Mikro şebekelerin toprak arızalarına karşı korunması

İnsan nüfusunun artması, şehirlerin genişlemesi, sanayinin ve teknolojini ilerlemesi ile elektrik enerjisine hiç olmadığı kadar ihtiyaç duyulmaktadır. Ulaşımda kullanılan elektrikli araçlardan, raylı sistemlere, sanayide kullanılan asenkron motorlara; konutlarda kullanılan elektrikli ev aletleri ve aydınlatma sistemlerine, ısıtma ve soğutmada, haberleşme ve finansal aktivitelin hepsinde elektrik enerjisi kullanılmaktadır. Günümüzde elektrik enerjisinin büyük bir kısmı termik ve hidro elektrik santrallerinde üretilmekte, gerekli iletim ve dağıtımın yapılması ile son tüketiciye kadar ulaşmaktadır. Elektrik Mühendisleri Odasının yayınlamış olduğu ekim 2017 Türkiye kurulu gücü istatistikleri incelendiğinde hidroelektrik santrallerinin %25, akarsu-hidrolik santrallerin %9, doğalgaz-lng-lpg santrallerinin %33, linyit-taş kömürü-ithal kömür santrallerinin üretimde %23 oranlarında söz sahibi oldukları görülmektedir. Buradan ülke olarak fosil yakıtlara büyük bir bağlılığımız olduğu çıkarımı yapılmaktadır. Ayrıca 31 Mart 2015 tarihinde ülke genelinde yaşanan elektrik kesintisi ile arıza durumunda gerekli önlemlerin alınamadığı ve şebekenin yeterli şekilde korunmadığı görülmüştür. Üretiminde fosil yakıtlara olan ihtiyacı azaltmak, arıza durumlarında enerji kesintilerini en aza indirmek ve yeni enerji kaynakları ile şebekeyi tanıştırmak amacıyla dağıtılmış üretim birimlerinin şebekeye entegre edilmesi gerekmektedir. Bu sayede enerji üretimi büyük santraller yerine, küçük güçlerde ve tüketiciye daha yakın noktalarda konumlandırılmış olan mikro şebekeler sayesinde yapılacaktır. Mikro şebekeler ile uzun iletim ve dağıtım hatlarında yaşanan kayıplar azalacak, arızalara daha dayanıklı; işletmesi ve bakımı daha kolay bir şebekeye kavuşulacaktır. Bu çalışmada, her geçen gün sayıları artan mikro şebekelerin, yük akışları, topraklanması, arıza durumları ve korunması konularında çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Devlet teşvikleri ile her geçen gün elektrik enerji üretiminde daha fazla pay sahibi olan alçak gerilim rüzgar santralleri, mikro şebekenin kaynağı olarak belirlenmiştir. Şebeke ile birlikte ve izole çalışma koşulları incelenmiş, topraklama sistemleri tek hat şemaları tanıtılmış ve çeşitli arıza durumları elektrik enerji sistemleri simülasyon programları kullanılarak analiz edilmiştir. Sonuç kısmında alçak gerilim mikro şebekelerin topraklama sistemleri ve dirençleri arasındaki farklılıklar vurgulanmış, kısa devre ve gövde kaçağı gibi arıza durumlarına karşı korunması için çeşitli koruma önerilerinde bulunulmuştur.