REAKTIF GÜÇ KOMPANZASYONU

7/15/2019 REAKTIF GÜÇ KOMPANZASYONU

http://slidepdf.com/reader/full/reaktif-guec-kompanzasyonu 1/106

REAKTİF GÜÇ KOMPANZASYONU

1.1. GĠRĠġ

Elektrik tesislerinin iĢletme araçları olan transformatörler, motorlar, kaynak makinaları, endüksiyon ve ark

fırınları, floresan lambalar, deĢarj lambaları, civa ve sodyum buharlı lambalar çektikleri aktif güç yanında

önemli miktarda reaktif güç çekerler. Çekilen reaktif güç kontrolsuz ve baĢıboĢ bırakıldığında , güç katsayısı

o kadar düĢerki bu da dağıtım tesisilerimizi , aktif güç bakımından normal kapasitenin altında çalıĢmak

zorunda bırakabilir. Bu suretle ekonomik olmayan bir iĢletme meydana geldiği gibi , enerji sıkıntısı da

kendini gösterir.

Bu kötü ekonomik Ģartlara son vermek için elektrik iĢletmeleri, abonelerine güç katsayılarını belirli bir

değerin altına düĢürmeleri için tarifelerle zorlayıcı yaptırımlar getrimiĢlerdir.

Elektrik Ģebekelerinde kullanılan kondansatörlerin konulduğu yerin, ihtiyacına göre reaktif güç üretirler.

Teorik olarak aktif ve reaktif güç talebini generatör ile karĢılamak mümkündür. Ancak, sistemin iĢletilmesi

sırasında doğuracağı teknik sorunlar ve ekonomik yönden incelendiğinde bu mümkün olmamaktadır. Bu

nedenle Ģebekelerde Ģönt kompanzasyon uygulaması en uygun çözüm olarak görülmüĢtür.

Dağıtım sisteminin bir veya birkaç yerleĢtirilecek Ģönt kapasitörler ile güç faktörünün düze ltilmesinin

yanısıra;

• Aktif güç üretim, iletim ve dağıtım kapasitlerinin arttırılması,

• Gerilim düzenlemelerinin sağlanması,

• Sistemdeki güç kayıplarının azaltılması,

• Ġletim sistemlerinde geçici durumlardaki kararlılığın arttırılması

sağlanmıĢ olur.

1.2 KOMPANZASYON

Tüketicilerin Ģebekeden çektikleri alternatif akım, biri aktif akım ve diğeri reaktif akım olmak üzere iki

bileĢenden oluĢur. Aktif akımın meydana getirdiği aktif güç, tüketici tarafından faydalı hale getirilir; örneğin

motorlarda mekanik güce, ısı tüketicilerinde termik güce ve aydınlatma tüketicilerinde aydınlatma gücüne

dönüĢür. Reaktif akımın meydana getirdiği reaktif güç ise faydalı güce çevrilemez. Reaktif güç, yalnız

alternatif akıma bağlı bir özellik olup, elektrik tesislerine istenmeyen bir Ģekilde tesir eder; jeneratörlerin,

transfornıatörlerin, hatların, bobinleri fuzuli olarak iĢgal ederler ve lüzumsuz yere yüklerler, ayrıca bunların

üzerinde ilave ısı kayıplarına ve gerilim düĢümlerine rol açarlar. Aktif güç enerjisi normal sayaçlarla tesbit

edildiği halde, reaktif enerji böyle bir sayaç ile kontrol ve tesbit edilemez. Bunu kaydetmek için ayrı bir reaktif

güç sayacına ihtiyaç vardır.

Her ne kadar reaktif güç faydalı güce çevrilemez ise de bundan tamamen vazgeçilemez. Zira elektrodinamik

prensibine göre çalıĢan jeneratör, transformatör, bobin ve motor gibi bütün iĢletme araçlarının normal

çalıĢmaları için gerekli olan manyetik alan reaktif akım tarafından meydana getirilir. Bilindiği gibi, endüksiyon

prensibine göre çalıĢan bütün makinalar ve cihazlar, manyetik alanın meydana getirilmesi için bir

mıknatıslanma akımı çekerler; iĢte bu mıknatıslanma akımı, reaktif akımdır. Onun için faydalı aktif gücün



yanında mutlaka reaktif güce de ihtiyaç vardır.Bu sebeple bütün alternatif akım tesisleri, aktif gücün yanında

reaktif gücün de çekileceğini gözönünde bulundurularak boyutlandırılırlar.

Mıknatıslanma akımı aĢağıda açıklanacağı gibi, endüktif karakterli bir akım olup, magnetik alanın teĢkili

esnasında Ģebekeden çekilir ve alan ortadan kalkerken bu akım tekrar Ģebekeye geri verilir. Bu sebeple

reaktif güç, üretici ile tüketici arasında sürekli olarak Ģebeke frekansının iki katı bir frekansla salınır. Bir üreticinin Ģebekeden çektiği görünen güç;

S= 3Uf..I = UhI (1.1)

dır.

Burada Uf faz gerilimi, Uh hat gerilimi, yani iki faz arası gerilimdir ve I hat akımıdır. Aktif güçle aktif akım,

gerilim ile aynı fazda oldukları halde, çekilen gücün endüktif olması halinde S zahiri gücü ve I hat akımı ,

gerilimden açısı kadar geride kalırlar. Buna göre

(1.2) Aktif akım; Ip= I.Cos

(1.3)Aktif güç ; P= S.Cos Reaktif (1.4)akım; Iq= I.Sin

(1.5)Reaktif güç; Q= S.Sin

olup, ayrıca hat akımı ve görünen güç ile bunların bileĢenleri arasında Ģu bağıntı vardır;

I= (1.6)

S= (1.7)

ġekil 1.1 ‗de yukarıda sözü geçen akım ve güç fazörlerinin birbirine göre durumları gösterilmiĢtir. Buradaraktif akımın ve reaktif gücün saf endüktif karakterde olduğu kabul edilmiĢtir ve gerilime göre 90 Cº geri

fazda çizilmiĢtir.

Uf

S

P

IP I

Iq Q

ġekil .1.1 Tesis elemanlarının çektikleri akım ve güç bileĢenleri

Faz gerilimi doğrultusundaki Ip akımı veya P aktif gücü ile I hat akımı veya açısına faz açısı ve bunun

cosinüsüne güç katsayısıS görünen gücü arasındaki veyadenir. Yukarıda verilen ifadelerden ve

Ģekil.1.1‘den anlaĢılacağı üzere , çekilen reaktif güç için bir kriterdir.cos

Reaktif güç sarfiyatı bakımından tüketicileri iki ana gruba ayırmak mümkündür. Bunlardan birincisi, elektrik

enerjisinden yararlanarak saf ısı enerjisi üreten tüketiciler ile akkor flamanlı lambalar, elektroliz ve

galvanoplasti tesisleridir. Bunlar sadece aktif güç tüketirler, reaktif güç çekmezler. Ġkinci gruba ise, elektriktesislerinde kullanılan ve magnetik veya statik alan ile çalıĢan bütün iĢletme araçları girerler; bunlar aktif güç



yanında reaktif güç de çekerler. En önemlileri Ģunlardır:

-DüĢük uyarmalı senkron makinalar,

-Tranformatörler,

-Bobinler,

-Hava hatları,

-Senkron motorlar,

-Redresörler,

-Endüstri fırınlara ,ark fırınları,

-Kaynak makinaları,

-Florasan lamba, sodyum ve civa buharlı lamba balastları ile neon lamba transformatörleri.

Her ne kadar aydınlatma cihazları aktif güç çekerlerse de, bunlara ait balast ve transformatörler reaktif güç

çektiklerinden ,bu tip aydınlatma düzenleri bu ikinci sınıfa girerler.

Yukarıdaki tüketicilerde sözkonusu olan reaktif akım, endüktif karakterde olup, gerilime göre 90° geridedir.

Bazı özel hallerde, iĢletme araçları bir kondansatör gibi tesir ederler ve kapasitif reaktif güç çekerler.Örneğin; boĢta çalıĢan havai hatlar ve kablolar.

Yukarıda açıklandığı gibi, elektrik tesislerinin en önemli iĢletme araçları olan jeneratörler transformatör ler ve

hatlar, sanayi iĢletmelerindeki her nevi motorlar, fırınlar ve kaynak makinaları ve bir balast yardımı ile

çalıĢan florasan lambalar civa ve sodyum buharlı lambalar gibi deĢarj lambaları çektikleri aktif güçlerin

yanında oldukça önemli miktarda reaktif güçler de çekerler. Reaktif güç üretiminin santralde bir ham enerji

maddesi sarfiyatına bağlı olmadığı gerekçesinden hareket edilerek reaktif güç sarfiyatı kontrolsüz ve

baĢıboĢ bırakılır ise, güç kat sayısı o kadar düĢebilir ki, nihayet bütün üretici, iletici ve dağıtıcı tesisler, aktif

güç bakımından normal kapasitelerinin çok daha altında çalıĢmak zorunda kalırlar.

Türkiye Elektrik Kurumu aĢırı miktarda tüketilen reaktif enerjiyi müĢterilerin kendi olanakları ile

karĢılamalarını zorunlu kılmak için enerji ‘nin cos tarifesine ayrıca bir reaktif enerji bedeli koymuĢtur.

Buna göre 0.9 ve 1 arasındaki değerler için müĢterilerden reaktif enerji bedeli alınmamaktadır. Bu değer

düĢtüğünde ise çeĢitli oranlarda fiyatlandırma yapılmaktadır.

Tüketicilerin, normal olarak Ģebekeden çektikleri endüktif gücün, kapasitif yük çekmek suretiyle özel bir

reaktif güç üreticisi tarafından dengelenmesine ―KOMPANZASYON‖ denir. Böylece tüketicinin Ģebekeden

çektiği güç çok azalır.

1.2.1 DÜġÜK GÜÇ KATSAYISININ SAKINCALARI

1) DüĢük güç katsayılı olarak çalıĢan Alternatör ile transformatörlerin güçleri ve verimleri düĢer. 22 kVA‘lık

ve 220 V luk bir fazlı alternatörü ele alalım. Alternatörün akımı I = 22000/220 = l00 A. dır. DeğiĢik güç

katsayılı yükler bağlayarak alternatörden çekilen aktif güçleri hesaplayalım.

a) Güç katsayısı,1 olan omik bir yük bağlandığında alternatör en büyük aktif gücünü verir.

P = U. I. Cos = 220 .100 .1 = 22 kw

b) Güç katsayısı 0,80 olan bir motor bağlandığında alternatörden çekilen aktif güç,

P = U. I. cos = 220.100. 0,8 =17,6 kw.



Görülüyorki, düĢük güç katsayılı bir yük bağlandığı zaman, alternatör normal akımını, (100 A.) verdiği

halde,normal gücünü verememektedir. Dolayısıyla, düĢük güçte çalıĢtığı için verimi düĢer.

2.) Güç katsayısının düĢmesi oranında, Ģebekeyi besleyen alternatör ve transformatörlerin görünür

güçlerinin (zahiri güçlerinin) büyümesi gerekir. Örneğin, bir fabrikadaki motorların toplam gücü 160 kw. ve

güç katsayısı 0,8 olsun. Bu motorları besleyecek olan trafonun görünür gücü,

Sı = P/cos =160/0,80 = 200 kVA olmalıdır.

Güç katsayısı 0,6 ya düĢerse, aynı 160 kw‘ı besleyecek olan trafonun görünür gücü,

S =160/0,60 = 266,6 kVA olmalıdır.

ġu halde, güç katsayısı düĢünce, aynı aktif gücü, gürünür gücü (zahiri gücü) daha büyük olan bir trafo ile

beslemek gerekecektir.

3.) DüĢük güç katsayısında, besleme hatlarındaki güç kayıpları ve gerilim düĢümleri artar. Örneğin, gücü 10

kw ve gerilimi 220 V olan bir fazlı alternatöre güç katsayısı 0,90 olan bir yük bağlanırsa çekilen akım,

I =P/(U. Cos ) = 10000/(220. 0,9) = 50,5 A. olur

Aynı alternatöre güç katsayısı 0,60 olan tam yük (10 kw. lık yük) bağlandığında çekilen akım,

I = P/(U. cos ) = 10000/(220. 0,60) = 75,75 A. olur

Görülüyor ki, her iki durumda da gerilim ve harcanan güç (çekilen güç) aynı old u bu halde, güç katsayısının

küçülmesi nedeniyle çekilen akım artmaktadır. Dolayısıyla, yükü besliyen hattaki (R.I ) ısı kaybı daha büyükolacak ve hattaki gerilim düĢümü de artacaktır. Besleme hatlarında düĢen gerilimi ve güç kaybını azaltmak

için daha büyük kesitli iletken kullanmak gerekecektir. Aynı zamanda, sigorta ve Ģalter akımları da

yükseleceği için tesisatın maliyeti artar.

1.2.2. GÜÇ KOMPANZASYONUNUN SĠSTEME GETĠRDĠĞĠ YARARLAR

a-)Sistem kapasitesinin artırılması:

Reaktif güç kompanzasyonu yapıldığında, reaktif akım kompanzatörce karĢılanacağından, sistemden daha

düĢük değerde bir akım çekilecektir. Bu ise transformatörlerin ve ana ile tali fiderlerin daha düĢük seviyede

yüklenmelerini sağlayacaktır. Dolayısıyla kompansatörler, mevcut sistemlerdeki aĢırı yüklenmeleri

önleyecekler veya bu durum yoksa, ilâve sistem kapasitesi yaratılmasını sağlayacaklardır.Termik sınırına

dayanmıĢ bir elamanda güç faktörünün düzeltilmesi ile ortaya çıkan sistem kapasitesi ġekil .1.2 ‗in yardımı

ile bulunabilir.

ġekil 1.2 Güç faktörünün düzeltilmesi ile sistem kapasitesindeki artıĢ

Bu Ģeklin çiziminde ilâve yük kapasitesinin, T, kompanzasyon yapılmadan önceki güç faktöründe

kullanılacağı varsayılmıĢtır. Burada,



Cos = Orjinal güç faktörü,

Cos = Orjinal yükün BC = OF kapasitif reaktif güç ilâvesi i1e düzeltilmiĢ yük faktörü,

Cos = Toplam yükün güç faktörü.

Toplam kVA yük baĢlangıçdaki OB yükünü geçemiyeceğinden, BB‘ dairesi sınırı belirlemektedir. Bunu

sağlamak için:

OB = OB

OC • T = OE = OB

Bu durumda sistem kapasitesindeki artıĢ T, sisteminin termik sınırı kVA ve ilâve edilen kvar reaktif güç

ckvar‘ın bir fonksiyonu olarak ifade edildiğinde:

( 1.8)

olarak bulunmaktadır.

Eğer güç faktöründe fazla bir değiĢiklik yok ve Cos Cos ise, bu durumda yukarıdaki denklem sadeleĢmekte

ve:

T(k VA) = ckvar x sin ( 1.9 )

olmaktadır.

b-)Sistem kayıplarının azaltılması:

Her ne kadar yalnız sistem enerji kayıplarının azaltılması kompansatör tesisi kurmak için yeterli bir nedendeğilse de, bu da önemli bir avantaj sağlamaktadır.

Genellikle endüstriyel ve domestik dağıtım sistemlerinde, I2Rı enerji kayıpları puant ve minimum yük

saatlerine, iletken kesitlerine ve uzunluklarına bağımlı olarak toplam kullanılan enerjinin % 2.5 - 7.5

arasında bir değeri oluĢturmaktadır. Kayıplar akımın karesine akım da güç faktöründeki düzeltmeye

doğrudan bağımlı olduğundan, kayıplar dolayısıyle güç faktörünün karesinin tersi ile orantılıdır.

kW kayıplar (1.10)

(Kayıplardaki azalma oranı) =1- (1.11)

Eğer güç faktörü düzeltilerek sistem kapasitesinde bir artıĢ getirilip kullanılmıĢsa, kVA değeri her iki

durumda da aynı kalacağından sistemdeki kayıplarda bir değiĢiklik olmayacak, fakat kilowatt yükün

büyümesi ile % kayıplar azalacaktır.

c-) Gerilim Düzenlemelerinin Sağlanması:

ġekil 1.3′de T eĢdeğer devresi verilen ve üzerinden aktif güç P ve reaktif güç Q iletilen devrede, direnç

ihmal edildiğinde ve yollayıcı uçdaki gerilim 1.0 pu kabul edildiğinde, alıcı uçdaki gerilim



ġekil 1.3 Ġletim hattının tek kutuplu gösteriliĢi

V = (1.12)

olarak bulunur.

Bu denklem incelendiğinde V2 geriliminin tayininde en büyük etkenin reaktif güç farkı (Q - Q2) olduğu,

taĢınan aktif gücün ise ikinci derecede önemli olduğu görülmektedir. Güç kompanzasyonu yapılmadığıtakdirde, P ve Q‘deki değiĢimler güç sistemi iĢletmesinde büyük boyutlara ulaĢabılen gerilim değiĢikliklerine

neden olabilmektedir. (Q – Q2) ifadesi eksi olduğu durumlarda sistemde gerilim yükselmekte, aksi takdirde

gerilim düĢmektedir.

Denklem aynı zamanda gerilim kontrolü için kullanılabilecek iki yöntemi de belirlemektedir:

a) ġönt kompanzasyon: kompansatörce sistemden reaktif güç emilmesi veya reaktif güç basılması,

dolayısıyle (Q – Q ) faktörünün en düĢük değere indirgenmesi.

b) Seri kompanzasyon: hatta seri kompansatörler ilâve ed ilerek X değerinin küçültülmesi.

Bu gerilim kontrol yöntemlerinde genellikle Ģönt kompanzasyon tercih edilmekte, seri kompanzasyon geçici

durumlarda kararlılığın artırılması için kullanılmaktadır.

Orta ve alçak gerilim dağıtım sistemlerinde gerek hatların büyük bir kısmının doğal güçden fazla

yüklendiklerinden, gerekse kapasitif üretimden dolayı meydana gelen aĢırı gerilimlerin düĢük olması

nedenleriyle, yalnız kapasitif Ģönt kompanzasyon yapılmaktadır. Endüktif Ģönt kompanzasyon ülkemizde

154 ve 380 kV‘luk sistemlerde kullanılmaktadır.

Burada bir ana noktanın gözden kaçırılmaması gerekmektedir. Bu da güç sistemlerinde gerilim kontrolünün

ilk etapta generatörler ve transformatör kademeleri ile yapılması gerektiğidir. Bunlar yeterli olmadığı takdirde

güç faktörü kompanzasyonuna gidilmelidir.

d-) Geçici durumlarda kararlılığın artırılması:

Yollayıcı ve alıcı uçlardaki gerilimlerin V1 ve V ve bunların urasındaki faz açısı olan bir iletim hattından

çekilen aktif güç, yaklaĢık olarak aĢağıdaki ifade ile verilir.

P = (1.13)

Bu denklemde X hattın endüktif empedansı olup kapasitif empedans ve direnç ihmal edilmiĢlerdir.

Görüldüğü gibi, VI ve V gerilimleri genellikle sabit olduğundan, aktif güç P‘deki artıĢ ya ‘nın büyümesi ile ya

da X‘ın azalması ile sağlanabilecektir. Genelde sistemin büyük yük darbelerinde tekrar kararlı rejime

dönebilmesi için değerinin mümkün olduğu kadar küçük değerlerde, örneğin 30o civarında tutulması

gerekmektedir. Dolayısıyle daha fazla aktif güç taĢıyabilmek için sınır O değerine ulaĢılmıĢ durumlarda tek

alternatif seri kapasitörlerle X değerinin azaltılmasıdır.

Arızalardan dolayı meydana gelen darbelerde gerilimin de düĢeceği göz önüne alınırsa, çok hızla devreye

girip çıkan (tristör kontrollu) Ģönt reaktif kompanzasyonu da bu durumlarda gerilimleri artırarak sistem

kararlılığını artırıcı yönde olacaktır.



KOMPANZASYON TESİSLERİNDE TESİSELEMANLARI

2.1 KONDANSATÖRLER

Reaktif güç üretiminde statik faz kaydırıcı adı verilen kondansatörlerin üstünlükleri sayılamayacak kadar

çoktur. Bir kere kondansatörlerin kayıpları çok düĢük olup, nominal güçlerinin %0.5‘ inin altındadır; Bakım

masrafları yok denecek kadar azdır. Ayrıca kondansatörler ile istenilen her güçte bir reaktif güç kaynağı

teĢkil edilebildigi gibi bunları tüketicilerin yanlarına kadar götürüp hemen, bunların uçlarına bağlamak ve

böylece orta ve alçak gerilim Ģebekelerini de reaktif gücün yükü altından kurtarmak mümkün olur. Onun için

kondasatörler, kompanzasyon için en uygun araçtır.

