ÖNSÖZ
Enerji iletim sistemleri enerji iletim hatlarından (hava hatları, yeraltı kabloları, denizaltı kabloları) ve transformatör merkezlerinden (açık-klasik tip ve gaz izoleli tip-GIS) meydana gelmektedir. Enerji iletim sistemleri, enerji üretim sistemleri (santraller) ile enerji dağıtım sistemleri (mesken ve sanayi yükleri) arasındaki bağlantıları gerçekleştirmektedir. Ülkemizdeki enerji iletiminde kullanılan gerilim seviyeleri 154 kV ve 400 (380) kV’dur; 66 kV’luk hatların çoğu 33 kV’a dönüştürüldüğü için Türkiye genelinde yaklaşık 110 km kadar 66 kV’luk hat kalmıştır. 154 kV ve 400 kV’luk iletim hatlarının maksimum işletme gerilimleri ise sırasıyla, 170 kV ve 420 kV’dur. 33 (34.5) kV ve daha düşük gerilimli hatlar ise enerji dağıtım hatlarıdır. Ülkemizde enerji iletim sistemleri ile ilgili kamu kuruluşu Türkiye Elektrik İletim Anonim Şirketi’dir (TEİAŞ).
Elektrik enerjisi, modern yaşamın ve sanayileşmenin en temel unsurlarından biridir. Üretilen elektrik enerjisinin güvenilir, kaliteli ve ekonomik bir şekilde tüketim noktalarına ulaştırılması ise enerji iletim sistemlerinin etkinliğine bağlıdır. Günümüzde artan enerji talebi, yenilenebilir enerji kaynaklarının sisteme entegrasyonu ve sürdürülebilirlik hedefleri, enerji iletim altyapılarının daha verimli işletilmesini zorunlu kılmaktadır. Bu bağlamda, enerji iletim sistemlerinde meydana gelen kayıpların doğru analiz edilmesi ve azaltılmasına yönelik çalışmalar, enerji sektörünün öncelikli araştırma alanlarından biri haline gelmiştir.
Enerji iletim sistemlerindeki kayıplar yalnızca teknik bir sorun değil; aynı zamanda ekonomik, çevresel ve stratejik sonuçları olan önemli bir konudur. İletim hatlarında, transformatörlerde ve diğer sistem bileşenlerinde oluşan kayıplar, hem işletme maliyetlerini artırmakta hem de enerji verimliliğini olumsuz yönde etkilemektedir. Bunun yanı sıra gereksiz enerji üretimine neden olduğu için, doğal kaynakların daha fazla tüketilmesine ve dolaylı olarak sera gazı emisyonlarının artmasına yol açmaktadır.
Enerji İletim Sistemlerindeki Güç Kayıpları konusunda yazılmış ilk eser olan bu kitapta, enerji iletim sistemlerinde meydana gelen güç kayıplarının teorik temelleri, oluşum mekanizmaları ve hesaplama yöntemleri çözümlü problemler eşliğinde kapsamlı olarak ele alınmıştır.
Kitabın ilk üç bölümünde, sırasıyla; enerji iletim sistemlerinde (enerji iletim hatlarında, güç transformatörlerinde ve HVAC / HVDC sistemlerin değişik bağlantı elemanlarında) MW veya kW ya da W mertebesinde oluşan/oluşacak olan tüm “güç kayıpları” ayrıntılı olarak incelenmiştir.
Kitabın dördüncü bölümünde enerji iletim sistemlerindeki güç kayıplarının ekonomik yönden değerlendirilmesine yer verilmiştir.
Kitabın beşinci bölümünde; alternatif gerilimli (HVAC) ve doğru gerilimli (HVDC) enerji iletim sistemlerinde hava hatlarındaki, yeraltı kablolarındaki, denizaltı kablolarındaki, transformatör merkezlerindeki güç kayıplarının hesaplanmasına yönelik 114 adet çözümlü özgün problem yer almaktadır.
