzerinde  bulunan buz yükünün ani olarak düşmesi sonucunda meydana gelen ani titreşimlerdir.

26. Enerji iletim hatlarında neden “dalgalanan (salınımlı) güç (pulsating power)” hesabı yapılmaz?

iletim hatlarının yük tarafında yapılan kompanzasyonlar bu gücü ortadan kaldırmaktadır.

27. 380 kV luk bir iletim hava hattında kapasitif kaçak akım (IC) nasıl ölçülebilir?Ampere yasasını ifade ediniz ve bir uygulama alanını belirtiniz.

Trafo noktası yalıtılarak yıldız  noktası toprak arası direk topraklanarak bu iletken üzerindeki akım ölçülür. Ampere yasası bir iletkenden geçen akımın çevresinde bu akımla orantılı bir manyetik alan oluştuğunu gösterir.Bu yasa eletromanyetik biliminin temelidir.

28. Faraday yasasını ifade ediniz ve bir uygulama alanını belirtiniz.

Faraday yasası değişken manyetik akının bu akıyı çevreleyen bir iletkende bu akıdaki değişimle orantılı olarak gerilim endüklediğini ifade eder, transformatörler bir örnektir.

29. Gauss yasasını ifade ediniz ve bir uygulama alanını belirtiniz.

Gauss yasası kapalı bir yüzeydeki akının bu yüzeyin oluşturduğu hacim içerisindeki yük ile orantılı olduğunu anlatır.

30. Yuvarlak kutuplu (round pole) senkron generatöre ilaveten çıkık kutuplu (salient pole) senkron generatör de kullanılmaktadır. Neden?

Genellikle yuvarlak kutuplu generatörler düşük kutup sayılı dolayısıyla yüksek devirli uygulamalarda (örneğin buhar santralleri)kullanılırken, çıkık kutup sayılı  generatörler yüksek kutup sayılı dolayısıyla düşük devirli uygulamalarda (örneğin hidroelektrik santraller) kullanılır.

31. Yz5, Yd0 simgeleri neyi ifade etmektedir? Son rakamların değişm
esi halinde fiziksel olarak ne olmaktadır? Bu bağlantılar nerelerde kullanılmaktadır?

Burada Y yıldız d üçgen ve z zigzag bağlantı demek olup bunlar trafolarin primer ve sekonder bağlantılarının şeklini belirtir.0 ve 5 gibi rakamlar primer sekonder arasındaki faz farkını 30 derecenin katlari olarak verir.mesela 5, 150 derece 0 ise 0 derece fark anlamına gelir.

32. Hatlarda “spacer (ara tutucu)” nerede ve ne amaçla kullanılır?

Yüksek gerilim hatlarında özellikle 380 kv hatlarda korona olayını azaltmak  için iletkenler her fazda birden fazla olacak şekilde ve aralarında mesafe bırakılarak çekilir, bu iletkenleri birbirinden ayıran kelepçelere spacer(boşluk veren) denir.

33. Yer altı enerji dağıtım kablo kanalında kullanılan “kum”un görevleri nedir?

Kum kablonun soğumasını sağlar.

34. 380 kV ve 380 V luk iki şebekenin kısa devre hesapları arasında, ne fark vardır?

Tek fark yüksek gerilim hesaplarında daha çok birim değerler kullanılarak çok büyük rakamlarla uğraşmak yerine küçük rakamlarla sonuca daha kolay gidilmesidir.Mantık aynı olmakla birlikte yüksek gerilim hesaplarında simetrili bileşenler kullanılırak gerçekçi sonuçlar elde edilebilir.. Düşük gerilimde ise dağıtım trafosundan tüketici tarafına doğru çoğu zaman en kötü durum olarak trafo çıkışı kısa devresi gibi düşünülerek daha basit bir yaklaşım sergilenir.