Kondansatörler bugün kuvvetli akım tesislerinde gittikçe artan bir önem kazanmıĢtır. Kondansatörlerin KVAr

baĢına maliyet bedelleri orta büyüklükteki senkron kompanzatörlerinkinden daha düĢük olduğu gibi, bu fiatta

büyük bir artıĢ olmadan bunları her güçte imali mümkündür.

Kondansatörlerin tesisi kolaydır ve icabında kolaylıkla geniĢletilerek kompanzasyon gücü arttırılabilir. Ayrıca

tüketici ihtiyacına göre rahat bir Ģekilde güç ayarı da yapılabilir. Kondasatörlerin iĢletme emniyeti çok

büyüktür, ömürleri uzundur, bakımları kolay ve basittir. YerleĢtirilecekleri yerde hemen hemen hiç bir özellik

aranmadığındın yer temini de bir sorun yaratmaz. Gerekli kapasiteyi temin maksadıyla bir çok kondansatör

elemanı bir araya getirilerek istenen değerde bir grup teĢkil edilebilir. Bir arıza halinde zarar gören eleman,

gayet kısa zamanda tesbit edilip, az bir masrafla yenisi ile değiĢtirilerek, iĢletmeye fazla ara vermeden tamir

yapıl¬mıĢ olur.

Kondansatör tesisleri bir çok elemanlardan meydana geldiğinden, bun¬ların nakli kolay, tesisi ve

bağlanması rahat ve istenen kapasitenin elde edilmesi mümkündür.

2.1.1 KONDANSATÖRLERĠN YAPILIġI

Bugün Ģebekelerde güç katsayısının düzeltilmesi için kullanılan kuv¬vetli akım güç kondansatörleri,

dielektriği kağıt veya polipropilen film yahut da bunların karıĢığı olan kondansatörl erdir. Burada kullamlan

kağıt üstün kaliteli selülozdan özel olarak imal edilir. Kondonsatör imali için gayet ince dielektrik Ģeritler

kullanılırlar ve emniyeti arttırmak maksa¬dıyla iĢletme gerilimine göre bunlardan birkaç kat üstüste sarılırlar.

Bu Ģeritlerin her iki tarafı aliminyum folye ile kaplanırlar. Bunlardan sonra Ģeritler bir çekirdek veya mekik

üzerine sarılırlar ve çekirdek çekil¬dikten sonra sargı sıklaĢtırılır. Bu Ģekilde elde edilen sargılardan bir kaçı

saçtan yapılmıĢ bir muhafaza içine yer leĢtirilir ve aralarında paralel bağlanırlar. Dielektriğin yüksek

elektriksel dayanımını korumak için, buna bir sıvı emdirilir. Bu maksatla bütün muhafaza nebati veya

madeni yağ yahut kVAr bazında sentetik yanmaz yağ ile doldurulur.

YaklaĢık olarak 400 V‘ a kadar olan gerilim bölgesinde kondansatör¬ler gayet ekonomik bir Ģekilde

yapılabilirler. Bu bölge içinde kVAr baĢına gerekli olan hacim sabittir. Daha yüksek gerilimlerde bu hacim

değeri daha büyüktür; Zira dielektrik tabakanın kalınlığı, belirli bir değerin altına düĢürülemez. Daha yüksek

gerilimlerde de hacim değeri daha büyüktür. Yüksek gerilimlerde ekseriye 1.15 kV‘luk kondansatörlerden

birkaçı seri bağlanır. Bu takdirde kondasatör levhaları ile madeni muhafaza arasında yüksek gerilimlerin

meydana gelmemesi için muhafazalar, birbirine ve toprağa karĢı izalatörler yardımıyla yalıtılırlar. Böylece

100 kV‘ dan daha yüksek gerilimler için kondansatör bataryaları teĢkil olunabi¬lir.



ġekil 2.1 Alüminyum gövdeli üç fazlı güç kondansatörü

Ekseriye kaynakla imal edilen saç muhafazalar, havanın ve gazların giremeyeceği bir Ģekilde kapatılırlar.Bu

demir muhafazaları bir topraklama klemensi ile donatılırlar ve buradan topraklanırlar. Bugünkü imalata göre

kondonsatörlerin geçiĢ izalatörleri sıvı ve hava sızdırmaz bir Ģe¬kilde tesbit edilirler.

Kondansatörler, imal edici fabrikalara göre çeĢitli güç ve gerilim kadamelerine göre yapıldıklarından, arzu

edilen kapasiteyi elde etmek için bunlardan belirli bir sayıda eleman biraraya getirilerek batarya teĢkil edilir.

Normalize gerilim kadameleri, alçak gerilimde 230,240,525,600 V‘dur. Yüksek gerilim 3.3, 6.6, 10.5, 15.75,

20, 31.5 kV‘dur. Kondansatörleri devamlı olarak bu gerilmelerin %10 fazlasına ve bir günde 6 saat süre ile

%15 fazlasına bağlanabilirler. Bu takdirde güçleri, normal güce göre %21 veya %32 arttırılmıĢ olur.

Kondansatörler ekseriye bina içine yerleĢtirilirler; bu gibi kondonsatörlere dahili tip kondansatörler denir.

Yüksek gerilim tesislerinde bunlar, açık havaya tesis edilebilirler.

Kondansatörlerin ömürleri sıcaklık derecesine bağlıdır. Ġç tesisler¬de kııllanılan kondansatörler, normal

olarak -10°C ile +35oC arasında olmakla beraber -40°C/+50°C sıcaklık sınıfına sahip olacak Ģekilde deyapılırlar. Eğer kendi kendine soğuma Ģartları gerçekleĢmez ise ve kondansatör lerin yerleĢtirildikleri yerde

sıcaklık derecesi çok yükselir ise bu durumda özel havalandırma yapılır.

ġekil 2.2 Kondansatör Kayıplarının Sıcaklık Ġle DeğiĢimi

2.1.2 KONDANSATÖR ÇEġĠTLERĠ

Sanayide kullanılan kondansatörlerin doğru akım ve alternatif akım kondansatörleri olarak 2 gruba ayırmak

mümkündür. Doğru akımda kullanılanlarda kendi aralarında; aliminyum elektrolitik, mayler film, tantal

elektrolitik, seramik ve mik v.s. kondonsatörler olarak sınıflandırılabilir. Alternatif akımda kullanıl an

kondansatörlerin tümü yurdumuzda, üretilmektedir. Kondonsatörler kullanım amacına göre;

-Güç Kondansatörleri,

-Daimi devre kondonsatörleri,

-Parazit giderici kondansatörler,

-Demaraj kondansatörleri olarak gruplandırılırlar.

-Güç Kondansatörleri,

DüĢük gerilim güç kondansatörleri (400-525-600 V-50 Hz), orta gerilim güç kondansatörleri (3.3.kV-34,5kV)

ve endüksiyon ocak kondansatörleri olarak üç grupturlar. Bu güç kondonsatörlerinden beklenen özellikler

Ģunlardır:

• Uzun ömürlü olması ,

• Elektrik Ģebekesinde meydana gelen anormal akım, gerilim ve harmonik gibi asgari Ģekilde etkilenmesi,

• Geçici rejimlerde akım, gerilim darbelerinden, dengelenme akımların¬dan etkilenmemesi,

• Aktif kayıplarının en az olması ve bu kayıpları absorbe etmesi,

• Projelendirildiği asgari ve azami ortam sıcaklığında performanslarını yitirmemesi,

• Elektroteknik boyutlarının yani anma değerlerinin zamanla değiĢmemesi,

• Can ve mal emniyeti yönünden bir tehlike kaynağı oluĢturmaması,

• Kalıcı kısa devreye girme olasılığının en az olması,

• Bakımı kolay, arızası az, tamiri mümkün ve asgari bir maliyet oluĢturması, • Montajı kolay olması ve boyut yönünden herhangi bir yere monte edilebilecek bir modüler fireksibilite



göstermesi,

• Teknik ve iktisadi bir optimizasyon ürünü olması,

Günümüzde dört ayrı yapıda güç kondansatöru üretilmektedir;

Kağıt yalıtkanlı yağlı tip: En eski ve ilk uygulanan sistem olup, kayıpların yüksekliği ve büyük hacim

gerektirmesi nedeniyle bugün artık kullanım alanını yitirmiĢtir.

Polipropilen yalıtkanlı tip: Gerilim dalgalanmalarına dayanıksızlığı ve emprenye zorlukları nedeniyle fazla

tercih edilmeyen özelliklere sahiptir.

Metalize Polipropilen kuru tipi: Ülkemizde son yıllarda içerisinde oldukça geniĢ kullanım alanı bulan bu tip

kondonsatörler ―kendi kendini onaran‖ olarak da adlandırılırlar.

Polipropilen film üzerine aliminyum püskürtülmek suretiyle tek katta hem iletken, hemde yalıtkan

elemanların elde edilmesi sonucu oldukça küçük ölçülere sığdırılabilmiĢtir. Kaybı düĢüktür. Gerilim

dalgalanmalarından etki¬lenen aliminyum yoğunlaĢması ilkesine dayanan, kendini onarma özelliği avantajlı

yanı olmakla birlikte, giderek kapasite değerinin düĢmesi dez avantajını da barındırmaktadır.

Kondonsatörün gücü, kapasitesi ile doğru orantılı olduğundan bu tip kondonsatörlerin zamanla kVAr gücü

de zayıf lar.

Karma yalıtkanlı, yağlı tip: Bu sistem ile, hava kapasitesi kaybı önlenmiĢ, hem de kayıplar düĢürü¬lerek

daha küçük hacimlere sığabilme özelliği kazanılmıĢtır. Bu sayede, gerek görülen reaktif gücün stabil olarak

uzun yıllar aynı değerde tutulması gerçekleĢtirilmiĢtir. Karmıa yalıtkanlı, yağlı kondonsatörler gerilim

dalgalanmalarından etkilenmezler.

-Daimi Devre Kondansatörleri Trifaze ve monofaze motorların, floresan, civa ve sodyum buharlı aydınlatma

balanslarının komponzasyonu ve regülatör ile trifaze motorların monofaze Ģebekeden çalıĢtırılabilmeleri

amacı ile kullanılırlar.

-Parazit Giderici Kondonsatörler Genellikle kollektörlü motorlarda kullanılırlar. Fırça kollektör sis¬teminin, eĢ

zamanlı çalıĢmada iletiĢim cihazlarında oluĢturduğu parazit¬leri süzer, aynı zamanda bu tip motorların

kullanıldığı araçların toprak¬lamasını da sağlar. TaĢıt araçlarında kullanılan meksefe olarak da

adlan¬dırılan tipleri de birer parazit giderici kondansatördür.

-Demaraj (Ġlk Hareket) KondonsatörleriMonofaze motorların yükte kalkıĢ yapabilmeleri için, gerekli olan

moment değerini sağlayan, yüksek kapasiteli kondonsatörlerdir. Küçük hacim¬lerde büyük kapasite

gerektiği için özel tipte elektrolitik olarak yapılmıĢtır. En büyük özelliği, belirli bir süre için gerilim altında

bulunma süresinin kısıtlı olmasıdır. Motorun nominal devrine ulaĢması, ile seri bağlı olduğu, merkezkaç

anahtarının yardımcı sargı devresini açması sonucu bu kondonsatörde devreden çıkar. Dolayısıyla, tüm buiĢlem¬ler 1-3 sn arasında olduğundan çalıĢma süreleri de bu değerlerdir.

2.2 KONTAKTÖRLER

ġekil 2.3 de yapısı verilen büyük güçteki elektromanyetik anahtarlara kontaktör adı verilir. Kontaktörler

elektromıknatıs, palet ve kontaklar olmak üzere üç kısımdan oluĢurlar. Elektromıknatıs Ģekil 2.3 de

görüldüğü gibi demir nüve ve üzerine sarılmıĢ bobinden meydana gelir. Bobini alternatif akımda çalıĢan

kontaktörlerin demir nüveleri, silisli sacların paketlenmesiyle yapılır. Demir nüvede dıĢ bacakların ön

yüzlerinde açılan oyuklara bakır halkalar takılır. Bakır halkalar, yön ve değer değiĢtiren akım ned eniyle

kontaktörün titreĢim ve dolayısıyla gürültü yapmasına engel olurlar. Bobini doğru akıma bağlanankontaktörlerin demir nüveleri, yumuĢak demirden ve bir parça olarak yapılir. Bobin akımı kesildiğinde, demir



nüvede kalan küçük artık mıknatısıyet, paletin demir nüveye yapıĢık kalmasına neden olabilir. Bu sakınca

demir nüvenin palete bakan yüzlerine konan plastik pullarla önlenir.

ġekil 2.3 Kontaktörltin yapısı ve görünüĢleri

Doğru akım kontaktörlerinde palet, yumuĢak demirden ve bir parça olarak yapılır. Alternatif akımkontaktörlerinde ise palet, silisli sacların paketlenmesinden meydana gelir. Palet, kontaktörde bulunan

kontakların açılıp kapanmasını sağlar. Yay veya yerçekimi kuvveti, paleti demir nüveden uzakta tutar. Bobin

enerjilendiğinde, demir nüve paleti çeker ve kontaklar durum değiĢtirir. Kontaktörlcrde normalde açık ve

normalde kapalı olmak üzere iki çeĢit kontak vardır. Kontakların yapımında gümüĢ, bakır, nikel, kadmiyum,

demir, karbon, tungsten ve molibdenden yapılmıĢ alaĢımlan kullanılır

2.3 RÖLELER

2.3.1 RÖLELERĠN YAPISI

ġekil 2.4 Röle kontakları üzerinde magnetik alanın etkisi

Elektromagnetik rölede bobin içinden akan, magnetik alanın sebep olduğu alan kontaklara Ģekil 2.4 de

görüldüğü üzere ya doğrudan doğruya veya dolaylı olarak etki eder.

Doğrudan doğruya etki : Bir bobin içersinden bir akım aksın. Böylece bobinde bir magnetik akı meydana

gelir. Bu sırada birbiri arkasına bulunan demir parçalar çekilir ve bunlar mıknatıslanır.

Dolaylı etki : Bir elektromıknatısta demir parçalar çekilmiĢ durumdadır. Uygun bir mekanik düzen tarafından

kontaklar açılır veya kapatılırlar.

Kontak Ģekilleri : Bütün elektromagnetik röleler uyarma akımı tarafından kapayıcı veya açıcı olarak

çalıĢacak Ģekilde yapılırlar. Kapatıcılar uyarma sırasında bir akım devresini kapatırlar, açıcılar ise bu akım

devresini açarlar. Açıcılar ve kapatıcılar bir araya getirilirlerse, bir değiĢtirici ortaya çıkar.Kapayıcı, açıcı ve

değiĢtiriciler temel kontaklama metodları veya temel kontak Ģekilleridirler.

DeğiĢtirici : Kısa bir anlık ters anahtarlama sırasında üç kontak birden birbiri ile bağlanırsa buna sıralı (seri)

değiĢtirici denir.ġekil 2.4 den görüleceği üzere, kontaklar üzerine magnetik alanın dolaylı etkisi olan

rölelerde, üzerinde birçok kontak bulunan, birbiri üzerinde birçok röle çubuğu bulunacak Ģekilde

düzenlenebilir. Bundan baĢka aynı , Ģekilde kontak çubuk takımlan da yan yana düzenlenebilir.

Elektromagnetik rölelerin teknik özellikleri: Teknik karakteristiklerden bir kısmı kontaklan, bir kısmı uyarıcı

sargıyı ve bir kısmı kontaklar ve uyarıcı sargının birlikte çalıĢmasını anlatır.

Kontakların teknik karakteristikleri: Anahtarlama tarafından ortaya çıkan endüktif gerilim tepe değerleri

ortadan kalktıktan sonra kapadıktan veya açtıktan sonra kontaktaki geçerli gerilime anahtarlama gerilimi

denir. Anahtar kapasitesi tarafından belirlenen anahtarlama tepe değeri ortadan kalktıktan sonra, açmadan

önce veya kapattıktan sonra geçerli akıma anahtarlama akımı denir.

Uyancı bobin tanıtma değerleri: Ġstenen akım, röle paletini çeken en küçük uyancı akım değeridir. Ġstenen

güç, istenen akımın karesi ile uyarıcı bobin sargıları direncinin çarpımına eĢittir.

Rölelerin çok çeĢitli tipleri mevcuttur.Röleler Ģu Ģekilde sıralanabilir: • Zaman röleleri



• Empedans röleleri

• AĢırı Akım röleleri(MANYETĠK-TERMĠK)

• Diferansiel röleler

• Reaktif güç röleleri

2.3.2 REAKTĠF GÜÇ RÖLELERĠ VE ÇALIġMA PRENSĠBĠ

Reaktif Güç Kontrol Rölesi, Ģönt kapasitörlerle yapılan otomatik reaktif güç kompanzasyon sistemlerinde,

çeĢitli yük durumlarında gerekli sayıda kondansatör grubunu devrede bulundurarak, güç katsayısını ayar

edilen değerde tutmaktadır.

IEC standartlarına uygun olarak imal edilen reaktif güç kontrol rölesinin üzerinde dijital Cos metre

bulunmaktadır. Bu sayede röle üzerinden kompanze edilen sistemin güç katsayısı izlenebilmektedir.Röle 7

kademeli olup, aynı röle herhangi bir değiĢiklik yapılmadan gerek 1:1:1:….. gerekse 1:2:2: ….. sisteminde

kullanılabilir.1:1:1:….. sisteminde 7, 1:2:2:… . sisteminde I3 kombinasyon elde edilir. Rölenin anahtar lama

mantığı kondansatörlerin gereksiz yere devreye girip çıkmasını minimuma indirecek Ģekilde

geliĢtirilmiĢtir.Röle Cos ayarlı olup, rölenin çalıĢması için gerekli olan akım ve gerilim aynı fazdanalınmaktadır. Sahip olduğu aĢırı gerilim ve düĢük gerilim koruma üniteleri sayesinde, kompanzasyon

sistemini anormal iĢletme koĢullarına karĢı korumaktadır.

ÇalıĢma Ġlkesi :

ġekil 2.5 Rölenin blok diyagramı

Röle Ģekil.2.5deki blok Ģemadan da anlaĢılacağı gibi :

• Ölçme ve karĢılaĢtırma,

• Anahtarlama,

• AĢırı ve düĢük gerilim koruması, • Cos metre olmak üzere dört ana bölümden oluĢur.

A-Ölçme ve karĢılaĢtırma ünitesi

Bu ünite tesisin reaktif gücünü sürekli olarak ölçmekte ve rölenin ayar değerleri ile kıyaslamaktadır. Rölenin

ön panelinde bulunan ―C/k‖ ve ―Cos ‖ ayar Düğmeleri bu üniteye aittir.

a) C/k Ayarı

―C/k‘ ayarı i1e kompanze edilmemiĢ bölgenin (yanĠ kondansatör devreye sokma değeri ile kondansatör

devreden çıkarma değeri arasında kalan bölge) geniĢliği ayarlanmaktadır. Bu nedenle ayarın çok iyi

yapılması gerekmektedir.―C/k‖ değeri gerekenden büyük bir değere ayarlanırsa röle sağırlaĢacağından iyi bir kompanzasyon

sağlanamayacaktır. Tersi durumda ise röle çok fazla hassaslaĢacağından kondansatör grupları gereksiz

yere devreye girip çıkacak, sistem salınıma geçecektir.

Uygun ‗C/k‘ değeri, kopyası cihaz üzerinde de verilen çizelgeden seçilerek ayarlanabilir. Bu durumda

herhangi bir salınım tehlikesi olmaksızın en uygun kompanzasyonu yapma olanağı doğar.

―C/k‖ ayarı 0,05 ile 1,2 arasında kesintisiz olarak ayarlanabilmekte olup, bu değerler her rölede imalat

sırasında büyük bir titizlikle kalibre edilmektedir.

Bu orantıda ―C‘ birinci kademedeki kondansatöıün kVAR cinsinden değeri,‘k‖ ise akım trafosunun

dönüĢtürme oranıdır.

Örneğin sistemin I.kademesindeki kondansatör gücü 10 kVAR, akım trafo oranı ise I100/5 olsun. C=10,k=100/5=20 olduğundan C/k=100/20=0.5 konumuna alınmalıdır.