Enerji verimliliğinin küresel ölçekte giderek daha fazla önem kazandığı günümüzde iletim sistemlerindeki güç kayıplarının üzerinde önemle durulması yalnızca ekonomik bir gereklilik değil, aynı zamanda sürdürülebilir bir gelecek için toplumsal bir sorumluluktur. Bu kitabın, Elektrik Mühendisliği, Elektrik-Elektronik Mühendisliği lisans ve lisansüstü öğrencileri ile enerji iletim sektöründe çalışan meslektaşlarımız ve konuya ilgi duyan okuyucular için faydalı bir kaynak olmasını dileriz.
İrfan GÜNEY, Selim AY
15 Eylül 2026
İÇİNDEKİLER
1.0 ENERJİ İLETİM HATLARINDAKİ GÜÇ KAYIPLARI ............................................. 1
1.1 Enerji İletim Hava Hatlarında Faz İletkenlerinin Joule Kayıpları ....................................... 1
1.2 Enerji İletim Yeraltı Kablolarında Faz İletkenlerinin Joule Kayıpları ............................... 22
1.3 Enerji İletim Denizaltı Kablolarında Faz İletkenlerinin Joule Kayıpları ........................... 31
1.4 Gaz İzoleli Enerji İletim Hatlarının (GIL) Kayıpları ......................................................... 32
1.5 Enerji İletim Hava Hatlarında Koruma Tellerinin Joule Kayıpları .................................... 33
1.6 Yüklenme Eğrisi ve Kayıp Faktörü Yardımıyla Kayıp Enerjinin Hesabı .......................... 38
1.7 Enerji İletim Hava Hatlarında Korona Kayıpları ............................................................... 40
1.8 Enerji İletim Hava Hatlarında İzolatörlerin Kayıpları ....................................................... 70
1.9 İzolatör Konsolun Kayıpları ............................................................................................... 77
1.10 Enerji İletim Yeraltı/Denizaltı Kablolarının Dielektrik Kayıpları ................................... 78
1.11 Enerji İletim Yeraltı/Denizaltı Kablolarının Zırh Kayıpları ............................................ 82
1.12 Enerji İletim Yeraltı/Denizaltı Kablolarının Ekran Kayıpları .......................................... 85
1.13 Enerji İletim Yeraltı Kablolarında Ek Yeri (Muf) Kayıpları ........................................... 87
1.14 Enerji İletim Hava Hatlarında Spacer Kayıpları .............................................................. 87
1.15 Enerji İletim Hava Hatlarında Ek Yeri (Manşon) Kayıpları ............................................ 89
1.16 Enerji İletim Hava Hatlarında Askı ve Gergi Klemplerinde Oluşan Kayıplar ................ 90
1.17 Enerji İletim Hava Hatlarında Askı ve Gergi Takımlarında Oluşan Kayıplar ................. 92
1.18 Enerji İletim Hava Hatlarında Fazlararası Tutuculardaki Kayıplar ................................. 92
1.19 Enerji İletim Hava Hatlarında Camper Kayıpları ............................................................ 93
1.20 Enerji İletim Hava Hatlarında Stockbridge Damper Klempinde Oluşan Kayıplar……...94
1.21 Süperiletken Kabloların Kayıpları………………………………………………………96
2.0 ENERJİ İLETİM SİSTEMLERİNDEKİ TRANSFORMATÖRLERİN GÜÇ KAYIPLARI............................................. 97
2.1 Güç Transformatörlerindeki Bakır (Sargı) Kayıpları ......................................................... 97
2.2 Güç Transformatörlerindeki Demir (Nüve) Kayıpları ..................................................... 104
2.3 Güç Transformatörlerinde Kademe (Tap) Değişiminin Kayıplara Etkisi ........................ 116
2.4 Üç Sargılı Güç Transformatörlerinin Kayıpları ............................................................... 117
2.5 Faz Kaydırıcı Transformatörün (PST) Kayıpları ............................................................. 120
2.6 Faz Sayısını Değiştiren Transformatörlerin Kayıpları ..................................................... 121
2.7 Güç Transformatörlerinin Soğutma Güçleri (Kayıpları) ................................................. 123
