Bir iletken imalat firmasında enerji verimliliği açısından alüminyum alaşım iletkenler ile çelik özlü alüminyum iletkenlerin karşılaştırılması ve ısıl işlem fırınının termodinamik analizi

Abstract

İnsanlığın varoluşundan bu yana ihtiyaç duyduğu en önemli unsurlardan biri enerjidir. Günümüzde artan konfor alanı ve gelişen teknoloji ile enerjinin önemi artmıştır. Dünyanın enerji ihtiyacı büyük ölçüde fosil yakıtların kullanımıyla karşılanmaktadır. Ülkemizde fosil yakıt rezervlerinin varlığı göz önüne alındığında, ihtiyaç duyulan enerji büyük ölçüde ihraç edilmektedir. Enerji, uygun kesit ve özelliklere sahip kablolar ve iletkenler ile taşınır. Enerjinin taşınması sırasında kullanılan kablo ve iletkenlerden dolayı kayıplar meydana gelmektedir. Günümüzde enerjinin değeri ve enerji ihtiyacında dışa bağımlı olduğumuz düşünüldüğünde, iletken ve kablolardan kaynaklanan bu kayıpların azaltılarak verimliliğin artırılmasının zaruri olduğu aşikardır. Bu çalışmada, havai hatlarda kullanılan alüminyum iletkenler incelenmiştir. Tam alüminyum alaşım iletken (AAAC) iletkenlerin, çelik özlü alüminyum iletken (ACSR) geleneksel iletkenlere göre farkları deneysel uygulamalarla anlatılarak iki tip iletkenin karşılaştırılması yapılmıştır. Karşılaştırma sonucunda iletkenlerin avantajları ve dezavantajları ortaya koyulmuştur. AAAC alaşımlı iletkenlerin üretimi sırasında, şartnamelerde ve standartlarda istenilen mekanik ve elektriksel değerlere ulaşmak için alaşımlı tellere ısıl işlem fırınları kullanılarak ısıl işlem uygulanmıştır. Uygulanan ısıl işlem öncesi ve sonrasında yapılan deneysel çalışmalarla, ısıl işlemin teller üzerindeki etkileri incelenmiştir. İletken seçiminde önemli tercih faktörlerinden biri maliyet olduğu için ACSR ve AAAC iletkenleri arasındaki en büyük maliyet farkını oluşturan ısıl işlem prosesinin enerji analizini incelemek amacıyla ısıl işlem fırınının termodinamik analizi yapılmıştır.One of the most important factors needed since the existence of humanity is energy. Today, the importance of energy has increased with the increasing comfort area and developing technology. The world's energy needs are largely met by the use of fossil fuels. Considering the existence of fossil fuel reserves in our country, the energy needed is largely exported. Energy is transported with cables and conductors of appropriate cross-section and characteristics. During the transport of energy, large losses occur due to the cables and conductors used. Considering that today we are dependent on foreign sources for the value of energy and energy needs, it is obvious that it is essential to increase efficiency by reducing these losses caused by conductors and cables. In this study, aluminum conductors used in overhead lines were examined. The differences of All aluminum alloy conductor (AAAC) conductors compared to Aluminium conductor steel reinforced (ACSR) conventional conductors are explained with experimental applications and the comparison of two types of conductors is made. As a result of the comparison, the advantages and disadvantages of the conductors are revealed. During the production of AAAC alloyed conductors, heat treatment was applied to the alloyed wires using heat treatment furnaces in order to reach the desired mechanical and electrical values in the specifications and standards. Before and after the applied heat treatment, experiments were carried out for the wires and the effects of the heat treatment on the wires were examined. Thermodynamic analysis of the heat treatment furnace was carried out in order to examine the energy analysis of the heat treatment process, which constitutes the biggest cost difference between ACSR and AAAC conductors, since cost is one of the important preference factors in conductor selection.