Motor Besleme Kablosu ve Koruması

Konu Anlatımı

Motor Besleme Kablosu ve Koruması

Asenkron motorun besleme kablosu, motoru pano çıkışına bağlayan güç hattıdır. Bu hattın kesiti yanlış seçilirse motor yeterli gerilimi alamaz, kablo aşırı ısınır ve koruma elemanları gereksiz yere açabilir ya da motoru koruyamaz. Bu nedenle besleme kablosu ve koruma, motorun etiket verileriyle birlikte tek bir hesap zinciri olarak ele alınır.

Bu derste ne öğreneceğiz?

Bu derste motorun nominal akımının etiket verisinden hesaplanmasını, besleme kablosunun taşıma kapasitesine göre seçilmesini ve gerilim düşümünün kontrolünü öğreneceğiz. Termik röle ve kısa devre koruma ayarlarının motor akımına göre nasıl yapıldığını ve kalkış akımının koordinasyona etkisini de inceleyeceğiz.

Ön bilgi

Üç fazlı asenkron motorun nominal akımı In = P / (√3 × U × cosφ × η) bağıntısıyla bulunur. Bu bağıntıda P motorun çıkış gücü (W), U hat gerilimi (400 V), cosφ güç faktörü ve η verimdir. Etiket üzerinde kW olarak yazılı güç, hesaba girmeden önce watt'a çevrilmelidir.

Gerilim düşümü ve kablo kesiti, ana dağıtım hattı konusundaki bağıntılarla aynıdır. Bu konuyu anlamak için ΔU = √3 × I × L × ρ / S ifadesini bilmek yeterlidir.

1. Besleme Hattının Yapısı

Motor besleme hattı; pano içindeki koruma elemanından, kontaktörden ve motor koruma rölesinden geçerek motorun bağlantı kutusuna ulaşır. Hat boyunca kesit değişmeden devam ediyorsa hesap tek bir kesit için yapılır; kesit değişiyorsa her bölüm ayrı hesaplanır.

Besleme kablosu, motorun ömrü açısından da önemlidir. Gerilim düşümü nedeniyle motor uç gerilimi azalırsa akım artar ve sargı aşırı ısınır. Bu nedenle kablo hesabı, motor koruması ile birlikte düşünülür.

2. Nominal Akım Hesabı

Nominal akım, motorun anma gücünde ve anma geriliminde çektiği akımdır. Etiket verisi eksikse akım tahminle bulunmamalı, üretici verisi kullanılmalıdır. Hesapta cosφ ve η değerleri çarpan olarak girer; bu nedenle küçük değerler sonucu belirgin biçimde değiştirir.

Akımın bulunmasından sonra bu değer kablo ve koruma hesabının başlangıç noktası olur. Sonraki tüm değerler, bu nominal akıma bağlı katsayılarla belirlenir.

3. Kablo Kesitinin Seçimi

Kablo kesiti, nominal akıma göre belirlenen ölçüt akımının taşıma kapasitesine bakılarak seçilir. Ölçüt akımı, proje ölçütü olarak nominal akımın 1,25 katıdır. Taşıma kapasitesi tablosu seçilen döşeme yöntemi ve ortam sıcaklığına göre değiştiğinden, tablo değeri düzeltme katsayılarıyla birlikte okunur.

Taşıma kapasitesi uygun bulunsa bile gerilim düşümü kontrolü yapılmalıdır. Kesit, iki koşulun birlikte sağlandığı en küçük uygun değerde seçilir.

4. Gerilim Düşümü Kontrolü

Motor besleme hattında gerilim düşümü ΔU = √3 × I × L × ρ / S ile hesaplanır. Düşüm kontrolünde nominal akım alınır. Yüzde değer ΔU / U × 100 ile bulunur ve proje sınırıyla karşılaştırılır.

Uzun hatlarda, kesidi büyütmenin yanında pano ile motor arasındaki mesafeyi kısaltmak da düşümü azaltır. Ancak bu değişiklik tesisat projesinde yapılmalıdır; sahada kablo uzatılarak çözülmemelidir.