C/k AYARI ĠÇĠN SEÇĠM TABLOSU

AKIM TRAFOSU SĠSTEMĠN 1.NCĠ KADEMESĠNDEKĠ KONDANSATÖR GÜCÜ kVAr

5 10 12,5 15 20 25 30 40 50 60 100

30/5 0,83

50/5 0,50 1

75/5 0,33 0,67 0,83 1

100/5 0,25 0,50 0,63 0,75 1

190/5 0,17 0,33 0,42 0,50 0,67 0,83 1

200/5 0,13 0,25 0,31 0,34 0,50 0,63 0,75 1

300/5 0,08 0,17 0,21 0,25 0,33 0,42 0,50 0,67 0,83 1

400/5 0,06 0,13 0,16 0,19 0,25 0,31 0,36 0,50 0,63 0,75

600/5 0,08 0,10 0,13 0,17 0,21 0,25 0,33 0,42 0,50 0,83

800/5 0,06 0,08 0,08 0,13 0,16 0,18 0,25 0,31 0,36 0,63

1000/5 0,05 0,06 0,06 0,10 0,13 0,15 0,20 0,25 0,30 0,50

1500/5 0,05 0,07 0,08 0,10 0,13 0,17 0,20 0,33

2000/5 0,05 0,06 0,08 0,10 0,13 0,15 0,25

3000/5 0,05 0,07 0,08 0,10 0,17

4000/5 0,05 0,06 0,08 0,13

Tablo 2.1 c/k ayarı seçim tablosu

ġebeke gerilimine bağlı olarak, kompanze edilmemiĢ bölgenin geniĢliği kendiliğinden geniĢlemekte veya

daralmaktadır.

b)Cos ayarı:

Cos ayarı 0,80 ile 1,00 arasında kesintisiz olarak ayarlanabilmektedir.Bu ayarla, ‗C/k‘ ayarı ile seçilen

kompanze edilmemiĢ bölgenin orta noktasının hangi Cos değerine karĢılık olacağı ayarlanmaktadır.

c)Sinyaller :

Tesisin çektiği reaktif güç ayar edilen değerden fazla olduğunda rölenin ön panelindeki ―kompanzasyon

düĢük‖ sinyali yanar. Bu durumda anahtarlama ünitesine kondansatörü devreye sokma kumandası gider.

Röle gerekli sayıda kandansatör gıubunu devreye aldığında ise ―kompanzasyon normal sinyali‘ yanar.

Tesisin çektiği reaktif enerji azalıpda kondansatör grubu sayısı gerekenden fazla olduğunda da

‗kompanzasyon aĢırı sinyali yanacaktır. Bu durumda 12-16 sn. aralıklarla devreden kondansatör çıkaracak

ve tekrar kompanzasyon normal sinyali yanacaktır.

B-Anahtarlama Ünitesi:

Tesisin çektiği reaktif enerji sıfırdan baĢlayarak artmaya baĢladığında öncelikle l.grup devreye girecektir.

Yeterli kompanzasyon sağlandıysa ön paneldeki yeĢil renkli ‗kompanzasyon normal‘ sinyali yanacak,

sağlanmadıysa 12-l6 saniye sonra ikinci grup kondansatör devreye sokulacaktır. Ancak piyasadaki diğer

bazı rölelerde olduğu gibi ikinci gıup devreye girerken I. grup devreden çıkmayacaktır. 2.grup yeterli

kompanzasyon sağladıysa baĢka anahtarlama olmayacak ve ‗kompanzasyon normal‖ sinyali alınacaktır.

Kompanzasyonun az olması durumunda yeni gıuplar devreye girmeye devam edecek, aĢırı kompanzasyon

durumunda ise ön panelde‖ kompanzasyon aĢırı‘ sinyali alınacak ve l. grup devreden çıkartılacaktır.

C- AĢırı ve DüĢük Gerilim Koruması:

a)AĢırı Gerilim Koruması:



ġebeke geriliminin çok yükselmesi halinde kondansatörlerin aĢırı gerilim nedeni ile arızalanma ya da

ömürlerinin kısalmasını önlemek için kompanzasyon sistemlerinde aĢırı gerilim koruması gereklidir.

b) DüĢük gerilim Koruması:

Genellikle reaktif güç kontrol röleleri herhangi bir önlem alınmazsa, 1-2snlik ve daha kısa süıeli gerilimkesilmelerinde veya çok büyük gerilim düĢmelerinde, kontaktörler sükünete dönüp kondansatörler‘i devre

dıĢı yaptığı halde,röle içindeki filtre kondansatörlerinin henüz boĢalmaması nedeni ile reset olmamakta, 1-2

sn. sonra gerilim tekrar geldiğinde, gerilim kesilmeden önce kaç grup devrede ise tekrar aynı grupları

devreye almaktadır.

Kapasitör gıupları henüz 1-2 sn önce devre dıĢı olduğundan deĢarj olamadan tekrar gerilim uygulandığı için

bir anda kondansatöılerin uçlarında nominal gerilimin iki katına varabilecek değerde biı gerilim

oluĢabilmektedir Bu durum gerek kapasitörlerin, gerek tesisi besleyen trafonun, gerekse tesisin beslediği

teçhizatın hasarlanmasına neden olacaktır.

Böyle bir duıumu önlemek için geıekli olan bir düĢük gerilim koruması rölenin içinde bulunmaktadır. ġebeke

geriliminin 30 ms.lik kesilmelerinde bile röle reset olmakta ve 12-16 sn.den önce hiç bir grubu kesinlikle

devreye sokmamaktadır. Herhangi bir nedenle düĢük gerilim koruması çalıĢtığında mevcut bütün gruplar

devre dıĢı olacak (sabit grup hariç) tekrar enerji geldiğinde röle 12 -16 sn. sonra l.grubu ve gerekli ise diğer

grupları sırasıyla devreye sokacaktır.

D-Cos Metre :

Blok Ģemadan da görüldüğü üzere, reaktif güç kontrol rölesinin çalıĢılabilmesi için gerekli olan, akım ve

gerilim bilgileri, aynı zamanda Cos transdüserine ve yön belirleyiciye de gelmektedir. Cos transdüseri akım

ve gerilim arasındaki faz açısının Cos‘ü ile orantılı bir dc. gerilim üretmekt edir.Bu dc gerilim bir analoq/dijital

çevirici yardımı ile göstergede o andaki Cos değerini sayısal olarak bize göstermektedir.

Yön belirleyici ise bu Cos değerinin endüktif ya da kapasitif olduğuna karar verip, ön paneldeki ‗end‘ ya da

―kap‘ sinyallerini yakmaktadır ‗end‘ ve ‗kap‖ sinyalleri birlikte yanıyorlarsa yük saf omik demektir. Akımın

sıfır, ya da sıfır‘a yakın değerlerinde yön belirıleme olanağı olmadığından ―end‖ ve ‗kap‘ sinyallerinin ikisi

birden görülecektir. Bu durum kullanıcıyı yanıltmamalıdır.

Bağlantı:

Bir kopyası röle üzerinde de bulunan bağlantı Ģeması Ģekil 2.6′de verilmiĢtir. Bağlantı sırasında Ģu noktalara

dikkat edilmelidir.

i) Ana akım trafosu tesisin giriĢinde ve kondansatör gruplarından önce olmalıdır.

ii)Akım bilgisi hangi fazdan alınıyorsa, gerilim bilgisi de aynı fazdan alınmalıdır.

iii) Akım bilgisi doğru polarite ile alınmalıdır. Rölenin polaritesi imalat esnasında tek tek titizlikle kontrol

edilmektedir.

Akım trafosunun uçlarını sırasıyla rölenin 1 ve 2 numaralı terminallerine, gerilimin faz‘ı O, nötrü 6 numaralı

terminallere bağlanmalıdır 5 numaralı terminal kontaktör bobinlerini eneıjileyen röle kontaklarının ortak

ucudur. (IV) Güvenlik açısından rölenin topraklanması unutulmamalıdır.

ġekil 2.6

ġekil 2.7 ve 2.8 ‗de Reaktif güç rölelerinin faz-nötr ve faz-faz gerilimleri ile beslenmesi durumunda otomatik

kompanzasyon panosu 3 kutup prensip bağlantı seması örnek olarak gösterilmiĢtir.



Teknik özellikler iĢletme değerleri :

- ÇalıĢma gerilimi 220V AC-%20+%10

- ÇalıĢma akımı ……/5A

- ÇalıĢma frekansı 50Hz

- Çevre sıcaklığı -10 C— 60 C- Akım devresinden çekilen qüç 1VA(5A).

- Gerllim devresinden çekilen qüç 8VA(220V AC)

- Termik dayanım 10A Sürekli,100A 1Sn

- AĢırı qerilim koruması 250v A.C.5Sn

- Cos metre ölçme sahası –0.1,1.00,+0.1

-Cos metre hata sınıfı %2=1 Count

ġekil.2.7. Reaktif güç rölesinin faz-nötr gerilimle beslenmesi halinde otomatik kompanzasyon panosu

ġekil.2.8 Reaktif güç rölesinin fazlar arası gerilimle beslenmesi halinde otomatik kompanzasyon panosu

2. 4 BOġALMA DĠRENCĠ

Kondansatörlerin devre dıĢı bırakılmasından sonra üzerinde bir elektrik yükü kalacaktır. Bu yüzden iĢletme

personelinin can emniyeti yönünden kısa zamanda boĢaltılması lazımdır. Ayrıca merkez kompanzasyonda

dolu bir kondansatör üzerine ilave bir kondansatör devreye sokulmasında aĢırı dengeleme akımları

olacaktır. Dolu kondansatörlerin kendi baĢına bırakılmasında boĢalma, günler ve haftalar alabilir. Bu

sebeple kondansatör boĢalma dirençleri üzerinden boĢalacaktır.

Tablo2.2‘de muhtelif güç ve gerilimlerdeki kondansatör boĢalma dirençlerinin güçleri ve ohm değerleri

belirtilmektedir.

Qn

KVAR R 220V PR

Kohm Watt R 400V PR

Kohm Watt R 525V PR

Kohm Watt

5

10

15

2025

30

40

50

60

75

100

120 291

145

9773



58

40

41

29

24

19

14

- 0,2

0,4

1

1

1

1,5

1,5

2,5

2,5

3

4

- 677

338

225

169

135

112

8467

56

45

33

28 0,5

0,5

1

1

1,5

1,52

3

3

4

5

6 1050

525

350

262

210

175



131

105

87

70

52

43 0,5

1

1

1,5

1,5

2

2,5

3

4

4

6

7

Tablo 2.2 Muhtelif güç ve gerilimdeki boĢalma dirençlerinin güçleri ve değerleri

Bir dolu kondansatöre bir direnç bağlandığı zaman kondansatör bir üstel fonksiyonuna göre t zamanında

boĢalacaktır. Kondansatör uçlarında t saniye‘den sonra, kalan gerilim UC2, kondansatör gerilimi UC1 ve

zaman sabiti T=RC olmak üzere ;

UC2=UC1. ( 2 .1 )

pratikte kontansatör t=5T zamanında boĢalır.

BoĢalma direnci ;

( 2. 2 )

ile hesaplanır. Alçak gerilim kondansatörlerinin gerilimleri devreden çıkarıldıktan sonra 1 dakika içinde 50 V

‗a düĢürülmelidir.



REAKTİF GÜÇ ÜRETEN SİSTEMLER

Tüketicilerin reaktif güç ihtiyaçlarını karĢılamak için iki tip araçtan yararlanılır:

- Dinamik faz kaydırıcılar, aĢırı ikaz edilmiĢ senkron makinalardır. (Senkron kompansatörler)

- Statik faz kaydırıcılar, kondansatörlerdir.

Kondansatörlerin kayıpları çok düĢük olup nominal güçlerinin % 0,5′ inin altındadır. Bakım masraftarı da

düĢüktür. Tüketicilerin hemen yanına ve istenilen büyüklükte tesis edilebilme kolaylıkları da vardır. Bu

nedenle tercih edilirler.

3.1 DĠNAMĠK FAZ KAYDIRICILAR

3.1.1 GĠRĠġ

Reaktif güç üretiminde kullanılan dinamik faz kaydırıcıların baĢında , aĢırı uyarılmıĢ senkron makinalar gelir.

Genel olarak santrallerden gelen enerji nakil hatlarının sonunda ve tüketim merkezlerinin baĢında Ģebekeye

bir senkron makina paralel bağlanır ve bölgenin reaktif güç ihtiyacı bu makina tarafından sağlanır.

ġebekeye bağlanan senkron makina Ģebekeden boĢta çalıĢma kayıplarını karĢılıyacak kadar az bir aktif

güç ve Ģebeke¬ye istenen reaktif gücü vererek, bir reaktif güç üreticisi olarak çalıĢır. Bu esnada bunların

ayrıca tahsir edilmesine de gerek yoktur. Senkron faz kaydırıcıların kayıpları kondansatörlere göre daha

yüksek olduğu gibi bunların devamlı bir bakıma ihtiyaçları vardır. Ayrıca güçleri çok yüksek olduğu halde,

ekonomik olarak yapımı ve temini mümkün olur. Bundan baĢka bu gibi üreticiler, bir tüketim merkezinin

civarına yerleĢtirildiğinden sadece generatörler ve yüksek gerilim enerji iletim hatları ve buna ait

transformatörler kurtarıldıkları halde tüketim merkezine bir veya iki kademeli orta gerilim Ģebekeleri ile alçak

gerilimli dağıtım Ģebekesi reaktif güç nakletmek zorunda kalırlar. Onun için dinamik faz kaydırıcı¬lar bugün

ancak, özel hallerde ve ekonomik Ģartların gerçekleĢtiği yerler¬ de kullanılırlar.

3.1.2 SENKRON MOTORLAR ĠLE GÜÇ KOMPANZASYONU

Güç katsayısının düzeltilerek aktif gücün (gerçek güç) artmasını sağlamak için senkron motorlar kullanılır.

Bu amaçla kullanılan senkron motorlara SENKRON KOMPANSATÖR veya SENKRON KONDANSATÖR

adı verilir. ġekil.3.1.a de üç fazlı bir Ģebekeye bağlanmıĢ geri güç katsayılı (endüktif) bir alıcı ile aynı

Ģebekeye bağlanmıĢ 3 fazlı bir senkron motor görülüyor. Senkron motorun boĢta fazla uyartımlı çalıĢtğını ve

kayıplarının olmadığını düĢünelim. Bu durumda senkron motorun akımı gerilimden 90 ilerdedir. ġekil.3.2.b‘

de yük akımı Iy , ġebeke gerilimi Uy den den geride gösterilmiĢtir. Senkron motorun akımı Is ise, gerilimden

9Oo ilerdedir. Devreye senkron motor bağlanmadan önce Ģebekeden çekilen akım Iy kadar iken,senkron

motor bağlandıktan sonraçekilen akım I kadar olmaktadır

ġekil 3.1 (a) Senkron motor ile güç katsayısının düzeltilmesi

(b) Senkron kompansatör

Iy akımının iki bileĢeni Iya aktif Iyf ise reaktif bileĢen olarak tanımlanır. I akımının aktif bileĢeni I, reaktif

bileĢeni ise Ir dir. Ia=Iya olduğuna göre, senkron motor bağlandıktan sonra da çekilen güç aynı kalmıĢtır.

Çünkü sekron motorun gerçek gücü sıfırdır.



Iya=Iy.Cos Ia=I.Cos Iya=Ia

olduğundan,

Iy.Cos = I.Cos dir. Iy >I olması bize senkron motor bağlandığından sonra Ģebekeden çekilen akımın

azaldığını gösterir.

ÖRNEK1:

100 KVA, Cos =0,6 geri güç katsayılı ve 2300 V‘luk 3fazlı bir yüke kayıpları olmayan fazla uyartımlı

35kVAlık bir senkron motor boĢta paralel bağlandığında sistemin güç katsayısı ne olur?

Yükün çektiği akım I

Senkron motorun akımı I

I =25.0,6=15A

I =25.0,8=20A

=20-8,8=11,2AI=

Cos

Görüldüğü gibi senkron motor bağlanmadan önce Ģebekeden 25 A, çekilirken senkron motor bağlandıktan

sonra aynı güç için çekilen akım 18,72 Ampere düĢmektedir. Böylece hatlarda düĢen gerilim ve güç kaybı

azalmaktadır. Sistemin daha önceden 0,6 olan güç katsayısı, senkron motor bağlandıktan sonra 0,8′e

yükselmektedir.

Sistemin güç katsayısınin 1 olması için reaktif akımın sıfır olması gerekir. Bunun için yük akımının reaktif

bileĢeni Iyr nin, senkron motor akımı Ism‘ ye eĢit olması gerekir. Bu durumda yani Iyr = I, olduğunda

sistemin güe katsayısı 1 olur. Sistem omik olarak çalıĢır.

Yükün reaktif bileĢeninin, senkron motorun akımı Ism den büyük olduğu durumlarda (Iyr>Is) sistem endüktif,

küçük olduğu durumlarda ise kapasitif çalıĢır.

ÖRNEK2:

Örnek 1 deki fabrikaya bir senkron motor bağlanarak sistemin güç katsayısının 1 olması isteniyor. Bunun

için gerekli senkron motorun KVA. olarak görünür gücü ne kadar olmalıdır?

Yükün aktif bileĢeni (gerçek gücü) Py ;

Py= Sy. Cos y =100. 0,6 = 60 kW.

Reaktif bileĢeni (kör gücû)

Q=S . Sin = 100. 0,8= 80 KVAR bulunur.

Sistemin güç katsayısının 1 olması için Q = Qs olması gerekir. Buna göre Ģebekeye bağlanacak senkron

motorun KVA. olarak görür gücü 80 KVA. olmalıdır. Sisteme 80 KVA. lık bir senkron motor bağlandığında,

Ģebekeden çekilen reaktif güç sıfır olur. Reaktif gücün sıfır olması ise, sistemin omik (Cos =1) olarak

çalıĢması demektir.

3.2 STATĠK FAZ KAYDIRICILAR

3.2.1 GĠRĠġ



―Statik‖adı; kullanılan techisatın döner sistemler yerine induktivite, kapasite ve tristör gibi elemanların

kullanılmasından doğar. ―Faz Kaydırma‖deyimi ise yine bu elemanlarla gerilim ve güç faktörünün

düzeltilmesinde kullanılmalarından dolayı verilmektedir.

3.2.2 KONDANSATÖRLER VE KONDANSATÖRLERĠN HESABI

Reaktif güç üretiminde statik faz kaydırıcı adı verilen kondansatörlerin üstünlükleri sayılamayacak kadar

çoktur. Bir kere kondansatörlerin kayıpları çok düĢük olup nominal güçlerinin %0,5′inin altındadır; bakım

masrafları yok denecek kadar küçüktür. Ayrıca kondansatörler ile istenen her güçte reaktif güç kaynağı

teĢkil edilebildiği gibi bunları tüketicilerin yanlarına kadar götürüp hemen bunların uçlarına bağlamak ve

böylece orta ve alçak gerilim Ģebekelerini de reaktif gücün yükü altından kurtarmak mümkün olur. Onun için

kondansatörler kompanzasyon için en uygun araçtır.

Kondansatörler bugün kuvvetli akım tesislerinde gittikçe artan bir önem kazanmıĢtır. Kondansatörlerin beher

kvar baĢına maliyet bedelleri, orta büyüklükteki senkron kompanzatörlerinkinden daha düĢük oldugu gibi, bu

fiyatta büyük bir artıĢ olmadan bunların her güçte imali mümkündür. Kondansatörlerin tesisi kolaydır vegerektiğinde kolaylıkla geniĢletilerek bunun gücü arttırılabilir. Ayrıca bunlarda tüketici ihtiyacına göre, rahat

bir Ģekilde güç ayarı da yapılabilir. Kondansatörlerin iĢletme emniyeti çok büyüktür, ömürleri uzundur,

bakımları kolay ve basittir. Bunların yerleĢtirilecekleri yerde hemen hemen hiçbir özellik aranmadıgından yer

temini de bir sorun yaratmaz. Gerekli kapasiteyi temin maksadı birçok kondansatör elemanı bir araya

getirilerek istenen değerde bir grup teĢkil edilebilir. Bir arıza halinde zarar içeren bir eleman Ģayet kısa

zamanda teĢhis edilirse az bir masrafla yenisi ile degiĢtirilerek, iĢletmeye fazla ara vermeden tamir yapılmıĢ

olur.