3.0 ENERJİ İLETİM SİSTEMLERİNDEKİ DEĞİŞİK BAĞLANTI ELEMANLARININ
GÜÇ KAYIPLARI .............................................................. 127
3.1 Şalt Merkezlerindeki Redresörlerin Kayıpları ................................................................. 127
3.2 Transformatörün Yıldız Noktasına Bağlı Dirençte Oluşan Kayıplar ............................... 127
3.3 Transformatörün Yıldız Noktasına Bağlı Bobinde Oluşan Kayıplar ............................... 129
3.4 Kablo Başlığında Oluşan Kayıplar ................................................................................... 130
3.5 Şalt Merkezlerindeki Buşinglerin Kayıpları..................................................................... 131
3.6 Büyük Güçlü Asenkron Motorların Kayıpları ................................................................. 133
3.7 Şalt Merkezlerindeki Akım Transformatörlerinin Kayıpları............................................ 135
3.8 Şalt Merkezlerindeki Gerilim Transformatörlerinin Kayıpları ........................................ 136
3.9 Şalt Merkezlerindeki Ayırıcıların Kayıpları..................................................................... 139
3.10 Şalt Merkezlerindeki Kesicilerin Kayıpları .................................................................... 140
3.11 Şalt Merkezlerindeki Parafudrların Kayıpları ................................................................ 141
3.12 Senkron Kompanzatörün Kayıpları ................................................................................ 144
3.13 Seri Reaktörlerin Kayıpları ............................................................................................ 146
3.14 Şönt Reaktörlerin Kayıpları............................................................................................ 147
3.15 Seri Kompanzasyon Kayıpları ....................................................................................... 149
3.16 Şönt Kompanzasyon Kayıpları………………………………………………………... 153
3.17 Direklerin Topraklama Direncinde Oluşan Kayıplar ..................................................... 157
3.18 Şalt Merkezinin Topraklama Ağ Direncinde Oluşan Kayıplar ...................................... 163
3.19 HVDC Şalt Merkezindeki Düzgünleştirme Reaktörünün Kayıpları .............................. 168
3.20 HVDC Şalt Merkezindeki Harmonik Filtrelerin Kayıpları ............................................ 170
3.21 HVDC İletim Sistemindeki Çeviricilerin Kayıpları ....................................................... 173
3.22 Şalt Merkezlerindeki Hat Tıkacı Kayıpları .................................................................... 178
3.23 Şalt Merkezlerindeki Baraların Kayıpları………………………………………………180
3.24 Şalt Merkezlerindeki Rölelerin ve IED’lerin Kayıpları……………………………….. 183
4.0 ENERJİ İLETİM SİSTEMLERİNDEKİ GÜÇ KAYIPLARININ EKONOMİK
YÖNDEN İNCELENMESİ ................................................................ 184
4.1 Kayıp Enerji Maliyetinin Hesaplanması………………………………………………...184
4.2 Ağırlıklı Ortalama Sermaye Maliyeti…………………………………………………...186
4.3 Kayıp Enerji Maliyetinin Toplam Enerji İletim Maliyeti İçindeki Yeri ……………… 189
4.4 Kayıp Enerji Maliyetinin Paranın Zaman Değeri Dikkate Alınarak Hesaplanması…….190
4.5 Kayıp Enerji Maliyetinin Rasyo Analizi ile İncelenmesi……………………………… 192
5.0 ENERJİ İLETİM SİSTEMLERİNDEKİ GÜÇ KAYIPLARINA YÖNELİK
ÇÖZÜMLÜ PROBLEMLER…………………………………………………………196
KAYNAKLAR…………………………………………………………………………….262
EK 1 İletken Yüzey Faktörünün “m” Ampirik Olarak Belirlenmesi………………….268
EK 2 Enerji İletim Hava Hatlarındaki Kayıplara Etki Eden Meteorolojik Büyüklüklere
İlişkin Ampirik Bağıntılar………………………………………………………….269
DİZİN……………………………………………………………………………………….273