35. Kısa devre hesaplarında kullanılan başlıca varsayımlar nelerdir?

Yüksek hızlı geçici bileşenlerin kaybolduğu,makinelerin eylemsizlikleri ve gerilim düzenleyici cihazların regülasyon yapacak kadar zaman bulamamaları sonucunda  makinelerin mekanik değişkenlerinin sabit kaldığı gibi varsayımlar yapılır.

36. Buchholz rölesi hangi tip trafolarda ve ne amaçla kullanılır?

Yağlı tip trafolarda kullanılır.Görevi sargılarda meydana gelebilecek kısa devrelerde meydana gelecek olan ısının tetiklemesi ile trafoyu devreden çıkarmaktır.

37. Fourier analizi ne zaman ve ne amaçla kullanılır?

Daha çok distorsiyonlu   bir dalga şeklinin  harmoniklerini hesaplamak için kullanılır. Bu sayede filtreleme yoluyla dalga harmoniklerden kurtarılır.

38. Enerji sistemlerinde “bara empedans matrisi” nasıl oluşturulur?

Tüm devre denklemleri V=Z.I şeklinde yazılarak matrisler oluşturulur.

39. Bir trafo hücresinde silikajelin (silica gel) fonksiyonunu kaybettiği nasıl belli olur?

Renginin pembemsi olmasından

40. Bir iletim hattının 70. kilometresinde, faz camperlerinden biri kopacak olsa ne olur?

O faz enerjisiz kalır,sistemde dengesizlik meydana gelir, sağlam fazlar eşit ama ilk duruma göre daha az akım taşır, camper iletken toprağa (direğe)temas ettiğinde faz-faz arası gerilimin yüzde 30-60 kadar bir gerilim meydana gelir ki tehlikelidir. Ayrıca yüksek gerilim hatlarında kaçak kapasitansların değeri dikkate değer şekilde yüksek ise ilk kopma anında rezonans olayı meydana gelebilir.bir de dağıtım trafolarından sekonder faz akımı kadar akım geçer dolayısıyla diğer fazların da devreden çıkarılması gerekir.

41. “Temel İzolasyon Seviyesi BIL (Basic Insulation Level) “ ne anlama gelir?

Herhangi bir elektriksel cihazın yıldırım darbe şeklindeki gerilim yükselmelerine dayanımının ölçüsüdür

42. Laboratuar ortamında bir “elektrik alanını(E)” nasıl elde edebilirsiniz?

Basit bir kondansatör düzeneği ile yapılabilir.

43. Laboratuar ortamında bir “magnetik alanı (B)” nasıl elde edebilirsiniz?

Herhangi bir endüktör çekirdeği içerisinde alternatif akım yardımı ile düzgün bir alan oluşturulabilir.

 44. Laboratuar ortamında bir “döner alanı” nasıl elde edebilirsiniz?

Sabit mıknatısın döndürülmesi ile bile döner alan elde edilebilir.

 45. Laboratuar ortamında bir “elektromagnetik alanı” nasıl elde edebilirsiniz?

Bir iletkenin etrafında  elektromanyetik alan meydana gelir.

 46. Laboratuar ortamında L (mH) değerinde bir endüktansı nasıl yapabilirsiniz?

Yumuşak demir çekirdek etrafına bir miktar bakır sarılarak (5 10 spir gibi) endüktör elde edilir.Bu endüktörün belirli bir endüktansı olacaktır.

 47. Laboratuar ortamında C (mikrofarad) değerinde bir kondansatörü nasıl yapabilirsiniz?

İki iletken levha arasına bu levhalar herhangi bir şekilde temas etmeksizin ve aralarında dielektrik katsayısı yüksek bir madde konulmak suretiyle bir.A.C gerilim uygulandığımızda  bir kondansatör elde etmiş oluruz.(gerilim uygulanmasa dahi bu yapı bir kondansatördür)

48. 380 kV luk bir hava hattında akım taşıma kapasitesini etkileyen parametreler nelerdir?