Kondansatör tesisleri bir çok elemanlardan meydana geldiginden bunların nakli kolay, tesisi ve bağlanması

rahat ve istenen kapasitenin elde edilmesi mümkündür Kondansatör birbirinden izole edilmiĢ iki metalelektroddan oluĢur. Elektrodtara gerilim tatbik edilince elektrolide yüklenirler.Yüklenen elektrik miktarı Q (Q

= C.U) gerilimle doğru orantılıdır. Orantı faktörü C, o kondansatörün kapasitesi olarak nitelendirilir. Bu

faktör, gerilim değerine, yükleme veya boĢaltma süresine bağlı değildir.

Iki düzey levha arasındaki kapasite degeri C:

= Dielektrik sabitesi

F = Elektrod yüzeyi (m2) C= (3.1)

d = Elektrodlar arasındaki mesafe (m)

Bu eĢitlik hafif kıvrımlı düzeye yakın elektrodlu kondansatörler (örneğin kagıt sarımlı kondansatörler) için deyaklaĢık olarak geçerlidir. Kapasite birimi ―Farad‘dır. Eğer bir kondansatörün elektrodları arasında 1 v.‘luk

bir gerilim varsa ve 1 A ile yüklenmiĢ ise o kondansatörün kapasitesi 1 F‘dır denilir. Pratik kullanma için 1

Farad çok büyüktür. Bu nedenle kuvvetli akım tekniğinde kullanılan büyüklük

dır.

Kondansatörlerin Hesabı:

Kondansatörler alternatif akım Ģebekesinde bir reaktans gibi tesir ederler. Ohm cinsinden kapasitif reaktans

X (3.2)

olup, burada C, Farad cinsinden kondensatörün kapasitesi ve w=2 fdairesel frekanstır. f=50 P/s olanĢebekelerde w = 314 1/s alınır. Ohm kanununa göre U gerilimine bağlanan bir kondansatörün çektigi lc



kapasitif akım

Ic= (3.3)

dir. Bu akım, U gerilimine göre 90O önde gider. ġu halde Ģebekeye bağlı bir kondansatörün Ģebekeden

kapasitif bir akım çekmesi, Ģebekeye endüktif akım vermesine eĢdegerdir. ġekil‘de bir fazlı bir

kondansstörün baglanması gösterilmiĢtir.

ġekil .3.2-Bir fazlı kondansatörün bağlanması

a=Bağlama Ģeması

b=Fazör diagramı

U=Gerilim

Ic=Kapasitif akım

Qc=Kondansatör gücü

C= Kapasite

Kondansatörün gücü için

Qc=U.Ic.10 (Kvar) (3.4)

Q= (3.5)

elde olunur.

Qc kapasitif reaktif güç, endüktif reaktif güce göre 180″ ileridedir, yani her iki reaktif güç aynı doğrultuda ve

ters yöndedirler. Böylece kapasitif gücün endüktif gücü götürerek kompanzasyon tesiri yaptıgı kolayca

anlaĢılır.

Üç fazlı alternatif akım tesislerinde kondansatörler Ģebekeye veya tüketici uçlarına üçgen veya yıldız olarak

bağlanabilirler. Üçgen bağlamada her iki hat arasındaki kondansatörün kapasitesi C ile ve yıldız baglamada

her faza bağlanan kondansatörün kapasitesi Cy, ile gösterilirse, üçgen bağlama için

Q (kvar) (3.6)

yıldız bağlama için ise

Q (kvar) (3.7)

yazılabilirler. Burada Un volt cinsinden iki hat arası gerilimi, Ic amper cinsinden kapasitif hat akımını

gösterir. ġekilde üçgen ve yıldız bağlamalar gösterilmiĢtir.

ġekil.3.3-Üç fazlı alternatif akım Ģebekesinde kondensatörlerin bağlanması

a=Üçgen bağlama

b=Yıldız bağlama

Uh=Ġki hat arası gerilim

Ic=Kapasitif hat akımı

C =Üçgen bağlamada her bir kondansatörün kapasitesi

C =Yıldız bağlamada her bir kondansatörün kapasitesi

Her iki sistemde de Qc gücünün eĢit oldugu kabul edilirse

C (3.8)



bulunur. Bundan çıkarılan sonuç Ģudur: Yıldız bağlamada her bir faza bağlanan kondansatörün kapasitesi,

üçgen bağlamadaki kondansatör kapasitesinin üç katına eĢittir.

Yıldız bağlamada C kondansatörünün uçlarına faz nötr gerilimi uygulandıgı halde üçgen bağlamada C

kondansatörünün uçlarına kadar daha büyük olan hat gerilimi uygulanır. Faz ve hat gerilimleri arasında

farkın izolasyon bakımından çok önemli olmadığı alçak gerilim tesislerinde üçgen baglama, yıldızbağlamaya göre 1/3 oranında daha ucuzdur. Onun için ekonomik sebeplerden dolayı kondansatörlerin

üçgen bağlamaları tercih edilir.

T

KOMPANZASYON NEDİR?

Teknik olarak,

Voltaj ile akım arasında, idealde faz farkı olmaz. İndüktif ya dakapasitif yüklerin oluşturduğu etki neticesinde, akım sinyalinin,voltaj sinyaline göre maximum ±90 derecelik fazı kayar. İndüktif ve kapasitif etki neticesinde oluşan voltaj ve akım sinyali arasındaki faz kaymasını düzelterek, ideale yakın (0 derecede)sabit tutmaya yarayan işleme KOMPANZASYON denir.

Pratikte ise,Elektrik sisteminde, elektrik motoru, bobin vb,

mıknatıslanma etkisi ile elektrik enerjisini yine elektrik enerjisineya da farklı bir enerjiye çeviren cihazların, bu mıknatıslanma etkisiile Şekil1 de görülebileceği gibi faz akımını geri kaydırmasından(indüktif güç oluşturmasından) dolayı, şebeke üzerinde yaratmışoldukları indüktif reaktif gücü dengeleme ve fazın akımını olmasıgereken konuma geri çekme işlemine KOMPANZASYON denir.Kompanzasyonu sağlanmış olan bir sistemin akım gerilim grafiğide Şekil2'deki gibidir.

http://www.bilecikfl.org/kutuphane/index.php/reaktif-guc-ureten-sistemler/trackback/

http://www.bilecikfl.org/kutuphane/index.php/reaktif-guc-ureten-sistemler/trackback/



Şekil1ġekil2

İki şekilde kompanzasyonyapılır

Faz kaydırıcılar (senkron motor) ile,

Statik faz kaydırıcılar (kondansatör) ile,

Dinamik Faz Kaydırıcılar (Senkron Motorlar) Senkron motorların uyartım akımlarının değiştirilmesi

ile motorun kapasitif veya indüktif olarak çalıştırılmasısağlanabilmektedir. Ayrıca senkron motorun şebekedençektiği reaktif gücün miktarı da, uyartım akımı ileayarlanabilmektedir. Bundan dolayı, senkron motorlar,dinamik güç kompansatörü olarak kullanılmaktadırlar.Senkron motor, güç kompansatörü olarak kullanılırken,üzerinde herhangi bir yük yok ise, kaynaktan çekeceği aktif güç, sadece mekanik kayıpları karşılamak için gereklidir.Senkron motor, eğer kompanzasyon yapılan sitemde başkabir amaçla kullanılmıyorsa ekonomik değildir. Ekonomikolması nedeniyle reaktif güç kompanzasyon sistemlerindekondansatörler yoğun olarak kullanılmaktadır.

Dinamik faz kaydırıcı olan senkron motorlar, statikfaz kaydırıcı olan kondansatörlerin daha ucuz ve kolaybakımlı olmaları nedeni ile tercih edilmezler. Dinamik faz

kaydırıcılardan sadece bilginiz olması açısından bahsettik.



Statik Faz Kaydırıcılar (Kondansatörler) Kondansatörler, statik faz kaydırıcılardır.

Kondansatörlerin bakım masrafının olmaması, ekonomikolmaları nedeni ile günümüzde reaktif güçkompanzasyonunda kullanılmaktadırlar.

İleride bahsedeceğimiz kompanzasyon konuları,statik faz kaydırıcı olan kondansatörler ile yapılankompanzasyondur.

KOMPANZASYON NEDENGEREKLİDİR?

Elektrik enerjisinin, santralden en küçük alıcıya kadardağıtımında en az kayıpla taşınması gerekmektedir.

Günümüzde, teknolojinin gelişmesi ile her evde bulunan buzdolabı,çamaşır makinası, klima, vs. gibi ısıtma, havalandırma ve soğutmacihazları, elektrik enerjisine ihtiyacın her geçen gün biraz dahaartmasına, enerji üretiminin gittikçe pahalılaşmasına nedenolmakta, dolaylı olarak ta bu durum şebekede taşınan elektrikenerjisinin de kaliteli, ucuz ve hakiki iş gören aktif enerji olmasını

daha zorunlu kılmaktadır.Kompanzasyonun tanımında bahsedildiği gibi, şebekeye

bağlı bir alıcı, eğer bir motor, bir transformatör, bir floresantlamba ise, bunlar manyetik alanlarının temini için bağlı olduklarışebekeden indüktif reaktif güç çekerler. İş yapmayan ve sadecemotorda manyetik alan doğurmaya yarayan indüktif reaktif güç,iletim hatlarında, trafolarda, tablo, şalterler ve kablolardalüzumsuz yere kayıplara sebebiyet vermektedir.

Bu kayıplar yok edilebildiği zaman, şüphesiz trafolar dahafazla motoru besleyebilecek bir kapasiteye sahip olacak, kezadisjonktörler (disjonktör=Yüksek gerilimli enerji nakil hatlarına vefabrikaların ana girişlerine konur. Disjonktörler akım taşıyanhatlarda açma kapama yapmaya yarar. Bu elemanlar yüksekgerilimli şebekelerin açma kapama şalteri olarak datanımlanmaktadır.) lüzumsuz yere büyük seçilmeyecek, kullanılankablolar ise daha küçük kesitte seçilebilecektir.

Daha az yatırımla motora enerji verme yanında, uygulanantarifeler yönünden, her ay daha az elektrik enerjisi ödemesi

yapılacaktır. Görüldüğü gibi, daha ilk bakışta reaktif gücünsantralden alıcıya kadar taşınması, büyük ekonomik kayıp



görünmektedir. Genellikle enerji dağıtım şebekelerinde lüzumsuzyere taşınan bu enerji, taşınan aktif enerjinin % 75 ile %100'üarasında olduğu tespit edilmiştir.

Sonuç olarak, bu reaktif enerjinin santral yerine, motora

en yakın bir bölgeden gerek kondansatör tesisleri (statik fazkaydırıcı), gerekse senkron döner motorlar (dinamik faz kaydırıcı)tarafından temin edilmesiyle, santralden motora kadar mevcutbütün tesisler bu reaktif gücün taşınması yükünden arınmışolacaktır.

KOMPANZASYON YAPILMAZ İSE NEOLUR?

Reaktif güçlerkompanzeedilmez ise,

Şebekede güç kayıplarına neden olur, Üretim ve dağıtım sisteminin kapasitesini azaltır,Gerilim düşmesinin, taşınan gücü sınırladığı dağıtımhatlarında, enerji taşıma kapasitesinin düşmesine nedenolur.

Bu nedenle, aşırı yüklenmeler ve gerilim düşmelerininönlenmesi için, kompanzasyon neden gereklidir? sayfamızdaanlatıldığı gibi, şebekeden en verimli şekilde faydalanılabilmesiiçin, reaktif yüklerin oluştukları noktada kompanze edilmesi vegiderilmesi zorunludur.

Bu neden ile, kompanzasyon panosu kurmak ile yükümlüaboneler, Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu kararı ile belirtilmişsınırlar içerisinde kompanze edilmiş şekilde elektrik tüketmekzorundadırlar. Aksi durumda aboneler, ceza ödemek ileyükümlüdür.

KOMPANZASYON YAPILMASI ŞARTMI?



Daha öncede bahsettiğimiz gibi reaktif enerjinin kompanzeedilmesi ,şebeke taşıma kapasitesini arttırmasından ve

enerjinin israfını önlemesinden dolayı ülke ekonomisi için

vazgeçilmezdir ve Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu'ndan kurulkararı olarak en son alınan karar, Karar No:284/2 Karar Tarihi:8/1/2004 olarak zorunlu tutulmuştur. (Bu kurul kararı15/01/2004 tarih ve 25347 sayılı Resmi Gazetede yayımlanarakyürürlüğe girmiştir.)

Özetle aşağıda belirtilmiş şartlara haiz olan işletmelerkompanzasyon panosu kurmak ve işletmek zorunluluğundadır.

Kompanzasyon panosu yapma ve işletme zorunluluğundaki buişletmelerin harcadıkları endüktif enerji, aktif enerjinin en fazla%33'ü ;kapasitif enerji de aktif enerjinin en fazla %20'si kadarolabilir. Aksi halde işletme ceza faturası ödemek ile yükümlüdür.

"5)REAKTİF ENERJİ TARİFESİ

Mesken abonelerine, tek fazla beslenen abonelere,bağlantı gücü 9 (dokuz) kW’a (dahil) kadar olan aboneler ileelektrik enerjisi satış tarifelerinde reaktif enerji bedeli

belirtilmemiş abonelere reaktif enerji tarifesi uygulanmaz.

Reaktif ener ji tarifesi; yukarıda belirtilenler dışında kalanve tek veya çift terimli tarifeden elektrik enerjisi alan abonelereaşağıdaki şartlar dahilinde uygulanır.

A) Endüktif reaktif:

a) Abone, çekeceği (endüktif) reaktif enerjinin ölçülmesiiçin gerekli ölçü aletlerini tesis etmek zorundadır. Reaktif enerji

sayaçlarına geri dönmesiz mandal takılması zorunludur.Sistemden çekilen (endüktif) reaktif enerjiyi ölçen düzeni

olmayan aboneden, o dönemde çektiği aktif enerjinin 0.90 (yüzdedoksan) katı reaktif enerji bedeli alınır. Reaktif enerji ölçü aletleriolmayan müşterinin talep etmesi halinde, temin edecekleri reaktif enerji ölçü aletlerinin monte edilmesi dağıtım şirketince sağlanır.

b) Çekilen reaktif enerjiyi ölçmek üzere gerekli ölçüaletlerini tesis eden aboneden, çektiği aktif enerjinin 0.33 (yüzdeotuz üç) (dahil) katına kadar reaktif enerji bedeli alınmaz. Bu sınıraşılırsa, çekilen reaktif enerjinin tamamına (endüktif sayaçtaölçülen değer) reaktif enerji tarifesi uygulanır.



B) Kapasitif reaktif:

a) Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığınca yayımlananElektrik Projelerinin Hazırlanması ve Elektrik Tesislerinin

Gerçekleştirilmesi Sürecinde Güç Faktörünün İyileştirilmesineİlişkin Tebliğe göre kompanzasyon tesisi yapma zorunluluğubulunan abone, dağıtım şirketince gerekli görülmesi halinde, aşırıkompanzasyon sonucunda sisteme vereceği reaktif (kapasitif)enerjiyi ölçmek için 1 (bir) adet geri dönmesiz reaktif (kapasitif)enerji sayacını şirketçe yapılacak bildirim tarihinden itibaren 1(bir) ay içinde tesis etmek zorundadır.

Yapılan bildirime rağmen sisteme vereceği (kapasitif)reaktif enerji sayacını tesis etmeyen aboneden, o dönemde çektiği

aktif enerjinin 0.90 (yüzde doksan) katı reaktif enerji bedeli alınır.

b) (a) bendi kapsamında sisteme vereceği (kapasitif)reaktif enerjiyi ölçmek üzere gerekli ölçü aletlerini tesis edenaboneden, çektiği aktif enerji miktarının 0.20 (yüzde yirmi) (dahil)katına kadar sisteme verilen (kapasitif) reaktif enerji için reaktif enerji bedeli alınmaz. Bu sınır aşılırsa, sisteme verilen reaktif (kapasitif sayaçta ölçülen değer) enerjinin tamamına reaktif enerjitarifesi uygulanır.

C) Endüktif ve kapasitif sınırların ikisinin birden aşılması:

(A) ve (B) bendinde belirtilen endüktif ve kapasitif sınırların ikisini birden aşan aboneye, endüktif reaktif ve kapasitif reaktif sayaçlardan hangisi daha yüksek değer kaydetmişse osayaç değerinin tamamına reaktif enerji tarifesi uygulanır.

D) Arıza durumu:

Aboneye ait kompanzasyon tesisinde arıza sonucu oluşan

ihlalin yılda (takvim yılı) bir kez olması halinde reaktif enerjibedeli faturalamada dikkate alınmaz.

Bu durumun yılda bir defadan fazla olması halinde, o yıliçin daha önceden dikkate alınmayan reaktif enerji bedeli,sistemden çekildiği aydaki birim fiyat dikkate alınarak ilk çıkacakfaturaya ilave edilerek tahsil edilir. "

KOMPANZASYON TEMEL BİLGİLERİ

Kompanzasyona giriş kısmında, bildiğiniz üzere,kompanzasyonun anlamını anlatmaya çalıştık. Şimdi ise,



kompanzasyonun nasıl yapılması gerektiğini anlatacağımız için,bazı terimlerden ve bunların anlamlarından bahsetmek zorundayız.Buradaki temel amaç, başka kaynaklardan da kompanzasyon ileilgili makale ya da bilimsel yayın okuduğunuzda bunların neanlama geldiğini anlayabilmenizi sağlamaktır.

Her ne olursa olsun, sizleri mümkün olduğuncamatematiksel işlemlere girmeden, bu işi nasıl yapabileceğinizkonusunda yardımcı olmaya çalışacağız. Asıl önemli olankompanzasyonun temel mantığını kavramanızı sağlamaktır.Hesaplamanın nasıl yapılacağını, zaten işin temelini anladığınızanda çözmüş olacaksınız.

Genel olarak bilinmesi gereken terimler ve parantez içindebirimleri şu şekildedir;

Akım (Amper),Gerilim (Volt),Görünen (Sanal) Güç (VA),Aktif Güç(Watt),Reaktif Güç (VAR), (Fi açısı),

Cos (Aktif Güç Çarpanı),Sin (Reaktif Güç Çarpanı),Tan (Reaktif / Aktif Güç oranı),

Şimdi bunların ne anlama geldiklerini ve birbirlerine nasıldönüştüklerini inceleyeceğiz.

Akım (Amper) Pratik olarak, elektrik yükünün hareketine elektrik akımı

denir.

Daha detaylı incelersek, iletken maddeye elektrikuygulandığında, elektronlar negatif kutup(-)'tan pozitif kutup(+)yönüne doğru hareket etmeye başlar. Bu harekete "Elektrik Akımı"denir.

Birimi ise "Amper" 'dir. "I" harfi ile gösterilir.

Gerilim (Volt)Elektrik akımının oluşabilmesi için, elektrik yüklü

taneciklerin kutupları arasında fark olması gerekir. Yüksek birnoktadan aşağı bırakılan bir cisim nasıl aşağı düşüyor ise, elektrikakımı da akabilmek için, benzer mantık ile potansiyel farka sahipolması gerekir.

İşte bu farka "Gerilim" denir. Birimi "Volt"'tur. "V" harfi ile



gösterilir.

Zahiri (Sanal) Güç (VA),Sistemden çekilen elektrik akımının, belli bir voltaj

değerindeki gücüne "Görünen (Sanal) Güç" denir.

Birimi VA (VoltAmper) dir. "S" harfi ile gösterilir.

S=I*V

Görünen (Sanal) güç , fazın akımı ile voltajının çarpımına eşittir.

Aktif Güç (Watt),Omik direnç üzerinden geçen elektrik akımının, belli bir

voltaj değerindeki gücüne "Aktif Güç" denir.Birimi Watt'tır. "P" harfi ile gösterilir.

P=S*Cos

Aktif güç , fazın görünen gücü ile Cos (Aktif Güç Çarpanı)çarpımına eşittir.Görünen güç yerine akım ile gerilim çarpımını alırsak aktif güç,

P=I*V*Cos

Aktif güç, fazın akım, gerilim ve Cos (Aktif Güç Çarpanı)çarpımına eşittir.

Reaktif Güç (VAr)Bobin(Xl) ya da kapasitans(Xc) direnci üzerinden geçen

elektrik akımının, belli bir voltaj değerindeki gücüne "Reaktif Güç"denir.Birimi VAr'dir. "Q" harfi ile gösterilir. Bobin etkisi ile oluşan reaktif güce "İndüktif Güç" yani "+Q", kapasitans etkisi ile oluşan reaktif güce "Kapasitif Güç" yani "-Q" denir

Q=S*Sin

Reaktif Güç , fazın görünen gücü ile Sin (Reaktif Güç Çarpanı)çarpımına eşittir.Görünen güç yerine akım ile gerilim çarpımını alırsak aktif güç,

Q=I*V*Sin

Reaktif güç, fazın akım, gerilim ve Sin

(Reaktif Güç Çarpanı)çarpımına eşittir.