5. Termik Röle ve Kısa Devre Koruması

Termik röle, uzun süreli aşırı yükü algılayan ve motoru koruyan ana elemandır. Ayarı motorun nominal akımına göre yapılır; genellikle 1,0 ile 1,05 katı aralığında ayarlanır. Ayar, motor etiketindeki akıma göre kontrol edilir ve asla kalkış akımına göre yapılmaz.

Kısa devre koruması termik rölenin görevi değildir. Kısa devre akımı için ayrı bir devre kesici veya sigorta kullanılır. Bu elemanın kesme kapasitesi, pano kısa devre akımından yüksek seçilmelidir.

6. Kalkış Akımı ve Koordinasyon

Asenkron motorun kalkış akımı, nominal akımın yaklaşık 6 ila 8 katı kadar olabilir. Bu akım kısa süreli olup termik röle devreye alma süresini tolere edecek şekilde çalışır. Kalkış akımı bir koruma ayarı değildir; kontaktör ve hattın bu değeri kısa süre taşıyabilmesi gerekir.

Koordinasyon, kısa devrede koruma elemanının kabloyu ısınmadan önce kesmesi demektir. Kesici ile kablo arasındaki ilişki, kablonun kısa devre dayanımı ile birlikte kontrol edilir.

Basit örnek

4 kW gücündeki motor 400 V, cosφ = 0,8 ve η = 0,85 ile çalışıyor. Nominal akım 8,49 A bulunur. Bu değer, motorun besleme kablosunun ilk hesabını başlatır.

İleri örnek

Aynı pano iki motor besliyor: 7,5 kW ve 15 kW. Ön hesapta iki motorun nominal akımları toplanır ve ortak ana hat için 41,80 A bulunur. Eş zamanlılık kullanılmadığı için bu değer güvenli taraftadır ve ana kablo bu değere göre kontrol edilir.

Adım adım çözülmüş örnek

7,5 kW, 400 V, cosφ = 0,85 ve η = 0,9 motor için Adım 1'de nominal akım bulunur: 1,732 × 400 × 0,85 × 0,9 = 529,99 ve 7500 / 529,99 = 14,15 A. Adım 2'de kablo ölçütü 1,25 × 14,15 = 17,69 A olarak bulunur. Adım 3'te termik röle 1,05 × 14,15 = 14,86 A'e ayarlanır.

Kavram karşılaştırma tablosu

Sık Yapılan Hatalar

• Motor gücünü kW olarak bırakıp watt'a çevirmeden akım hesabına girmek.
• Termik rölenin ayarını kalkış akımına göre yapmak; bu durumda motor aşırı yükte korunmaz.
• Kablo kesitini yalnızca gerilim düşümüne göre seçip taşıma kapasitesini kontrol etmemek.
• Termik rölenin kısa devre korumasının yerine geçebileceğini sanmak.
• Güç faktörünü ve verimi çarpan olarak almayıp akımı olduğundan küçük hesaplamak.
• Kesiti artırmadan hattın uzunluğunun gerilim düşümünü etkilediğini ihmal etmek.

Özet

Motor besleme kablosu, nominal akımın hesaplanmasıyla başlar. Kablo kesiti 1,25 katlı ölçüt akımının taşıma kapasitesine ve gerilim düşümü kontrolüne göre seçilir. Termik röle motorun nominal akımına göre ayarlanır, kısa devre koruması ise ayrı bir devre kesici ile sağlanır. Kalkış akımı bir koruma ayarı değil, devreye alma sırasında taşınması gereken bir değerdir.

Kendini dene

Soruları çözmeden önce her bağıntının hangi büyüklüğü verdiğini yazın ve birimleri kontrol edin. Puanlama notu: açık uçlu görevlerde formülün doğru kurulması, sayısal sonucun doğruluğu ve koruma ayarının gerekçesi ayrı ayrı puanlanır.