 Sıcaklık, hat endüktansı, kaçak kapasitans, iletken kesit  ve türü, uzunluk, yıldız üçgen bağlantı şekli, hatların birbirine mesafesi konumlanması vs…

49. 380 kV luk bir yer altı kablosunda akım taşıma kapasitesini etkileyen parametreler nelerdir?

Sıcaklık, hat endüktansı, kaçak kapasitans, iletken kesit  ve türü, uzunluk, yıldız üçgen bağlantı şekli, hatların birbirine mesafesi konumlanması, toprak nemi vs..

50. Fazör, vektör ve kompleks büyüklük kavramlarını açıklayınız.

Fazör alternatif akımda hesap yapılmasını kolaylastırmak icin kullanılan reel ve sanal düzlemdeki vektörel gösterimdir, vektör büyüklüğü ve yönü olan doğrudur, kompleks sadece reel kısımdan ibaret olmayan sanal kısmı da olan anlamındadır. Burada reel aktif güc sanal reaktif güce karsilik gelir.

51. Doğru akım enerji iletim hattında “harmonik reaktif güç” kavramı nedir?

Doğru akım iletimde meydana gelen converter harmonikleri güç faktörünü azaltırlar.Bu harmoniklerin oluşturduğu güce harmonik  reaktif güc  denir.

52. Bir iletim hattında “irtifak maliyeti” hangi parametrelerin bir fonksiyonudur?

İrtifak maliyeti direklerin ve hattın bir araziden geçmesi karşılığında hat sahibinin arazi sahibine ödediği kira benzeri ücrettir. Bu fiyat kamunun belirlediği fiyatlardandır.Çoğunlukla hattın ve direğin genişliği ve sayısı ile değişir. Asıl parametre arazinin değeridir.

53. Bir iletim hattında “istimlak maliyeti” hangi parametrelerin bir fonksiyonudur?

Bir arazi üzerinde irtifak hakkı yoksa istimlak olayından bahsedilir. Bu arazi üzerinde bulunan hat ve direklerin hat sahibi ile arazi sahibi arasındaki anlaşma veya kamu yaptırımı ve belirlediği fiyata binaen belirlenen fiyattır. Yine hattın genişliği ve direklerin sayısı ve büyüklüğü ile orantılıdır.  Asıl parametre arazinin değeridir.

54. Bir iletim hava hattında, hattın reaktansı ve süseptansı hangi fiziksel büyüklüklere bağlıdır?

  Reaktans hat iletkenlerinin konumuna bağlıdır. Suseptans ise direnc ve bu reaktansa bağlıdır.

55. Sıfır bileşen (homopolar) akımın oluşabilmesi için gerek koşullar nelerdir?

Dengesiz yüklenme ve tek faz toprak  arızası sıfır bileşen akım oluşturur.

56. Bir iletim hattı, yıldırım darbesine karşı neden hat empedansı ile karşı koymaz?

Bir iletim hattında parafudr benzeri bir cihaz kullanmadan bir yıldırım darbesine karşı koymanın tek yolu, karakteristik empedans kadar bir empedansı bu hattın sonuna bağlamaktır. Bunun sağlanması da tahmin edileceği üzere imkansızdır çünkü hattın sonunda belirli bir bitiş noktası yoktur.

57. Elektrik makinelerinde “mıknatıslama akımı” ne anlama gelir? Neden bu ismi almıştır?

Mıknatıslama akımı gerilimi endükleyecek olan manyetik alandır. Burada mıknatıslama manyetik alan oluşturan manasına gelir.

58. Elektrik mühendisliğinde; t, s, jw ve z düzlemleri (domains) ne amaçlar için kullanılır? Her bir kullanım alanına birer örnek veriniz.

T zaman domainidir. Tüm dalga şekilleri sinus formunda bu domain de incelenebilir

S laplas dönüşümünde kullanılan değişken domaindir. Bir RLC devresi bu domain kullanılarak çözümlenebilir.