Sinüs değeri, Cosinüs ve Tanjant değerlerinin çarpımına eşitolduğu düşünülür ise

Q=I*V*Cos*Tan

Reaktif güç, fazın akım, gerilim, Cos (Aktif Güç Çarpanı) ve Tan (Reaktif Gücün Aktif güce oranı)'nın çarpımına eşittir.

Açısı Çekilen görünen güç ile aktif güç arasındaki faz açısına ""

denir. En ideal açısı 0º'dir.

Cos (Aktif Güç Çarpanı) Aktif Gücün, Görünen Güce Oranına "Cos" denir. Cos ile

görünen gücün çarpımı bize aktif gücü verir. Bu neden ile Cos değerine "Aktif Güç Çarpanı" da denir.

Cos=P/S

Sin (Reaktif Güç Çarpanı) Reaktif Gücün, Görünen Güce Oranına "Sin" denir. Sin

ile görünen gücün çarpımı bize reaktif gücü verir. Bu neden ile

Sin değerine "Reaktif Güç Çarpanı" da denir.

Sin=Q/S

Tan (Reaktif/Aktif Güç Oranı) Reaktif Gücün, Aktif Güce Oranına "Tan" denir. Tan ile

aktif güç çarpımı bize reaktif gücü verir. Sadece aktif güç ile Tan değerini ya da görünen güç, Cos ve Tan değerlerini biliyorsak

ReaktifGücü bulabiliriz. Bu neden ile Tan değerine "Reaktif/Aktif güç oranı" da denir.

Tan=Q/P

Görüldüğü üzere, basit hesaplama yapılacak olan tümformüller, birbiri içerisinden türetilerek, detaylı olarak hesaplamayapılabilinmektedir. Önemli olan bu hesaplamanın nasıl yapıldığınıbilmek ya da temel olarak kompanzasyonun mantığını anlamakönemlidir.



Bir sistemin kompanzasyonun hesaplaması nasıl yapılır ve

hesap yapmadan en pratik şekilde bunu nasıl yapabileceğimiz ileilgili bilgi kompanzasyon yapılacak işletmenin ölçüm ve analizikısmında anlatılmaktadır

KOMPANZASYONDA RÖLENİN ÖNEMİ Bilindiği üzere kompanzasyon birkaç şekilde

yapılmaktadır.

Münferit kompanzasyon,Grup kompanzasyon,Merkezi Kompanzasyon,

Bunların neler olduğuna bir bakalım;

Münferit KompanzasyonMünferit kompanzasyon, sürekli olarak işletmede bulunan

büyük güçlü cihaz ya da abonelerin, reaktif enerji gereksiniminikarşılamak için yapılır. Münferit kompanzasyonda temel mantık,sadece ve sadece belli cihazların devreye girdikleri zaman, kendikompanzasyonlarını sağlamalarıdır. Örneğin floresan aydınlatmasisteminde, floresan lambalar ile birlikte, çekmede gecikmeli

zaman rölesi ile floresan lambaların reaktif gücüne denkkondansatör bağlanabilir.

Elbette faydaları olduğu gibi dezavantajı dabulunmaktadır. Münferit kompanzasyonun faydası, ilgili kısmıkendi içinde kompanze ediyor olmasıdır. Dezavantajı ise, münferitolarak kısmi kompanze edilmiş bölümün kondansatörüarızalanırsa, abonenin durumu geç farketmesi durumunda indüktif cezaya düşme olasılığı vardır. Aynı şekilde, cihaz ya da cihazgrubunda arıza olursa ve sistemden indüktif yük çekilmeyeceğiiçin, geç farkedilmesi ya da farkedilmemesi durumunda, kapasitif reaktif güç nedeni ile kapasitif sayacınız ileryebilir. Bu neden ilebelli bakım aralıkları ile münferit kompanzasyon kontroledilmelidir.

Grup KompanzasyonGrup kompanzasyon, bir tesiste birden fazla tüketicinin (su

motoru, aydınlatma gibi) birlikte bulunduğu, ayrı ayrı münferit

kompanze edilmek yerine, birlikte kompanzasyonunun sağlandığıyapıya denir.



Bu tür kompanzasyon tesis ya da panosunda,

kondansatörlerin özel anahtarla ve gerekli miktarda şebekeyebağlanmaları gereklidir. Münferit kompanzasyona benzer. Aynıavantaj ve dezavantajlara sahiptir.

Merkezi KompanzasyonMerkezi kopanzasyon, değişen yük koşullarına ayak

uydurabilen, grup kompanzasyonun gelişmiş bir şeklidir.

Bu tür kompanzasyonun yapıldığı tesis ya da panoda,tüketici sayısı çok olduğu ve bunların sürekli sistemdebulunmalarının imkansız olduğu durumlarda uygulanır.

Merkezi kompanzasyonda, sürekli kondansatör devrede

olmayacağı için, yükün durumuna göre kompanzasyonungerektirdiği şekilde devreye kondansatör alıp çıkarabilen,anahtarlamayı sağlayacak bir düzenek bulunur. İşte bu düzeneğinmerkezini de "REAKTİF GÜÇ KONTROL RÖLESİ" oluşturmaktadır.

STANDART REAKTİF GÜÇ KONTROL RÖLELERİ'ninKOMPANZE ETME METODU

Reaktif Güç Kontrol Rölesi, bir deyiş ile merkezikompanzasyonun beynidir. Seçilen röle, sizin sisteminizinkompanzasyonunu sağlayacak ünitedir.

Standartbirreaktif güçkontrolrölesi

Tek faz ve tek akım trafosundan kumanda alır,

İndüktif güç oluştukça, aktif güç çarpanı olan Cos değeri

küçülür,Cos değeri küçüldükçe reaktif güç kontrol rölesi devreye sıraylakondansatör alarak Cos değerini ayarlandığı değere doğrubüyütür.Cos değeri, ayarlanmış olduğu değeri geçer ise Cos kapasitif eksene geçer ve sistem kapasitif olduğundan dolayı reaktif güçkontrol rölesi sıra ile kondansatör çıkarmaya başlar.Normal kabul edilen alanın belirlenebilmesi için C/K denilenayarlama yapılır ki röle hedef Kabul edilen Cos değerininetrafındaki normal aralığı içinde yerini bulabilsin.

Bu kondansatör alma çıkarma işlemleri sonucunda kompanzasyonsağlanır.



STANDART REAKTİF GÜÇ KONTROL RÖLELERİ'nin

YETERSİZ YANLARI

Öncelikle, üç fazından da eşit olmayan yük çekilmesi ya da

bir fazdan hiç yük çekilmemesi durumunda, ölçüm alınacak fazınseçimi problem yaratacaktır. Temel neden, yük çekilen faz içinkondansatör alınması, sisteminizi kompanze ederken, yükçekilmeyen faz üzerinde gereksiz kapasitif yük oluşmasına nedenolur. Bu neden ile sisteminizdeki yüklerin %95'i trifaze değil isetek faz ve tek akım trafosundan ölçüm alan röle kullanılmamalıdır.

Sisteminizdeki yükler, birbirinin aynı değil ve farklı farklıreaktif güç değerlerinde yükler devreye girip çıkıyorlar ise,kompanzasyon yapılırken, sıra ile kondansatörün alınması ve

çıkarılması da, kompanzasyonda gecikmeye neden olacaktır.Bunun nedeni, kondansatörlerin sıra ile alınması, çıkarılmasızorunluluğundan ve kondansatörlerin küçük değerlikondansatörden büyük değerli kondansatöre mecburi sıralıolmasından kaynaklanmaktadır.

Teorik olarak, sıralı çalışan reaktif güç kontrol röleleri,kondansatörler küçükten büyüğe doğru sıralanmışlar ise, sıra ilekondansatör alıp çıkarırken, gerekli reaktif güç değerini mutlakatemin ederler, bir şekilde güç çarpanı hedef değerine ulaşırlar. Asıl

gözardı edilen faktör zaman faktörüdür. Sıra ile çalışan reaktif rölelerde amaç, hedef değeri elde etmektir. Reaktif güç değeri eldeedilir, fakat bu zaman dilimi içerisinde reaktif sayaçlar ilerler. Bunedenlerden dolayı reaktif güç kontrol röleniz, üç faz ve üç akımtrafosundan kumanda alıyor olsa bile, eğer sıralı kondansatör alıpçıkarıyor ise, kompanzasyonu yeterli hız ile sağlayamayabilir.

Ayrıca, standart reaktif güç kontrol rölelerinde,kondansatör alma ve bırakma kontrolünün dengeye ulaştığı an,alma-bırakma işleminin kesilmesi ve bulunulan pozisyon

korunması gerekmektedir. Bunu standart reaktif rölelerde C/Kayarı ile yapabiliyorsunuz. C/K'nın temel mantığı hedef Cos'ninne kadar indüktif ya da kapasitifini normal bölge kabuledeceğinizdir. Genel yapılan hata, C/K ayarının yanlış yapılması vebu neden ile cezaya girilmesidir. Bu neden ile, C/K ayarı standart reaktif güç kontrol rölelerinde kritik bir ayardır.

En son olarak ta, devreye alınan ve bırakılankondansatörler tam deşarj olamayabilirler. Bu nedenledir ki,kondansatörlerin deşarj direnci ile desteklenmesi ya da deşarjbobinli kontaktör tercih edilmesi gerekir ki, kondansatör tekraralınacağı zaman, "0" potansiyel ile devreye alınabilsin. Benzerşekilde, sisteme alınmış kondansatörün de hemen bırakılması iyi



olmayacaktır. Çok kısa zaman aralıkları ile devreye alınıp-bırakılankondansatörlerin, hem ömürleri çok kısa olur, hem de sisteminizezarar verebilirler. Bu nedenden dolayı, standart rölelerdekondansatör alma bırakma zamanları çok küçük değerlerverilemez. Sonuç olarak standart reaktif güç kontrol rölelerinde,

kondansatör devreye alma ve bırakma zamanını küçültmek,kondansatörün ömrünü azaltır. Zamanların büyük seçilmesi dekompanzasyonun gecikmesine neden olur.

REAKTİF RÖLE SEÇMENİN ÖNEMİ

Reaktif röle seçiminin hatalı yapılması sonucunda, birçokişletmede kompanzasyon tam olarak sağlanamamakta, doğalolarak ta işletmeler harcadıkları enerjiyi verimli olaraktüketememekte ve bu neden ile ceza faturaları ile

karşılaşmaktadırlar.

Birçok elektrik mühendis, teknisyen ve teknikeri, reaktif kompanzasyon konusunda müşavirlik yapmakta ve yanlış rölekullanımı neticesinde, işletmelerin ceza faturalarını ödemekzorunda kalmaktadirlar. Bu gibi istenmeyen durumların oluşmasınıengelleyebilmek elbette elinizdedir. Doğru sistem için doğrureaktif güç kontrol rölesinin kullanılması, hem işletmelerin hem demüşavirlerin zarar etmesini engeller, hem de ülke ekonomisinekatkıda bulunur.

Reaktif güçkontrol rölesiseçerken,röleninbulundurmasıgerekenönerimiz olanözellikler.

Sistemden çekilen güç miktarına uygun değerdekondansatörü kendisi tespit edip devreye alıpçıkarabilmelidir.

Sadece Cos değerine göre değil sayacınızın yazma şeklinegöre reaktif kompanzasyonunuzu düzenlemelidir.Elektronik sayaç tipine uygun şekilde enerji sayabilmelidir.Sisteminizde, kondansatör alma bırakma zamanını, sizinbelirlediğiniz sınırlar içerisinde, indüktif veya kapasitif sayacınızın açılması durumunda, kondansatör alma vebırakma zamanını kendisi küçültüp büyütebilmelidir.Normal kabul edilen alanın belirlenebilmesi için C/Kayarlamasına gerek kalmadan, normal bölge aralığını kendihesaplamalıdır.



KOMPANZASYONDAÖLÇÜM ve ANALİZ

Kompanzasyon yapılabilinmesi için, sistemin öncelikleelden geçirilmesi, sistem üzerindeki yüklerin

karakteristiğinin bilinmesi gereklidir. Sistemin ölçümlerininbilinmemesi, kompanzasyonun tamamen hatalı olmasına nedenolabilmektedir.

Genel olarak, elektrik ve pano işleri ile uğraşanarkadaşlarımızın hatalı davrandıkları bir durum sözkonusudur ki,kompanzasyonun temelinin yanlış anlaşılmasındankaynaklanmaktadır. Hatalı olan davranış şekli, sistemden çekilenakımlara göre tahmini olarak I x V x Cosfi x 0,67 gibi bir formüluygulayıp buldukları değerin %60'ı ile sistemin gücünü tahminiolarak bulmaya çalışmaktan kaynaklanır.

Halbuki günümüzde, küçük sistemlerin çoğu monofazeyüklerden oluşmakta ve bu yükler değişik karakteristikteolabilmektedir. Örneğin, sistemi inceleyen bir elektrikçi, fazınbirini 4 amper, ötekini 3 amper diğer fazı da 5 amper ise her faziçin Cos değeri almamış ise sistemdeki reaktif gücühesaplayamaz. Çünkü açısındaki değişiklik, reaktif ve aktif güçlerin değerlerinin değişmesine neden olur.

Çünkü akım, görünen gücün voltaja oranıdır. Bu nedendendolayı doğru kompanzasyonu sağlayabilmek için çekilen reaktif gücün miktarının tespit edilmesi gerekmektedir. Eğer sistemde

omik yükler var ise, sadece akımı ölçüp tahmini Cos değeri ileyola çıkıldığında bilimsel, olarak ta hata yapılmış olur.

Bilindiği üzereiki şekildekompanzasyonsağlanabilir

Değişmeyen reaktif yüklerde, aktif enerji tüketiminisağlamak,

Belli bir miktar tüketilen aktif enerjide, reaktif enerji



tüketimini engellemek,

Bizim yapmamız gereken, belli bir miktar tüketilen aktif enerjide, reaktif enerji tüketimini engellemek olmalıdır. Çünküreaktif oranı düşürmek için aktif enerji harcamanın, ceza

ödemekten farkı kalmayacaktır. Önemli olan, gereken enerjiharcanmalı, harcanırken de reaktif güç dengesi sağlanmalıdır.

Reaktif Güç Hesabı Reaktif güç hesaplaması şu şekilde sağlanabilir.

Q=S*Sin

Reaktif Güç , fazın görünen gücü ile Sin (Reaktif GüçÇarpanı) çarpımına eşittir.

Görünen güç yerine akım ile gerilim çarpımını alırsak aktif güç,

Q=I*V*Sin

Reaktif güç, fazın akım, gerilim ve Sin (Reaktif GüçÇarpanı) çarpımına eşittir.

Sinüs değeri, Cosinüs ve Tanjant değerlerinin çarpımınaeşit olduğu düşünülür ise

Q=I*V*Cos*Tan

Eğer sadece aktif ve görünen güç değerleri eldeedilebiliyor ise reaktif güç

Q*Q=S*S-P*P



Formülü ile de bulunabilir.

Sonuçta bir şekilde ölçümü alınmış olan akım, voltaj, cos,

sin, tan, S, P değerlerinden Q (reaktif güç) elde edilir.

Her fazın reaktif gücü ayrı ayrı bulunmalıdır ve bu yüklerinhangi durumlarda oluştuğu mutlaka göz önüne alınmalıdır. Toplamreaktif güç değeri de üç fazın reaktif güçlerinin toplamına eşit olur.

Qtoplam=Qr+Qs+Qt

Ölçüm alırken sistemde kondansatör bulunmadığınaözellikle dikkat etmeniz gerekmektedir. Sistemde bir reaktif güçkontrol rölesi çalışırken, doğal olarak sisteme kondansatör girer yada çıkar. Bu durumda, sistemin çektiği reaktif güç değerlerinibulmak imkansız olacaktır.

Hesap Yapmak Zor Derseniz Reaktif Güç Ölçümünü NasılBulacaksınız?

Eğer bu hesaplamalar karışık geliyor, ya da bu hesaplarıyaparken aynı anda bütün bu değerleri elde etmekte zorlanıyorumdiye yakınıyor olabilirsiniz. KAEL Mühendislik ve Elektronik Ltd.Şti. bu sorununuza da MULTIMET-01 cihazı ile çözüm üretmiştir.

MULTIMET-01, çoklu ölçeri sisteminize, 3 faz ve 3 akımtrafosundan ölçüm alacak şekilde üzerindeki bağlantı şemasınauygun bir biçimde bağlayarak ve akım, gerilim trafosu değerlerinicihaza girerek, sisteminizde anlık olarak çekilen Akım, Gerilim,Cos, şebeke frekansı, aktif güç, reaktif güç, ve görünen güç

değerinizin gerçek ölçümünü alabilirsiniz.

Önemli olan MULTIMET-01'in reaktif güç ölçümünü yapıp,sizi hesaplama ve ölçüm hatalarından kurtarmasıdır. Böylece çokbüyük bir zahmetten kurtulmuş ve doğruluğu güvenilir reaktif güç ölçüm değerine ulaşabilirsiniz.

Ölçülen Reaktif Gücün Analizi

Ölçmüş olduğunuz reaktif güç değerini, analiz edebilmek

için ölçümleri şu şartlar altında almanız gerekmektedir,



Sistemde sadece trifaze yükler çalışırken sistemin reaktif gücünün ölçülmesi,Sistemin sadece monofaze yükler çalışırken sistemin reaktif gücünün ölçülmesi,

Eğer sisteminizde ölçmüş olduğunuz, trifaze reaktif güçtoplam büyüklüğü, genel reaktif güç toplamının en az %95'inioluşturuyor ve trifaze yükler sürekli devrede çalışacak isemonofaze yükler kompanzasyonda etkisi çok az hatta etkisizsayılabilecek elemanlar haline gelir. Bu durumda tek faz ve tekakım trafosundan kumanda alarak sistemi kompanze edebilmekmümkündür. KAEL Mühendislik Elektronik Ltd. Şti.'nin üretmişolduğu VARko-1XX model reaktif röleler bu konuda başarılısonuçlar vermişlerdir.

Eğer sisteminizde ölçmüş olduğunuz, trifaze reaktif güçtoplam büyüklüğü, genel reaktif güç toplamının en az %85'inioluşturuyor ise monofaze yüklerin baskın olabileceği aslaunutulmamalıdır. Eğer trifaze yükler genellikle çalışacaklarınıvarsayarsak bile, tek faz tek akım trafosundan kumanda alanreaktif röle yetersiz kalacaktır. Kesinlikle üç faz ve üç akımtrafosundan kumanda alan reaktif güç kontrol rölesi seçilmelidir.

Monofaze yüklerin %50 den fazla olması durumunda, hattave hatta monofaze yükler eş zamanlı olarak devreye giriş çıkış

yapmıyorlar ise, mekanik sayaçlarda 3 faz 3 akım trafosundankumanda alan VARko-3XX reaktif rölelerde, bileşke güçlerinhesaplaması yapılıyor olduğu için, gereken miktar, kondansatör ileüç faz kompanze edilir. Elektronik sayaçlar için ise münferitkompanzasyon çözümleri ile üç fazın arasında kondansatörlerkullanılmalı ya da KAEL Mühendislik Elektronik Ltd. Şti. tarafından yeni geliştirilmiş olan, monofaze(faz-nötr), iki fazlı(faz-faz) vetrifaze(rst) kondansatörler ile uyumlu çalışabilen VARkombi-12rölenin kullanılması gerekebilir.

Sisteme uygun reaktif rölenin seçimi? kısmında reaktif röleseçiminin ince ayrıntıları daha detaylı anlatılmaktadır.

Yine sistemdeki güç dengesinin dağılımına göre vesistemdeki cihazların çektikleri güçlere ve bunların yinelemesıklığına göre kondansatör seçilmelidir. Örneğin yüklerin anlıkolarak sürekli girmesi ve çıkması durumunun olduğu işletmelerde,birim zaman içerisinde devrede olan yük kadar kondansatörseçilmeli ve arka arkaya gerektiğinde alınması ve çıkarılmasıişlemi gerçekleşeceği için yük miktarına göre 3-4 adet aynıdeğerde kondansatör kullanılmalıdır.

Stabil sistemlerde, yani sistemin belli yük yoğunluğunu

http://www.kael.com.tr/turkce/varko.html






sürekli olarak koruduğu, anlık yüklerin bulunmadığı sistemlerde,kondansatörlerin küçükten büyüğe doğru belli bir minimum aralıkolarak belirlenmiş KiloVAr değeri aralıkla yerleştirilmesi en iyikompanzasyonu sağlayacaktır.

Sisteme uygun kondansatör seçimi kısmında sisteminiz vereaktif rölenize en uygun kondansatör seçme yöntemleri detaylıolarak anlatılmaktadır.

KOMPANZASYON SĠSTEMLERĠNĠN TASARIMI NASIL YAPILIR?

Alternatif akımın endüstride kullanımının yaygınlaĢması neticesinde aktif güç yanısıra reaktif güç kavramında ortaya çıkmıĢtır.

Endüksiyon prensibi ile çalıĢan alıcılar için manyetik alan ve bu alanın oluĢumu için reaktif güç gereklidir.

Omik alıcılar faz gerilimi ile aynı fazda olan aktif akımı çekerler iken endüktif alıcılar aktif akımın yanısıra, manyetik alanların oluĢması için faz geriliminden 90° geri fazda reaktif akımçekerler.

Aktif ve reaktif akım birleĢerek görünür (zahiri) akım oluĢturur.

S = Görünür Güç

Q = Faz açısı



Uf = Faz gerilimi olduğunda

Ip = I.Cos… (A) Iq: I Sin…(A)

I² = Ip²+Iq²… (A)

P = S.Cos … (W) Q= S.Sin …. (VAr)

S² = p² + ² … (VA)

Olarak bulunur.

Endüktif alıcılar için gerekli reaktif gücün jeneratörlerden temin edilmesi durumunda

a) Enerji nakil hatları ve trafoların yüklenmeleri artar

b) Tesislerdeki toplam gerilim düĢümü artar

Bunun yerine reaktif güç endüktif alıcının yanında üretilir. Bu iĢlem için

a) Dinamik faz kaydırıcıları

b) Statik faz kaydırıcıları kullanılır.

Genelde tercih edilen statik faz kaydırıcılarıdır. Kayıpları son derece az bakım gerektirmeyenaz yer kaplayan ve değiĢik güçlerde kolaylıkla temin edilebilen statik faz kaydırıcılarınakondansatör de denilmektedir.

Reaktif güç ihtiyacını tespit edebilmek, sistemin zahiri ve gücünü ve bu güce ait güç

katsayısını ve yükseltilmek istenen güç katsayısını bilmek gerekir.

ġartname gereği yükseltilmek istenen güç katsayısı Cos ² 0,95 ile 1 arası değerde olmasıgerekir. Bu sınırlar aĢılırsa ceza uygulanır.

Güç katsayısını Cos ² değerine ulaĢtıracak kondansatör gücü için iki yol uygulanır.

a) Aktif güç sabit tutulur görünür güç arttırılır

b) Görünür güç sabit tutulup aktif güç arttırılır

Gerekli kondansatör gücü



Qc = Pı-P2 veya Qc = Pı (tan ı- 2) …. kVAr olarak bulunur.

Örneğin: Kurulu bir tesiste wattmetreden ölçülen aktif güç 1000 kw tır. Cosinüs fimetre 0,7göstermektedir. Kompanzasyon sonrası güç katsayısı 0,95 yapılmak isteniyor.

Çekilen görünür güç

S1 = Pı = 1000 kW = 1428,5 kVA

Cos1 0,7

Çekilen reaktif güç

Q1 = (Sı² - Pı²) = 1428,5² - 1000² = 1020,2 kVAr

Aktif güç sabit tutulursa Cos = 0,95 için yeni görünür güç

S2 = Pı = 1000 kW = 1052,6 kVAr

Cos1 0,95

Yeni Reaktif Güç

Q2² = (S2² - Pı²) = (1052,6²-1000²) = 328,5 kVAr


Qc = Qı-Q2 Qc=1020,2-328,5 = 691,7 kVAr

Görünür güçsabit tutulup aktif güçte arttırılabilir.

Örnekte Cos1 = 0,7 Pı = 1000 kW Sı = 1428,5 kVA olarak bulunmuĢtu. Cos = 0,95 için

Yeni aktif güç

P2 = Sı Cos2 = 1428,5x0,95=1357 kW

Yeni reaktif güç

Q2² = S2²-P2² Q2 = 1428,5²-1357 P2 =446,27 kVAr


Qc = Qı-Q2

Qc = 1020,2 – 446,27

Qc = 573,93 kVAr



Kompanzasyon yapılacak tesisler

a) Proje aĢamasındadır.

b) ÇalıĢır vaziyettedir

Tesis proje aĢamasında olduğu zaman güç katsayısı 0,7 olarak dikkate alınır Gereklikondansatör gücü Qc=Px0,67 kVAr olarak bulunur.

ĠĢletmede olan tesisler için

a) Ampermetre, Voltmetre ve Cosinüsfimetre var ise

S= (3) Uh.Ih P= S. Cos Q² = S²-P²

Qc= Q-(Px tg Q2) ….. kVAr ile bulunur.

b) Ampermetre, Voltmetre ve bir aktif sayaç var ise

S= (3) Uh.I P= saatteki led yanma sayıs Q² = S²-P²

ledin yanma sabitesi

Qc= Px(tgQ1-tg Q2) …… kVAr olarak bulunur

c) Tesiste aktif ve reaktif sayaç var ise

Sayaç sabiteleri ve saatteki tur sayısı dikkate alınıp P ve Q güçleri bulunur.

Qc= Q-P.tg Q2 ……. kVAr

d) Aktif, reaktif sayacın olduğu iĢletmeye iĢletme süresi belirli aktif ve reaktif tüketimfaturası geliyor ise;

Qc = Aktif Tüketim – Reaktif tüketim x tg Q2) …… kVAr

ĠĢletme Süresi



Alıcılar üç Ģekilde kompanze edilebilir.

a. Bireysel b. Grup c. Merkezi

Bireysel kompanzasyonda transformatörler ve motorlar gibi sürekli iĢletmede bulunanalıcılar tek tek kompanze edilebilir. MüĢterek bir anahtar alıcı ile beraber kondansatörüdevreye alır veya çıkartır.

Asenkron motorlar kompanze edilecekse motorun baĢta çalıĢma kriterleri göz önünealınır.

Gerekli kondansatör gücü Qc=0,9x (3) x Un.Io ….. kVAr

Transformatörlerin bireysel kompansazyonunda trafo gücünün %3-5 i arası değerde

kondansatör kullanılır.

Grup kompanzasyonunda tüketici sayısının fazla olduğu tesislerde müĢterek bir Kompanzasyon yapmak yararlı sonuçlar verir. Ancak bir deĢarj direnci ile anahtarlar topraklanmalıdır.

Merkezi Kompanzasyon alıcı sayısının fazla ve alıcıların değiĢik zamanlar da devreye

girdiği yerlerde tercih edilir. Bunun için akım trafosu, Kontaktör, reaktif röle kullanılır.Merkezi kompanzasyonda gruplardaki kondansatör değerleri küçükse çıkar. Yıpranmaoranı artar. Ancak hassas ayarlar yapılabilir. Gruplar büyük seçilirse aĢırı kompansazyon

boy gösterebilir.





Motor Sürücü Giriş Reaktörü (Endüktör) : Üç fazlı motor sürücüleri ile Ģebeke arasına yerleĢtirilir.Motor sürücünün oluĢturmuĢ olduğu harmonik içeriğin Ģebekeye ulaĢmasını kısmen engeller ve motor kalkıĢ anlarında aĢırı akım çekilmesini önler. Ġstenilen değerlere sahip Motor sürücü giriĢ reaktör leriniCE sertifikası ile sunmaktayız

Nominal Gerilim

Gerilim Düşümü Tip Koruma Sınıfı

: 400 V

: Ġsteğe Bağlı: Açık tip : IP00

Güvenlik Sınıfı

Endüktrans Sapması Termal Sınıf

: 1.Sınıf

: +/- %10: T40/B

Motor Sürücü Çıkış Reaktörü (Endüktör) : Üç fazlı motor sürücüleri ilemotor arasına yerleĢtirilir. Motor sürücünün çıkıĢındaki yüksek frekansdalgalılığını yok etmek ve motor kalkıĢ anlarında aĢırı akım çekilmesiniönlemek için kullanılır. Ġstenilen değerlere sahip Motor sürücü çıkıĢreaktörlerinis CE sertifikası ile sunmaktayız

Nominal Gerilim Gerilim Düşümü Zarf Frekans Tetikleme Frekansı

: 400 V: 0V - 500V: 10Hz - 150Hz: 2kHz - 10kHz

Koruma Sınıfı Güvenlik Sınıfı Endüktrans Sapması Termal Sınıf

: IP00: 1.Sınıf : +/- %10: T40/B

Harmonik Filtre Reaktörleri (Endüktör) : Sistemdeki lineer olmayanyüklerden dolayı oluĢan harmonik kirliliğin, kompanzasyon sistemlerinezarar vermesini engeller. Uygulamada Ģebeke ile kompanzasyonkondansatörlerinin arasına yerleĢtirilerek hem kondansatörlerinharmoniklerden etkilenmesini engelleyerek, rezonans riskini ortadankaldırır. Harmonik Filtre Reaktörlerini CE sertifikası ile sunmaktayız.

Tek Fazlı Reaktörler ( Endüktör ) : Bir çok amaca hizmet edebilengenel amaçlı endüktans bobinleridir. Güç elektroniği cihazlarında DCbağlantı noktasında, DC Motorların giriĢinde, Tek fazlı sürcüleringiriĢinde ve tek fazlı filtre uygulamalarında yaygın olarak kullanılır.Ġstenilen değerlere sahip tek fazlı reaktörleri CE sertifikası ile sunmaktayız.

Nominal Gerilim Frekans Aralığı Koruma Sınıfı

: 400 V: DC - 1kHz: IP00

Güvenlik Sınıfı Endüktrans Sapması Termal Sınıf

: 1.Sınıf : +/- %10: T40/B



ELEKTRĠK ġEBEKELERĠNDE REAKTĠF GÜÇ KOMPANZASYONU

Dünyamızın son yıllarda karĢı karĢıya kaldığı enerji krizi, araĢtırmacıları bir yandan yeni enerji kaynaklarına yöneltirken diğer yandan daha verimli sistemlerintasarımlanması ve kurulmuĢ olan enerji kaynaklarının en verimli Ģekilde kullanılmasıyönünde çalıĢmaların yoğunlaĢmasına neden olmuĢtur.

Bilindiği gibi sanayileĢmenin ana girdilerinden baĢta geleni elektrik enerjisidir.Elektrik enerjisinin kullanıma;

Kaliteli Sürekli Yeterli Ucuz

olarak sunulması esastır. Oysa ülkemizde özellikle 1973 yılında baĢ gösteren petrolkrizi nedeniyle bu 4 özelliğin sağlanmasında güçlüklerle karĢılaĢılmıĢtır. Petrol kriziyanında ülkemize has bazı hususlarda eklenince önce enerji yetmezliği bununla

beraberde güç yetmezliği baĢ göstermiĢtir. Bu yetmezliklerin olumsuz etkilerinigidermek üzere;

Ġleri saat rejimi (Halen sürmektedir.) Frekans ve gerilim düĢürülmesi (1974’ten sonra uygulanmamıĢtır.) Kesinti ve kısıntı (Halen sürmektedir.)

yöntemlerine baĢvurulmuĢtur. Bu arada TEK tesislerine Ģönt kondansatörler yerleĢtirilmiĢtir. Bu tedbir, reaktif enerjinin tüketildiği yerde üretilmesi gerektiğindenancak yerel bazı sağlayabilmiĢtir.

Elektrik enerjisinin, asrımızın en yaygın kaynaklarından biri olarak üretildiği,santralden en küçük alıcıya kadar dağıtımında en az kayıpla taĢımanın yolları vehesapları yapılmaktadır.

Dünyamızda elektrik enerjisine ihtiyacın her geçen gün biraz daha artması,enerji üretiminin biraz daha pahalılaĢması, taĢınan enerjinin de kaliteli, ucuz ve hakikiiĢ gören aktif enerji olmasını daha zorunlu kılmaktadır.

Güç sistemlerinde iĢletmeyi kolaylaĢtırmak, verimliliği arttırmak ve enerjitutumluluğunu sağlamanın en etkin önlemlerinden birini Reaktif Güç KompanzasyonuoluĢturmaktadır.

ALÇAK GERĠLĠMDE KOMPANZASYON

Elektrik Ģebekelerinde abone gücü arttıkça reaktif yüklerde çok hızlı bir Ģekildeartmaya devam etmektedir. Bunun neticesi olarak ta güç katsayısı ( Cos ) 0.50 – 0.80arasında muhtelif değerlerde seyretmeye baĢlamıĢtır.

Trafo merkezlerinde, hatlarda ve generatörlerde güçlerin artması; aktif güç kadar ve belki de daha önemli miktarda reaktif güçlerinde artmasına sebep olmuĢtur.

AĢırı yüklenmeler ve gerilim düĢmelerinin önlenmesi için, reaktif yüklerinkompanze edilmesi zorunlu hale gelmiĢtir.

ġehir Ģebekelerindeki örnekler göstermiĢtir ki çıkıĢ dağıtım fiderlerinde geneldeortalama Cos = 0.80’den küçüktür. Bazı hallerde 0.70’in altına düĢtüğü görülmektedir.



Sanayi aboneleri bulunmayan beldelerde reaktif tüketimin artmasına sebep;özellikle ticari ve sosyal bölgeleri besleyen dağıtım hatları ve trafo merkezleriüzerindeki irili – ufaklı motor ve Neon ıĢıklarının artmasıdır.

Sosyal hayatın geliĢmesi ile baĢlayan refah; Buzdolabı, çamaĢır makinası, klimavs. gibi ısıtma, havalandırma ve soğutma cihazlarının kullanımını arttırmıĢ ve bu

durum günümüzde reaktif enerji tüketimini arttırmıĢtır. Kompanzasyonda genel kaide olarak en gerçekçi yol; reak tif akımlar kendilerinitüketen cihazlara en yakın noktada üretilmelidirler. Bu durumda abonelerden baĢlayarak dağıtım hatlarından itibaren üretim kaynağına kadar söz konusu cihazlar için gereklireaktif enerji sistemden taĢınmayacak ve bu sebeple;

ġebekedeki güç kayıpları önemli oranda azalacak, Üretim ve dağıtım sisteminin kapasitesi artacak, Gerilim düĢümünün taĢınan gücü sınırladığı dağıtım hatlarında enerji

taĢıma kapasitesi büyük oranda artmıĢ olacaktır. Günümüzde önemli ölçüde artan aktif ve reaktif güçler, sistemde aĢırı gerilim

düĢümleri ve transformatörler ile generatörlerin aĢırı yüklenmelerine sebep olmaktadır.

KOMPANZASYONUN TÜKETĠCĠYE FAYDALARI

Tüketici, tesisini kurarken güç faktörünü düzeltecek önlemleri alırsa veyamevcut tesisin güç faktörünü düzeltirse;

Gereksiz yatırım yapmamıĢ olur. Kayıpları azalır. Gerilim düĢümü azalır. En önemlisi reaktif enerji bedeli ödemez.

GENEL BĠLGĠLER ZAHĠRĠ, AKTĠF VE REAKTĠF DĠRENÇ

Bir devrenin zahiri direnci OHM Kanununa göre bu devreye tatbik edilengerilim ve geçen akıma göre bulunmaktadır. Alternatif akımda zahiri direnç Z’ nin bir aktif ( R ) bir de reaktif ( X ) bileĢeni bulunmaktadır.

_______ R = UR / I Z = R² + X²

X = UB / I Z = U / I ( Ohm = V /A )



Bir elektrik devresinin içerisindeki cihazlar zahiri direnci teĢkil ederler veakımın gerilime göre faz durumunu tayin ederler. Bunun için 3 hal mümkündür:

1 - Devredeki cihazlar sadece omik değerdedir. ( Akkor flamanlı lambalar )

Akım ve gerilim vektörel olarak aynı fazdadır.

2 - Devredeki cihazlar endüktif () karakteristiktedir. Akım vektörel olarak,gerilime göre açısı kadar geridedir.( Transformatörler, motorlar, bobinler )

3 - Devredeki cihazlar kondansatörler gibi kapasitif karakteristiktedir. Akımvektörel olarak gerilime göre açısı kadar ileridedir.

XL =2..f.L = WL ( Ohm ) Xc = 1 / 2..f.C = 1 / Wc ( Ohm )

L = indüktivite ( Henry ) [ H ] C = kapasite ( Farad ) [ F ]

f = frekans ( Hertz ) [ Hz ]

OMĠK DĠRENÇ ( Aktif Direnç )

Omik direnç R, içerisinde bir indükleme veya kapasite olayı olmayan dirençtir. (Akkor flamanlı lambalar, elektrikli ısıtıcılar ) Bu direnç efektif gerilim veya akımdeğerlerinden R = U / I olarak bulunur. Aktif direnç içerisinden geçen akımda aktif akımdır. Ölçülen gerilim ve akım efektif değerlerdir. Maksimum ani değerleri bulmak için ölçülen akım ve gerilimin 2 ~ 1.41 alınmalıdır.

ENDÜKTĠF DĠRENÇ

Ġçinden her akım geçen telin etrafında daima bir manyetik alan mevcuttur. Bir bobin halinde sarılan telin manyetik alanıda daha fazla olacaktır. Böylelikle bobin bir gerilim endükleyici özelliğine sahiptir. Hareket halinde bulunan elektronlar, sankiyanındaki elektronlarla bir yay vasıtasıyla bağlıymıĢ gibi bu bobin uçlarına bir gerilim

tatbik edildiğinde ileri – geri harekete baţlarlar.



Bir bobinde kendi kendine indükleme olayı bu bobin içindeki akımın akmasınaengel olacak Ģekilde durum göstermektedir ve gerilim ile akım arasında bir fazkayması mevcuttur.

ġebekeye bağlı bir alıcı, eğer bir motor, bir transformatör, bir fluoresan lambaise, bunlar manyetik alanlarının temini için bağlı oldukları Ģebekeden bir reaktif akım

çekerler.

FAZ FARKI OLAN AKIMIN AKTĠF VE REAKTĠF BĠLEġENLERĠ

Gerilim ile akım arasındaki faz farkını akımı bileĢenlerine ayırarak izah etmek mümkündür.

I alternatif akımın aktif = Iw , reaktif = I b bileĢenleri, birbirine paralel bağlı aktif ve reaktif dirençlerin üzerinden geçen akımlardır.

Iw = U / R = I . Cos ________

I = U / Z = Iw ² + I b ² I b = U / X = I . Sin

ZAHĠRĠ, AKTĠF VE REAKTĠF GÜÇ

Elektriksel güç; bir devreye tatbik edilen gerilimle bunun doğurduğu akımın bir hasılatıdır .

Zahiri Güç S = U . I ( VA )

Aktif Güç P = U . Iw = U . I . Cos = S . Cos ( W )

Reaktif Güç Q = U . I b = U .I . Sin = S . Sin ( VAR )

P = S . Cos ’ de aktif güç zahiri gücün Cos ile çarpılmasıyla elde edildiğiiçin Cos ’ ye aktif güç katsayısı veya kısaca güç katsayısı adı verilmektedir.



Aktif güç ile zahiri güç arasındaki açı, gerilimle akım arasındaki aynı faz açısı

halde Cos ile faz farkı ifade edilebilir .Cos = 1 ( Sadece aktif güç mevcuttur. = 0 derece )Cos = 0 ( Sadece reaktif güç mevcuttur. = 90 derece )

Santralde üretilen bir enerji, aktif ve reaktif akım adı altında en küçük alıcıyakadar beraberce akmakta, iĢ yapmayan, sadece motorda nagnetik alan doğurmayayarayan reaktif akım, havai hatta, trafoda, tablo, Ģalterler ve kabloda lüzumsuz yerekayıplara sebebiyet vermektedir. Bu kayıplar yok edilirse, Ģüphesiz trafo daha fazlamotoru besleyebilecek bir kapasiteye sahip olacak, bununla beraber disjonktör ( kesici )lüzumsuz yere büyük seçilmeyecek, kablo ise daha küçük kesitte seçilebilecektir.

Daha ilk bakıĢta reaktif akımın santralden alıcıya kadar taĢınması, büyük ekonomik kayıp olarak görünmektedir. Genellikle enerji dağıtım Ģebekelerinde lüzumsuzyere taĢınan bu enerji, taĢınan aktif enerjinin % 75 – 100’ü arasında tespit edilmektedir.Bu reaktif enerjinin santral yerine, motora en yakın bir mahalden gerek kondansatör tesisleri, gerekse senkron döner makinalar tarafından temin edilmesiyle, santraldenmotora kadar bütün tesisler bu reaktif akımın taĢınmasından, yükünden arınmıĢolacaktır.