JW  fazör gösterimi için kullanılan fazör domainidir. Sürekli durum analizinde güç analizi ve a.c akım ve gerilim hesaplamakta kullanılır.

Z domain ise sinyal işleme de kullanılır. Ayrık zamanlı sinyalleri frekans bandlarında değerlendirmeye yardımcı olur filtre hesaplarında çok kullanışlı bir tekniktir.

59. Bir asenkron motorun devir yönü değiştirildiğinde “kayma(s)” değeri değişir mi? Neden?

Eğer yük sabit kalmaya devam ediyorsa değişmez.

60. Bir güç trafosunun (34.5/0.4 kV) sabit ve değişken maliyet bileşenlerini açıklayınız.

Bir güç trafosunun sabit maliyet bileşenleri oldukça düşüktür. Çünkü hareketsiz bir cihazdır. Sabit maliyet trafonun taşınması varsa gümrük vergileri, kendi fiyatı vs ..Değişken maliyet bileşenleri ise trafo yağı, silikajel değiştirme, trafonun sabit demir kayıpları , kuru tiplerde bilhassa gürültüyü önleyici önlemler vs …

61. 1 kV genlikli 1 saniye süreli bir darbe gerilimini devre teorisinden bilinen fonksiyonlar yardımıyla nasıl elde edersiniz?

Aşağıda  alfa ve beta diferansiyel denklemlerin kökleridir.

62. Bir F(s) fonksiyonu için “öteleme (shifting)” özelliğini ifade ediniz.

Bir f(t )   Fonksiyonunun  laplası F(s) ise a>= 0  iken bir Ua(t).e^at laplas’ı F(s-a) a eşittir.

63. Bir kesicinin performansı deniz seviyesinden yükseldikçe nasıl etkilenir?

Yükseklik arttıkça akım ve gerilim ratingleri azalır.

64. Bir termik santralin (100 MW), sabit ve değişken maliyet bileşenlerini açıklayınız.

Sabit giderler grubuna; vergiler (gelir vergisi hariç bina ve arazi vergileri gibi), faiz, kiralar, sigorta primleri (ürün sigortası hariç), kuruluşa ait bina ve ekipmanların amortisman giderleri, bulundurulması gerekli en az işçi ve memurun ücret ve maaşları girer.

Değişken maliyetler ise işçilik ücretleri, yakıt ücretleri, nakliye ücretleri, üretim ile ilgili vergiler,sermaye faizi, tamir ve bakım masrafları, harcanan zaman vs…

65. Enerji, akım, gerilim, akı ve güç kavramlarını matematiksel olarak ifade ediniz..

Enerji  akım ve gerilimin zamanla çarpımına eşittir. Akı akım ile doğru orantılıdır(doyum olayı yoksa) ve güç ise akım ve gerilimin çarpımıdır.

66. Matematikteki Div, Rot, Grad ne anlama gelmektedir? Örnekler veriniz.

kapalı bir yüzey içerisinde bulunan bir yükün yarattığı elektrik alanın  yine bu yüzey tarafından kapatılan  hacimde bu  elektrik   alanın diverjansı ile integral alınması sonucu bu kaynak yükün miktarı hesaplanabilir. Diverjans, hacim sıfıra giderken,bir akı çizgilerinin 'in birim hacime düşen akısı olarak tanımlanabilir

Rotasyonel diğer adı ile curl ise bir döner alanın yönünü tayin etmekte kullanılan bir kabullenmedir, Örneğin bir bobin içerisindeki alanın rotasyonu eksen üzerinde bulunan bir vektördür.Gradyen ise vektörel olmayan bir büyüklüğün mesela bir sıcaklık dağılımının değişim hızı kullanılarak vektörel bir gösterimde ifade edilmesidir.

67. Sonsuz güçlü şebeke ne demektir? Hangi özellikleri taşır?

Sonsuz güçlü şebeke gücü çok büyük olan ve genellikle ulusal şebeke olarak da adlandırılan şebekedir. Bu şebekenin frekansı bir ünitenin devreye girip çıkması ile çok az değişir. Şebekenin eşdeğer direnci sıfır kabul edilebilir.