I1 : Zahiri akım I1 .Cos : Aktif akım I1.Sin : Reaktif akım

Santralden motora kadar bütün hatlar, tesisler ;

I .Cos + I .Sin = Iaktif + Ireaktif akımının toplamı ile yüklenmekte, motor iseancak P = U.I.Cos aktif enerjiyi almaktadır.

REAKTĠF GÜÇ

Akımın aktif bileĢeni ; Motorlarda mekanik gücü, Isıtıcılarda teknik gücü, Lambalarda aydınlatma gücünü oluĢturan faydalı bileĢendir.

Akımın reaktif bileĢeni ;

Jeneratör Transformatör Motor Bobin

gibi elektrik cihazlarının çalıĢması için gerekli magnetik alanı meydana getirir.Magnetik alanı meydana getiren mıknatıslanma akımı endüktif ( geri – fazda )

karakterde olup Ģebekeden çekilir ve akımın sıfırdan geçtiği anda alan ortadan kalkıncatekrar Ģebekeye iade edilir. Bu nedenle reaktif güç, üretici ile tüketici arasında sürekli olarak Ģebeke frekansının 2 katı bir frekansla salınır.

__



S = 3 .U.I Görünen güç

Aktif güçle, aktif akım gerilimle aynı fazdadır. Çekilen güç endüktif ise zahirigüç ile I hat akımı gerilimden açısı kadar geri fazdadır.

U : Hat gerilimi ( Fazlar arası gerilim ) I : Hat akımı

S : Zahiri güç ( VA ) P : Aktif güç ( W )

Q : Reaktif güç ( VAR ) : Faz açısı

Aktif akım : I p = I .Cos Reaktif akım : Iq = I .Sin Hat akımı : I = / I p + Iq

Aktif güç : P = S.Cos Reaktif güç : Q = S.Sin Zahiri güç : S = / P + Q

Aktif akımın meydana getirdiği aktif güç, tüketici tarafından faydalı halegetirilir; Mesela motorlarda mekanik güce, ısı tüketicilerinde termik güce ve aydınlatmatüketicilerinde aydınlatma gücüne dönüĢür. Reaktif akımın meydana getirdiği reaktif güç ise faydalı güce çevrilemez. Reaktif güç, yalnız alternatif akıma bağlı bir özellik olup, elektrik tesislerine istenmeyen bir Ģekilde tesir eder; generatörleri,transformatörleri, hatları, bobinleri gereksiz olarak iĢgal eder ve lüzumsuz yere yükler,ayrıca bunların üzerinde ilave ısı kayıplarına ve gerilim düĢümlerine yol açar. Aktif güç enerjisi normal sayaçlarda tespit edildiği halde reaktif enerji böyle bir sayaç ilekontrol edilemez, bunu kaydetmek için ayrı bir reaktif enerji sayacına ihtiyaç vardır.

REAKTĠF GÜÇ GEREKSĠNĠMĠ

Güç faktörü düzeltmede baĢlangıç noktası, yük karakteristiğinin tam olarak belirlenmesidir. ĠĢe güç sistemi yönünden bakıldığında, sistemin en fazla zorlandığıyükteki güç faktörünün bilinmesi yeterlidir.

Türkiye’de müĢteri gruplarının puant yükteki güç faktörleri üzerinde yapılmıĢçalıĢmalar çok eksiktir. Eldeki bilgiler genellikle dağıtım panolarındaki Cos metrelerden okunan bilgileri içermektedir. Yapılan araĢtırma ve ölçümlerde her müĢteri

grubu için güç faktörü değerleri ortalama olarak bulunmuĢtur.1-ENDÜSTRĠYEL KURULUġLAR

Endüstriyel kuruluĢların güç faktörlerinin 0.6 – 0.9 arasında değiĢtiği, alt sınırınar k ocakları, kaynak makinaları veya küçük elektrik motorları kullanan veaydınlatmanın fluoresan lambalarla yapıldığı kuruluĢlarda, üst sınırın ise büyük güçtemotor kullanan, aydınlatmanın da cıva buharlı lambalarla yapıldığı kuruluĢlarda tekabülettiği gözlenmiĢtir.

2-MESKENLER



Yapılan ölçmelerde güç faktörünün yaĢam standartları ile doğrudan bağlı olduğugözlenmiĢtir. Ülkemizde meskenlerde elektrik enerjisini genellikle aydınlatma (akkor veya fluoresan lamba) ve birazda ısıtma için kullanıldığı düĢünülürse bunun sebebiortaya çıkmaktadır.

3-TĠCARETHANELER

Ticarethanelerin yükleri aydınlatma ve küçük elektrik motorlarındanoluĢmaktadır. Ticarethaneleri bürolar ve alıĢveriĢ merkezleri olarak ayırırsak; alıĢveriĢmerkezlerinin güç faktörleri 0.8 – 0.7, büroların ise 0.88 olarak ölçülmüĢtür.

4-RESMĠ DAĠRELER

Resmi dairelerde ana yükü aydınlatma oluĢturmakta, dolayısıyla güç faktörüaydınlatmanın türüne bağlı olarak değiĢmektedir. Yalnız fluoresan lamba kullanılandairelerde güç faktörü 0.5’ e kadar düĢebilmekte ve enkandesan lambaların

kullanılmasıyla artmaktadır.

5-SOKAK AYDINLATMASI

Sokak aydınlatmasında güç faktörünü kullanılan lamba tipi belirlemektedir.Enkandesan lambaların kullanıldığı durumlarda güç faktörü 0.97’ ye ulaĢmaktadır.Örneğin; Ankara – Samsun otoyolundaki cıva buharlı lambalarla yapılan aydınlatmadagüç faktörü 0.86 olarak belirlenmiĢtir.

REAKTĠF GÜÇ VE GÜÇ FAKTÖRÜREAKTĠF GÜÇ TÜKETĠCĠLERĠ

Magnetik veya statik alanla çalıĢan bütün elektrikli araçlar Ģebekeden aktif güçyanında reaktif güç çeker; bazı koĢullar altında da reaktif güç verir. Bu tip önemli

bazı araçlar Ģunlardır:

DüĢük ikazlı sekron makinalar Asenkron motorlar Senkron motorlar

Bobinler Transformatörler Redresörler Endüksiyon fırınları, ark fırınları Kaynak makinaları Hava hatları Fluoresan lamba balastları Sodyum ve cıva buharlı lamba balastları Neon lamba balastları

REAKTĠF GÜÇ ÜRETEN ARAÇLAR



Tüketicilerin reaktif güç ihtiyaçlarını karĢılamak için 2 tip araçtan yararlanılır: Dinamik faz kaydırıcılar, aĢırı ikaz edilmiĢ senkron makinalar (Senkron

kompensatörler) , statik faz kaydırıcılar, kondansatörler. Kondansatörlerin kayıpları çok düĢük olup, nominal güçlerinin % 0.5’ inin

altındadır. Bakım masrafları ihmale gelebilecek kadar azdır. Tüketicilerin hemen yanına

ve istenilen büyüklükte tesis edilebilme kolaylıkları da vardır. Bu nedenle tercihedilirler.Kompanzasyon tesislerinde 2 tip kondansatör kullanılır; 1. 1. Yağlı Tip Kondansatör: Belli peryotlarda bakım gerektirirler. ( Suyunun

değiĢmesi vb..) 2. 2. Kuru Tip Kondansatör: Bakım gerektirmezler. En kötü yanı

harmoniklerinin fazla olmasıdır.

GÜÇ FAKTÖRÜNÜN DOĞURDUĞU SORUNLAR VE SONUÇLARI

Tüketicilerin güç faktörü belirli limitlerin altında kaldığı sürece besleme

sisteminin ortalama güç faktörü de düĢük olur. DüĢük güç faktörünün etkileri Ģöyleözetlenebilir:

ÜRETĠCĠ YÖNÜNDEN

Kurulacak bir tesiste: Generatör ve transformatörlerin daha büyük güçte seçilmesine, Ġletkenlerin daha kalın kesitli olmasına, cihazlarının daha büyük ve hassas

olmasınaneden olur.Kurulu bir tesiste:

Üretim, iletim ve dağıtımda kapasite ve verimin düĢmesine, Ġletkenlerde kayıpların ve gerilim düĢümünün artmasına, Gerilim regülasyonu ve iĢletmeciliğin zorlaĢmasına neden olur.

Sonuç: Üretim maliyeti artar.

TÜKETĠCĠ YÖNÜNDEN

Kurulacak bir tesiste: Alıcı transformatörünün (varsa), kumanda, koruma ve kontrol donanımının

gereğinden daha büyük olmasına, Ġletkenlerin daha kalın kesitli seçilmesine neden olur.

Kurulu bir tesiste: Transformatör (varsa), o tesisatın kapasite ve veriminin düĢmesine, ġebekeden daha çok reaktif enerji çekilmesine, Kayıpların ve gerilim düĢümünün artmasına neden olur.

Sonuç: Görülen hizmet ve üretilen ürünün maliyeti artar.Bütün bunlar yanında gereksiz yatırımlar yapılması ile milli ekonomiye zarar

verilmiĢ olur.



ġEBEKENĠN A.G. TARAFINDA KOMPANZASYON

MüĢteriler açısından kompanzasyonun A.G. tarafında gerçekleĢtirilmesi büyük avantajlar sağlar. Çünkü büyük sanayi tesislerinde dahi A.G. kompanzasyon tesislerininsayısı fazla değildir. Derli toplu olup, iĢletilmeleri ve bakımları kolaydır. Bundan baĢka

ekonomik açıdan değerlendirildiğinde kullanılan tüm cihazlar gerek fiyat olarak vegerekse de kapladıkları hacim itibarı ile oldukça avantaj temin eder.

ġehir ve kasaba Ģebekelerinde kompanzasyon tesisinin A.G.’de yapılması iĢletmeve bakım açısından büyük zorluklar taĢımaktadır. Bu nedenlerden dolayı Ģehir vekasaba Ģebekelerinde O.G.’de kompanzasyon yapmak tercih edilebilir. Zira bu durumdakompanzasyon tesisi sayısı oldukça sınırlı olacaktır.

Ancak köy Ģebekelerinde kompanzasyon yapılması gerektiğinde A.G.’dekompanzasyon yapmak daha uygundur. Çünkü köy Ģebekeleri, trafo sayısı bakımındanoldukça sınırlıdır. A.G.’de kompanzasyon belli baĢlı 3 Ģekilde düzenlenir ;

1. 1. Alıcıların müstakil kompanzasyonu

2. 2. Grup kompanzasyonu3. 3. Merkezi kompanzasyon

ALICILARIN MÜSTAKĠL KOMPANZASYONU

Sürekli olarak iĢletmede bulunan büyük güçlü abonelerin reaktif enerjigereksinimlerini temin için tüketicinin uçlarına Ģönt kondansatör bağlanır ve müĢterek

bir anahtar üzerinden tüketici ile birlikte iĢletmeye sokulup çıkarılırlar.

MOTORLARIN KOMPANZASYONU

Motorların tek - tek kompanzasyonunda motorun boĢta çektiği zahiri güce görekondansatör gücünün hesaplanması gerekir.

Asenkron motor, magnetik alanın üretilmesi için endüktif reaktif güç çeker.Motorların çektikleri reaktif güç, motorun nominal gücüne ve devir sayısına bağlıdır;yani verilen belirli bir güçte, düĢük devirli motorlar, daha yüksek mıknatıslanma akımıçekerler. BoĢta çalıĢan motor ise, Ģebekeden hemen hemen yalnız mıknatıslanma akımıçeker. ġu halde düĢük devirli motorların güç katsayıları da daha düĢüktür.

Yıldız – Üçgen Ģalterlerle yol verilen asenkron motorlara yapılankompanzasyonda kondansatörler motor sargılarının uçlarına paralel bağlanırlar. Ancak motorlara yol verme esnasında Ģu Ģekilde tehlikeli bir olay baĢgösterebilir: Yıldız

bağlama durumunda kondansatörler dolmuĢ durumda iken üçgen bağlamaya geçmeesnasında çok kısa süreli olarak Ģebekeden ayrılırlar ve üçgen durumunda fazlar tersolarak tekrar Ģebekeye bağlanırlar. Dolayısı ile bu durum darbe akımları meydanagetir ir. Bu da motorun, kondansatörlerin ve bağlama elemanlarının aĢırı zorlanmasınayol açar. Uygun kontaktör kombinasyonları kullanmakla bu olay önlenebilir.

Kondansatörlerle donatılan asenkron motorlarda baĢ gösteren ve arzu edilmeyen baĢka bir olayda “ kendi kendine uyarma “ dır. ġebekeye bağlı olarak çalıĢmakta olan bir asenkron motorun uçlarına, boĢta çalıĢma akımının yaklaĢık % 90’ına eĢit güçte bir kondansatör paralel bağlanırsa, bu durumda genellikle arzu edilmeyen aĢırıkompanzasyondan baĢka devreden ayrılmıĢ olup kinetik enerjisi ile dönmekte olanmotorda kendi kendini uyarma olayı baĢ gösterir. Motor Ģebekeden ayrıldığı anda

kinetik enerji ile dönmeye devam eder. Kondansatörden gerekli uyarma akımınıçekerek bir müddet daha generatör olarak çalıĢmaya devam eder. Bu durumda sargıları



yıldız bağlı motorun uçlarında iki katı bir gerilim endüklenir. Bu nedenlerden dolayısöz konusu olan kondansatörlerin direkt bağlanmaları 25 kW’a kadar motorlar içinkullanılabilir.

Büyük sanayi tesislerinde ve fabrikalarda, Blok Yük olarak adlandırılan yüksek güçlü (örn. 400 kW ) ve devreye girip çıkma zamanları tam olarak bilinmeyen elektrik

motorları kalkıĢ anında Ģebekeden kısa süreli (yaklaĢık 10 s.) olarak çok yüksek akımlar çeker. Sistemdeki otomatik kompanzasyon sistemi, böyle kısa süreli maksimumyükleri belli bir gecikmeyle algıladığı için, bu andaki reaktif gücü karĢılayacak gerekligüçte kondansatör bataryası devreye girene kadar motor yol almıĢ olur ve nominalgüçte çalıĢmaya baĢladığı için Ģebekeden kalkıĢ anına göre daha az reaktif güç çeker.Bu olay sırasında tesisin reaktif enerji sayacı hızla döner, kompanzasyon amacınaulaĢmamıĢ olur. Böyle durumlarda blok yükler, müstakil olarak kompanze edilmelidir.

TRANSFORMATÖRLERĠN KOMPANZASYONU

Alternatif akım makinalarının en önemlilerinden biri olan ve en çok kullanılan

transformatörler bağlı oldukları üst gerilim Ģebekesinden endüktif reaktif güç çekerler.Bunlar bireysel olarak kompanze edilirler. Kondansatörler ya üst gerilim yada altgerilim tarafına bağlanabilirlerse de, hem pratik hemde ekonomik sebeplerle alçak gerilim tarafına bağlanmaları tercih edilir. Transformatörün yükü daimadeğiĢebildiğinden, kompanzasyon için gerekli kondansatör gücü, en büyük reaktif güçihtiyacına göre seçilmez. Aksi halde düţük yüklü saatlerde aĢırı kompanzasyon baĢgösterebilir ve transformatörün sekonder uçlarında gerilim yükselebilir. Ayrıca Ģebekegeriliminde harmoniklerin mevcut olması halinde, kondansatör Ģebekeden aĢırı akımçekerek transformatörü aĢırı yükleyebilir. Transformatörlerin kompanzasyonundakullanılacak kondansatörün, transformatörün boĢta çektiği reaktif gücü karĢılayacak mertebede olması gereklidir. Açıklanan sebeplerden dolayı Elektrik Ġdareleri,transformatörün yüküne bağlı olmadan, nominal gücün % 5 - % 10 değerinde sabit bir kondansatör bağlanmasını tavsiye ederler.

ÇeĢitli güç ve gerilimlerdeki transformatörlerin kompanzasyonu için gereklikondansatör güçleri aĢağıdaki cetvelden seçilebilir;

Yüksek Gerilimli Trafo ______________________________________________________________________

Normal 6 kV’ a kadar 6 ila 15 kV 15 kV’ unüzeri

Trafo Gücü Kondansatör Gücü Kondansatör Gücü Kondansatör Gücü( kVA ) ( kVAR ) ( kVAR ) ( kVAR ) ____________ _______________ _________________ ______________

10 1.5 1.5 225 2.5 2.5 3.550 5 6 863 6 8 10100 8 10 12125 10 10 12160 10 12 15200 12 15 20

250 15 20 25315 20 20 25



400 20 25 30500 25 30 35630 30 35 40

1000 40 45 502000 60 65 80

AYDINLATMADA KOMPANZASYON

Aydınlatmada kullanılan modern lambaların yardımcı malzemeleri yüzünden,Ģebekeden çekilen endüktif nitelikteki reaktif gücün bir çok sakıncaları vardır. Bunlar;

Üretim, iletim ve dağıtım sistemlerindeki öğelerin gereksiz Ģekildeyüklenmesi ve bu suretle besleme kapasitelerinin azalması,

Gereksiz yere çekilen fazla akımın enerji kayıplarına neden olmasıdır.

Bu sakıncalar, aydınlatmada endüktif gücün, kondansatörlersayesinde çekilen kapasitif güçle kompanze edilmesi yani giderilmesi suretiyle ortadan kaldırılabilir.

LAMBA SI NIF LARI

Aydınlatmadaki kompanzasyon kullanılan lamba türüne bağlıdır.

1 – Elektrolüminesan Lambalar :

Elektrolüminesan, gazların bir elektrik deĢarjı ile ıĢık yaymasına denir. Bulambalar kapasitif akım çektiklerinden, santral ve Ģebekenin endüktif yükünü azaltırlar ve bu yüzden yük durumunu genel olarak düzeltirler. Bu lambalar, teknolojinin

bugünkü düzeyinde çok az ıĢık verdiklerinden dolayı normal aydınlatmadakullanılmamaktadır. Bu yüzden kompanzasyon hesabına direkt etkileri yoktur, ihmaledilebilirler.

Daha ziyade ölçme aygıtlarının kadranlarını aydınlatmak, pasif korunmada ıĢıklısinyaller oluĢturmak ve yatak odalarında loĢ bir aydınlatma sağlamak gibi amaçlarlakullanılırlar.

2 - Akkor Telli Lambalar :

Bu lambalar birer omik direnç gibi Ģebekeyi yüklediklerinden endüktif yük çekmezler yani bu bakımdan ideal bir alıcı durumundadırlar. Fakat bu lambalar ıĢıktandaha ziyade ısı verdiklerinden gün geçtikçe kullanımı azalmaktadır.

3 - DeĢarj Lambaları :

Fluoresan lambalar ile Civa buhar lı ve Sodyum buharlı lambalar Ģebekeyeancak bir Balast ve Ignitör ( ateĢleyici ) yardımı ile bağlanırlar. Balast, bir empedansyada kaçak akılı bir transformatörden oluĢur ve Ģebekeyi endüktif bir güçle yükler.DeĢarj lambalarının ıĢıksal verimleri, akkor lambalara göre çok daha yüksektir.

DeĢarj lambaları, akkor lambalar gibi yardımcı malzeme kullanmadan, kolaylıkla

Ģebekeye bağlanması olanaksız olmasına karĢın, yüksek verimleri ve uzun ömürleridolayısıyla bu lambalar günden güne yaygınlaĢmaktadır. Ayrıca akkor lamba gibi basit



bir duya vidalanabilen, balastı ile deĢarj hücresini kapsayan fluoresan lambalar ( PLserisi – PHILIPS ) geliĢtirildiğinden, deĢarj lambalarının hızla yayıldığı söylenebilir. Buyüzden aydınlatmada endüktif yükün kompanzasyonu büyük boyutlara ulaĢmaktadır.Aydınlatmada kompanzasyon, deĢarj lambalarının kompanzasyonundan ibarettir.