68. Bir fazlı ve üç fazlı asenkron motorlarda kullanılan kondansatörlerin görevleri nedir?

Bu kondansatörler genellikle kompanzasyon ve  kalkış için kullanılırlar.

69. Çarpımsallık teoremini bir örnekle açıklayınız.

Lineer elemanlardan oluşan bir direnç devresinde tüm kaynakların genlikleri

x katına çıkarılırsa, devredeki bütün çıkışlara ilişkin gerilim ve akımların zorlanmış çözüm yanıtlarının genlikleri de x katına çıkar.

70. Toplamsallık (süperpozisyon) teoremini bir örnekle açıklayınız.

toplamsallık teoremi için  şöyle  söylenebilir: Lineer

elemanlardan oluşmuş bir devrenin zorlanmış çözümü, devredeki her bir kaynaktan dolayı

ortaya çıkan zorlanmış çözümlerin toplamına eşittir

71. Karşılılık (resiprosite) teoremini bir örnekle açıklayınız.

Bir trafonun(iki kapılı bir devre elemanı) sekonderinden uygulanan gerilime karşılık gelen primer akımı, aynı gerilim primere uygulandığında sekonderden elde edilen akıma eşittir ve bu trafonun  karşılılık özelliğini göstermektedir.

72. 0.5 metre uzunluğundaki 3x120 mm2 lik XLPE kablonun “kayıp faktörünü (tanδ)”

nasıl ölçersiniz?

Bir kablonun nominal gerilim uygulandığında mevcut kaçak akımı ölçülür. Bu akımın aktif bileşeninin reaktif bileşenine olan oranı kayıp faktörünü verir.

73. Üç fazlı asenkron motorun statora indirgenmiş eşdeğer devresinde, sağ tarafta R2’/s

yer alır. Burada s (kayma) neden “payda” da bulunmaktadır?

Çünkü kayma ne kadar artarsa direnç o kadar azalır yani direncin azalmasıyla V ² / R gücü artar.

74. Yurtdışında 60 Hz frekansta 1 MVA lık trafo için A (kg) silisli sac ve B(kg) bakır

kullanılmıştır. Aynı kalite malzemeler kullanılmak koşuluyla, bu trafo 50 Hz için

üretilmiş olsaydı, malzeme miktarları % kaç değişecekti?

Demir miktarı yüzde 20 artacaktı. Aynı şekilde sarım sayısı dolayısıyla bakır miktarı da yüzde 20 artacaktı.

75. 16 kW lık bir asenkron motorun klemens kutusuna dokunan teknisyen parmaklarında

yanma hissetmiş olsun. Kaçak akımın değeri nasıl ölçülebilir??

Motor yalıtkan bir yüzey üzerine alınarak ana topraklamaya bağlı  koruma topraklamasındaki akım hassas bir ampermetre ile ölçülür. Bu iletkendeki akım gövdeye olan kaçak akımdır.

76. Aynı motorun kaidesine dokunan 5 yaşındaki bir çocuk nasıl etkilenecektir?

Çocukların vücudu yetişkinlere göre daha fazla su içerdiğinden elektrik çarpmalarından çocuklar daha fazla etkilenirler.

77. Üç fazlı bir asenkron motorun, sargı, nüve, sürtünme kayıplarını “ölçme” yoluyla nasıl

tayin edersiniz?

Bir motorun sargı nüve ve sürtünme kayıpları kısaca elektriksel güçten, elde edilen net mekanik gücün çıkarılması ile bulunur.

78. 630 kVA lık bir trafonun plakasında “yükte ve boşta kayıpları” (kW) cinsinden okunmaktadır. Bu trafonun a b c fazlarından, sırasıyla 200, 250, 220 kVA çekilecek olsa, “kayıpları” % kaç oranında değişir?

Boşta kayıplar sabittir. Fazlar bu örnekte dengesiz yüklendiği için nötr iletkeni varsa bu iletkende de kayıplar oluşacaktır. Ayrıca trafo bu örnekte aşırı yüke girdiğinden ve kayıplar akımın karesi ile orantılı olduğundan burada net bir sayı verilemez.

79. Yukarıdaki trafo anma gücüyle dengeli yüklenmekle birlikte, %5 oranında akım

harmoniği de içeriyor olsaydı, “kayıpları” % kaç oranında değişirdi?

Boşta kayıplar ihmal edilirse Yaklaşık yüzde 10 (1,05 karesi eksi 1)

80. Yukarıdaki trafo anma anma gücüyle dengeli yüklenmekle birlikte, %3 oranında

gerilim harmoniği de içeriyor olsaydı, “kayıpları” % kaç oranında değişirdi?

1,03 karesi eksi 1 oranında artardı.

81. Karakteristik (surge) empedans, neden “uzun” enerji iletim hatları için

tanımlanmaktadır?

Çünkü uzun hatlarda bu empedans değeri sanal bileşen işin içine girmeden reel bir sayı olarak ifade edilebildiğinden pratik bir anlam ifade etmektedir.Bu değer kullanılarak hattın sisteme reaktif güç verdiğini veya çektiğini  kolayca anlayabiliriz.

82. Fazör ile vektör arasındaki farklar nelerdir?

Fazör bir sinus dalgası şeklindeki bir büyüklüğün işlemsel kolaylık sağlaması amacıyla frekans ve zaman işin içine katılmadan ifade edilmesidir. Bir fazör vektör olarak gösterilir ama vektör sadece yön ve şiddete sahipken fazör açısal frekans şiddet  ve bir başka dalga şekli ile olan faz farkını temsil eder.

83. Hava hatlarında “ark boynuzu” ne amaçla kullanılır?

Ark boynuzu izolasyon maddelerini aşırı gerilimlere karşı korumada sigorta görevi görür. Atlama gerilimi korunan maddenin İzolasyon seviyesinin biraz altında seçilen ark boynuzu sayesinde izolatör zarar görmemiş olur.

84. Hangi tip hatlarda kuşkonmaz (bird guard) kullanılamaz?

Yer altı hatlarında, kuşların kanat açıklıklarının iki hattı veya hat ile toprağı temas ettiremeyeceği büyüklükteki iletim iletim hatlarında kullanılmalarına gerek yoktur.

85. Enerji iletim hava hatlarında kullanılan “kürelerin” görevi nedir?

Özellikle hava araçlarını uyarma amaçlıdır.

86. Zincir izolatörlerde hangi durumlarda “zincir verimi” %100’e eşit olur?

Zincir verimi = Hat gerilimi (disk sayısı x hatta en yakın diskin üzerindeki gerilim)

Bu değer şönt kapasite değerinin ortak kapasite değerine olan oranının azalması ile artar ki bu da yağmurlu havalarda bu şekilde gelişir. Guard ring denen alet kullanılabilir. Bu statik ekranlama yaparak verimi artırır. Kapasitanslar grading yapılabilir. Yani kullanılan diskler kapasitansları farklı ve giderek azalan şekilde yapılabilir. Veya en son çare ekonomik olmamakla birlikte disk sayısını artırmaktır ama konsol ve direk büyüyeceğinden ekonomik değildir.

87. 35 kV luk bir beton direkten toprağa doğru I (mA) değerli kaçak akım akmaktadır. Bu

direğe bir sincabın tırmanması halinde, akımın değeri değişir mi? Neden?

Çok az da olsa sincabın vücudu kaçak direnci değiştireceğinden değişir.

88. Bir akrobat, 154 kV luk hava hattının üzerine helikopterden atlamış ve iki eliyle hatta

tutunmayı başarmıştır. Hatta tutunduğu süre içinde, akrobata ait Thevenin eşdeğer

devresini çiziniz.

İki elinin arasındaki direnç thevenin eşdeğeri olur.

89. 220 kV 60 Hz lik bir iletim hattı doğru akım hattına (HVDC) dönüştürülecektir. Yeni

DC hattın gerilimi en çok kaç kV olabilir?

[2x220x1,4 /1,73 ]  / 3,14  olur ki bu sadece valf ve 3 faz gerilimlerle yapılır. Yoksa kapasitör kullanarak özel gerilim çoklayıcılar kullanılabilir.

90. “logaritmik ölçek” ve “yarı logaritmik” ölçekleri tanımlayıp birer örnek veriniz.

Logaritmik ölçek değerin değil bu değerin logaritmalarının  kullanıldığı ölçeklerdir.

Yarı logaritma ise değerin değişiminin değil değişim oranının kullanıldığı ölçeklerdir her ikisi de çok büyük değerler alan ölçeklendirmeler için kullanılır. 

91. 500 kV luk bir enerji iletim hattının faz iletkenlerinden x metre uzaklıktaki B ve Ealanlarını formüle ediniz.

Elektrik iletim hatlarının etrafındaki elektrik ve manyetik alanlar (EMF) için tek bir evrensel formül yoktur. Bu alanların şiddeti, çeşitli faktörlere bağlıdır:

• Hattın gerilimi: Genel olarak daha yüksek gerilimli hatlar daha güçlü EMF üretir.
• Hattın geometrisi: İletkenlerin, topraklama kablolarının ve kule yüksekliğinin düzeni alan dağılımını etkiler.
• Hattaki akım akışı: Hattın taşıdığı akım miktarı manyetik alan şiddetini etkiler.
• Hattan uzaklık: EMF, iletim hattından uzaklaştıkça hızla zayıflar.

Ancak, iletim hatlarının etrafındaki EMF'yi tahmin etmek için kullanabileceğiniz genel ilkeler ve araçlar vardır:

1. Genel İlkeler:

• Elektrik Alanı: Elektrik alanı (E), hat gerilimi (V) ile doğru orantılı ve hattan uzaklığa (d) ters orantılıdır. Bu kabaca E ~ V/d ile gösterilebilir.
• Manyetik Alan: Manyetik alan (B), hattan geçen akım (I) ile doğru orantılı ve hattan uzaklığa (d) ters orantılıdır. Bu B ~ I/d ile gösterilebilir.

2. Hesaplama Yöntemleri:

• Yazılım Araçları: Özel yazılım programları, belirli iletim hattı konfigürasyonları için EMF'yi hesaplayabilir ve geometri ve akım gibi çeşitli faktörleri hesaba katabilir. Bunlar, enerji hattı tasarımcıları veya danışmanlık firmaları tarafından sunulabilir.
• Basitleştirilmiş Formüller: Temel hat geometrileri için bazı basitleştirilmiş formüller mevcuttur, ancak karmaşık konfigürasyonlar için o kadar doğru olmayabilirler. Bu formülleri enerji iletimi hakkındaki özel kaynaklardan veya ders kitaplarından bulmanız gerekir.

92. 200 MW lık bir termik santral 5000 kcal/kg lık kömüre göre tasarlanmıştır. Santralde 4000 kcal/kg lık kömür kullanılması halinde ne olur?

Çıkış  elektriksel güç değişmediğinden bu kez aynı ısıyı  ve elektriği üretmek için daha fazla yakıt yani daha büyük boiler kazan kullanmak gerekecektir.

93. Enerji iletim hatlarında hat sabitleri (L ve C) için “ilk koşullar (initial conditions)” nezaman dikkate alınır?

İlk koşullar geçici transient analizler içindir ve bu gerilim akım  dayanımlarının belirlenmesi içindir.

94. Karakteristik empedansı, B ve E alanlarına bağlı olarak ifade ediniz.

Karakteristik Empedans =  Eµ/B