DeĢarj lambalarının kutuplarındaki gerilim akımın artmasıyla azalır. Kararlı bir

çalıĢma için, pozitif bir karakteristik elde etmek amacıyla seri olarak bir empedans bağlanır. Eğer Ģebeke gerilimi deĢarjı sürdürebilecek değerde değilse, genel olarak bir ototransformatör le yükseltilir ve bu taktirde, ayrıca seri bir empedans bağlamak yerine

bu empedansa eĢdeğer olacak Ģekilde, transformatör kaçak akılı olarak imal edilir.Teorik olarak seri bir empedans, bir endüktans veya bir kapasiteden oluĢturulabilir;ancak kapasite kullanıldığı taktirde, alternatif akımın her yarım peryotunda meydanagelen akım tepeleri yüksek bir değere ulaĢacağından, lambanın elektrotları çabuk yıpranır ve ömrü kısalır. Bu nedenle seri empedans, endüktif bir reaktanstanoluĢturulur.

Lambaların, balastları dolayısıyla, Ģebekeden çektikleri endüktif güç, devreye bağlanan kondansatörlerin çektikleri kapasitif yükle kompanze edilir.

Endüktif yük oluĢturan aydınlatma armatürlerinde kompanzasyon kondansatörükullanılmaktadır. Bu armatürlerde kullanılan kondansatörler, polipropilen-metalizeyapısında olup çevreye, insan sağlığına zararlı hiçbir madde içermemektedir. Kullanılankondansatörler,içerisinde bulundurduğu deĢarj direnci ile gerilim kesildikten 1 dakikasonra üzerinde 50 V’ u aĢmayan bir gerilim tutarak, yine insan hayatını tehlikeyeatmayacak bir Ģekilde dizayn edilmiĢtir. Bu kondansatörler sadece aydınlatmaarmatürleri için dizayn edilmiĢ olup, çalıĢma gerilimi, ısı özellikleri, montaj vegüvenlik kilidi ile tamamen özeldir. Eğer kondansatör üzerinde aĢırı bir yük oluĢursakondansatör kesinlikle patlamadan ve çevreye zarar vermeden devre dıĢı kalır. ( LAMP83 )

FLUORESAN ARMATÜRLERDE KULLANILAN BALASTLARIN COS DEĞERLERĠ

Fluoresan Ampul Balast Akım ( A ) Cos 1 x 20 W 1 x 20 W 0.37 0.351 x 18 W 1 x 20 W 0.37 0.352 x 20 W 1 x 40 W 0.42 0.502 x 18 W 1 x 40 W 0.42 0.501 x 40 W 1 x 40 W 0.43 0.501 x 36 W 1 x 40 W 0.43 0.50

2 x 40 W 2 x 40 W 0.86 0.502 x 36 W 2 x 40 W 0.86 0.50

CĠVA BUHARLI ARMATÜR BALASTLARININ COS DEĞERLERĠ



Lamba Tipi Balast Tipi Cos

HPI-T 50 W BHL 50L10 0.45HPI-T 80 W BHL 80L10 0.50HPI-T 125 W BHL 125L11 0.55

HPI-T 250 W BHL 250L11 0.55HPI-T 400 W BHL 400L11 0.60HPI-T 700 W BHL 700L02 0.60HPI-T 1000 W BHL 1000L02 0.65HPI-T 2000 W BHL 2000L18 0.65

SODYUM BUHARLI ARMATÜR BALASTLARININ COS DEĞERLERĠ Lamba Tipi Balast Tipi Cos

SON (-T ) 50 W BSN 50L33 0.40SON (-T ) 70 W BSN 70L33 0.40

SON 100 W BSN 100L11 0.45SON (-T ) 150 W BSN 150L11 0.45SON (-T ) 250 W BSN 250L11 0.45SON (-T ) 400 W BSN 400L11 0.45SON (-T ) 1000 W BSN 1000L02 0.45

Yukarıdaki tablolarda Cos değerleri verilen lamba ve balast tipleri belliarmatürlerden alınmıĢ olup, sadece örnek olması açısından verilmiĢtir.

GRUP KOMPANZASYONU

Birçok tüketicinin bulunduğu bir tesiste her tüketicinin ayrı ayrı kondansatörler ile donatılacağı yerde bunların müĢterek bir kompanzasyon tesisi tarafından beslenmesidaha pratik ve ekonomik sonuçlar verir. Bu durumda kondansatörler gerektiğimiktarlarda ve özel anahtarlar üzerinden ve gerektiğinde kademeli olarak Ģebekeye

bağlanırlar. Kondansatörlerin açma ve kapama esnasında meydana getirdikleri arkı

karĢılamak için uygun anahtar kullanılmaktadır. Anahtar açıldığında çok ani ve süratle bir deĢarj direnci üzerinden topraklanmaktadır. Ayrıca kondansatörler, kısa devrelerekarĢı gecikmeli sigorta ile korunmalıdır.

MERKEZĠ KOMPANZASYON

Elektrik motorları, transformatörler, bobin gibi cihazlar, mıknatıslanmaakımlarından dolayı Ģebekeye ek bir yük getirirler. Reaktif enerji denilen bu enerji, iĢgörmediği halde, cihazdan enerji santralına kadar olan iletim, dağıtım ve üretimtesislerini yükler ve kablo kesici gibi elemanların yararlı güç aktarma kapasitelerinidüĢürür. Bu nedenle, endüktif yüklerin bulundukları devreye kondansatör bağlanarak,yüklerin yakınında reaktif güç üretilebilir ve böylelikle bu gücün, tüm Ģebekeyietkilemesi önlenir.

Endüktif yüklerin hemen yanına uygun değerde kondansatör bağlanarak yapılan bu iĢleme Sabit Reaktif Güç Kompanzasyonu denir. Uzun sürelerde devrede kalan

büyük endüktif yükler için uygun bir yöntem olan Sabit Kompanzasyon, sık sık devreye girip çıkan, küçüklü büyüklü endüktif yüklerin bulunduğu tesislerde, her yüke



denk, ayrı bir kondansatör bağlama gereği nedeniyle, akılcı olmayabilir. Bu tiptesislerde kondansatör gücünü, değiĢen kompanzasyon gücüne uydurabilmek içinmerkezi ve otomatik kompanzasyon yapılması uygundur.

Merkezi Otomatik Kompanzasyon Sistemi, temel olarak uygun düzenlenmiĢkondansatör bataryaları, reaktif gücü algılayıp, uygun kondansatör bataryalarının

devreye alınıp çıkarılmasını sağlayan reaktif güç kontrol rölesi ve kondansatör gruplarına kumanda eden kontaktörlerden oluĢur.

OTOMATĠK KOMPANZASYON ĠLE ĠLGĠLĠ KAVRAMLAR

Otomatik kompanzasyonun yapılıĢı ve iĢletilmesinde söz konusu olan önemlikavramlar aĢağıda açıklanmıĢtır.

Grup:Otomatik ayarın gereği olarak, toplam kompanzasyon gücü gruplara ayrılır.

Reaktif güç rölesinin çıkıĢındaki her bir röleye bağlanan kondansatör gücüne grup

denir.Bir tesiste uygun grup sayısının ve grup gücünün tespiti çok önemlidir. Grup

sayısının çok olması ile hassas bir ayar elde edilir ve güç katsayısı hemen hemensabit bir değerde tutulur. Fakat grup sayısının artması ile tesisin maliyeti de artar.Kontaktörler sık sık açma kapama yapmak zorunda kaldıklarından, kontaklar çabuk aĢınırlar.

Elektrik idareleri, Cos’nin her an aynı değerde kalmasını Ģart koĢmadığından,küçük grup sayısı ile çalıĢmak daha ekonomik olur. Fakat bu durumda grup gücü

büyüyeceğinden, aĢırı kompanzasyon baĢ gösterebilir. AĢırı kompanzasyon, kapasitif enerji sayaçları ile kontrol edilebilmektedir. Yurdumuzda kapasitif sayaçlarınkullanıldığı tesis güçleri bölgesel farklılıklar göstermektedir. Ġstanbul’da 200 kW,Kocaeli’ de 15 kW gibi. ( Rakamlar yaklaĢık olarak alınmıĢtır.)

Ayar Dizisi:Grup güçlerinin oranına ayar dizisi denir. Grup güçlerinin aritmetik seriye göre

düzenlenmesi halinde, mesela 5 grup için ayar dizisi 1 / 1 / 1 / 1 / 1 Ģeklindedir. Budurumda çok sayıda bağlama elemanlarına ihtiyaç görülür. Buna karĢılık bağlamaelemanları birbirinin aynıdır. Eğer daha az bağlama elemanının kullanılması istenirse 1 /2 / 2 ... gibi karıĢık bir ayar dizisi seçilir. Grup güçlerinin farklı olması istenirse,geometrik seriye göre, bir grubun gücü en çok, kendinden önceki grupların güçlerinintoplamından, ilk grup gücü kadar fazla, yani 1 / 2 / 4 / 8 / 16 ... gibi olabilir. Böylece

grup sayısı az olacağı için tesisat malzemesinden tasarruf edilir. Aritmetik seriye göre düzenlenen sistemde grupların güçleri eĢit olduğundan eĢitkademeli düzenli bir ayar mümkün olur ve kademeler eĢit sayıda devreye giripçıkarlar. Bu yüzden bağlama tesisatı eĢit bir Ģekilde yıpranır. Geometrik seriye göredüzenlenen grupların güçleri arasındaki farklar büyük olduğundan, kademe değiĢtirmeler esnasında büyük geçici olaylar baĢ gösterir. Bundan baĢka bu sistemde birinci grubunen çok devreye girip çıkması sakıncalı bir durum yaratır. Bu iki sistemin ekonomik karĢılaĢtırmasını yaparken, kondansatör gruplarını devreye sokup çıkaran kontaktörleri degöz önünde bulundurmak gerekir. Zira aritmetik seride çok sayıda kontaktöre ihtiyaçvardır, fakat bunların güçleri daha küçüktür. Geometrik seride ise kontaktör sayısı dahaaz, fakat bunların güçler i daha büyüktür.

C / k Ayarı:



C / k büyüklüğü, rölenin faaliyete geçme değerini ifade eder. Rölenin faaliyetegeçmesi için evvela belirli bir kapasitif güce ihtiyaç olmalıdır; ancak bundan sonraröle faaliyete geçerek kondansatörleri devreye sokar. Fakat belirli bir kapasitif güçfazlası olduğunda, kondansatörler devreden çıkarılırlar. Kısa süreli reaktif güçdarbelerinde rölenin gereksiz yere bağlama kumandası vererek titreĢimli bir Ģekilde

devrenin açılıp kapanmasını, yani salınımların baĢ göster mesini önlemek için, röleninfaaliyete geçme değeri, yani faaliyete geçme gücü, kondansatörün kademe gücünden %50 kadar daha büyük olmalıdır. Böylelikle bir ölü bölge ( kompanze edilmemiĢ bölge )meydana gelir. C / k ayarı ile kompanze edilmemiĢ bölgenin ( kondansatör devreyesokma değeri ile devreden çıkarma değeri arasında kalan bölge ) geniĢliğiayarlanmaktadır. Röle, ölçtüğü reaktif gücün değeri bu ölü bölge içinde kaldığı sürecefaaliyete geçmez. Ancak reaktif güç, C / k faaliyete geçme değerinin üstüne çıktığındaröle çalıĢmaya baĢlar. C / k değeri gerekenden büyük bir değere ayarlanırsa rölesağırlaĢacağından iyi bir kompanzasyon sağlanamayacaktır. Tersi durumda ise röle çok fazla hassaslaĢacağından kondansatör grupları gereksiz yere devreye girip çıkacak,sistem salınıma geçecektir. C / k değeri iĢletmenin özelliklerine ve karakteristik

büyüklüklerine göre tayin edilir. C / k değeri Ģu Ģekilde hesa p edilir:

C - kVAr cinsinden 1. Kondansatör grubunun gücü,k – Akım trafosunun çevirme oranıdır.

Örneğin; sistemin 1. Kademesindeki kondansatör gücü C = 10 kVAr, akım trafosuoranı ise k = 100 / 5 olsun. Bu durumda C / k = 10 / 20 = 0.5 konumuna alınmalıdır.

Eğer tesiste kondansatör grup güçlerinde değiĢiklik yapılırsa veya akım trafosudeğiĢtirilirse, C / k oranının yeniden hesaplanıp rölenin bu değere göre ayarlanmasıgerekir.

Kompanze edilmemiĢ bölgenin geniĢliği Ģebeke gerilimine bağlı olarak kendiliğinden geniĢlemekte veya daralmaktadır.

REAKTĠF GÜÇ KONTROL RÖLESĠ

Reaktif Güç Kontrol Rölesi, otomatik kompanzasyon sistemlerinde, çeĢitli yük durumlarında gerekli sayıda kondansatör grubunu devrede bulundurarak, güç katsayısınıayar edilen değerde tutmaktadır. IEC standartlarına uygun olarak imal edilen rölelerinüzerinde dijital Cosmetre bulunmaktadır. Bu sayede röle üzerinden kompanze edilensistemin güç katsayısı izlenebilmektedir. Rölenin içinde, iĢletmedeki reaktif akımı ölçüp bunu değerlendiren bir akım devresi

vardır. Bu devre, cihaz içinde yer alan akım ve gerilim trafoları ile bir elektronik devreden oluĢur. Reaktif akımla doğru orantılı olan gerilim düĢümü, bir karĢılaĢtırmadevresinde C / k oranına uygun olarak ayarlanır. Akımın endüktif veya kapasitif olduğunu belirleyerek zaman devresine kumanda verilir. Bu da çıkıĢ devresine kumandaeden bir lojik kontrol ünitesini kontrol eder. Zaman devresinden gelen impulslara göre,çıkıĢ rölelerine kumanda edilir. ÇıkıĢ devresinden gelen sinyaller ise kondansatör gruplarına kumanda eden kontaktörleri devreye sokar veya devreden çıkarır. Reaktif güçrölelerinin görevini hafifletmek ve sık sık devreye girip çıkmalarını önlemek için

büyük güçlü tesislerde sabit güç ihtiyaçlarını karĢılamak maksadı ile uygun güçlü sabitkondansatör grupları paralel bağlanırlar.



Transformatörlerin kendi ihtiyaçları olan reaktif gücü kompanze etmek için,ayrıca bir sabit kondansatör tesis edilir. Ancak bunun çektiği reaktif gücü rölenin kontrol etmemesi için bu kondansatör akım trafosunun önüne bağlanır.

Reaktif güç rölesi, akım değerini bir akım transformatörü üzerinden ölçer. A.G.tesislerinde röle, doğrudan doğruya A.G. barasına bağlanır.

Manuel Kumanda:Otomatik Kompanzasyon Tesislerinde kondansatörler, röleden bağımsız olarak

devreye alınıp, çıkarılabilirler. Bu iĢlem için 1 Adet 1-0-2 pako Ģalter, grup sayısı kadar 0-1 pako Ģalter gereklidir. 1-0-2 pako Ģalterin 1 konumu röleye, 2 konumu direkt olarak Ģebekeye bağlanır. 0-1 pako Ģalterler ise 1-0-2 pako Ģalter 2 konumunda ikenkondansatörleri devreye alıp çıkarırlar. Böylece elle kumanda sağlanmıĢ olur.

ENTES RG SERİSİ REAKTİF GÜÇ KONTROL RÖLELERİ

Reaktif Güç Rölelerinin Temel Özellikleri:

1. 1. Modern malzemelerle imal edilen röleler uzun çalıĢma ömrüne sahiptir. 2. 2. Harici ısı değiĢimlerine ve harici manyetik etkilere karĢı duyarsızdır. 3. 3. Ön paneldeki LED’ ler kompanzasyon konumlarını sürekli gösterir. 4. 4. Devredeki kondansatörler ön paneldeki LED’ lerden kolayca görülebilir. 5. 5. Ön paneldeki butonlarla kondansatörler manuel olarak devreye alınıp

çıkarılabilir. 6. 6. Kademeler arası gecikme 8 – 15 sn. dir.7. 7. Röle direkt olarak 380 V ve 50 Hz’ e bağlanabilir, ayrıca bir elemana

ihtiyaç göstermez.8. 8. Gerilim kesilmesinde tüm kondansatörler devre dıĢı bırakılır. Gerilim

yeniden geldiğinde gerekli kademeler ihtiyaca göre devreye alınır. 9. 9. Reaktif güç kontrol rölesi, panoya önden montajı uygundur. 10.10. Boyutları : 144 x 144 mm’ dir.

Kullanım ve ÇalıĢma Prensibi: Röleler, reaktif akımın, ölçülen reaktif güçle orantılı olması prensibine bağlı

olarak çalıĢır. Harici bir yardımcı gerilim gerektirmez. Besleme gerilimi cihaz içindeki besleme trafosundan alınır. Elektronik devre ve çıkıĢ röleler ini besler.

Ölçme Devresi:ĠĢletmedeki reaktif akımı algılayarak ölçer. Bu ölçme devresi cihaz içinde yer alan akım-gerilim trafoları ve elektronik devreden oluĢmuĢtur. Reaktif akımla doğruorantılı olan gerilim düĢümü , bir karĢılaĢtırma devresinde ayarlanmıĢ olan C / k değerine uygun olarak değerlendirilir. Akımın endüktif veya kapasitif olduğunu

belirleyerek zaman devresini kumanda eder.

Zaman Devresi:Ölçme devresinden gelen uyarıya göre çalıĢır ve çıkıĢ rölesini kumanda eden

Lojik kontrol ünitesini kontrol eder.

Lojik Kontrol Ünitesi:



Zaman devresinden gelen darbelere göre çıkıĢ rölelerini devreye alır, yadaçıkarır.

ÇıkıĢ Devresi: Röle kontaklarından oluĢur. Direkt olarak kondansatörleri kumanda eden komuta

eder.

Cos Metre:Özel bir elektronik ölçme devresi ilavesiyle cihaz içine bir Cos metre

yerleţtirilmiţ ve Cos ölçümleri için ekonomik bir çözüm getirilmiţtir. Ölçme bölgesi (0.8 kapasitif, 1-0.4 endüktif )

AĢırı Gerilim Rölesi: 440 V AC gerilimde harekete geçerek; sabit grup dahil tüm kondansatörleri

devre dıĢı bırakarak, kondansatörlerin aĢırı gerilimden zarar görmesini önler.

RG – A Serisi Röleler:Tümüyle yarı iletken yapıda, 3, 5 ve 7 kademeli olarak üretilen bu tip röleler;

1:1:1...1 ; 1:2:2...2 ; 1:2:4:8... gibi adım seçeneklerini, röle üzerinde herhangi bir iĢlem gerektirmeden sağlamak için, baĢtan al baĢtan bırak sisteminde çalıĢırlar. Bu tipröleler,kondansatör bataryalarını devreye alırken veya çıkarırken, 1. kademeden

baĢlayarak, geniĢ bir adımlama seçeneği, yani kondansatör gruplama olanağı sağlarlar.

Anahtarlama Programı: Anahtarlama iĢlemi, alma ve bırakma sırasında baĢtan sona doğrudur.

Kademelerdeki kondansatör güçlerinin seçimi önemlidir.

Bu seçim için Ģu kurala uyulur:Herhangi bir kademedeki kondansatör gücü, kendinden önceki kademe güçleri

toplamından en çok 1. kademe gücü kadar fazla olabilir. Örnek olarak 1. kademe gücüx kVAr seçilmiĢse, kurulabilecek en yüksek güç sıralaması: x : 2x : 4x : 8x : 16x : 32x : 64x

1.kademeye en düĢük güçteki batarya bağlanmalıdır, diğer kademeler bu gücüntam katları olmalıdır.

Bu kural rölenin en önemli ayarlarından biri olan C / k ayarının saptanması için

gereken 1. kademe gücü ve akım trafosu çevirme oranı k’ nın belirlediği değer içinönem taĢır.

ÇalıĢma Bölgesi Ayarı ( % 100 Potansiyometresi ):Bu potansiyometre, rölenin çalıĢma bölgesini belirler. Ayar, iĢletme koĢullarına

bağlı olarak yapılır. % potansiyometresi ile, rölenin duyarsız olduğu aralık, güçekseninde kapasitif ve endüktif bölgelere kaydırılabilir. Bu aralık, 1. kademekondansatör gücü ile belirlenir. % 0 - % 100 skala değerleri arasında yapılan ayar ile,hedeflenen ortalama Cos değerine ulaĢılır.

Normal koĢullarda aĢırı kompanzasyon istenmez. Bu nedenle rölenin çalıĢma bölgesi endüktif yönde kaydırılır.

% 0 : Röle endüktif ve kapasitif bölgelerde simetrik çalıĢmaktadır. % 50 : Röle endüktif bölgede çalıĢmaktadır.



% 100 : Röle tamamıyla endüktif bölgede çalıĢmaktadır. Röle bu bölge içinde kalan reaktif güç değiĢimlerine cevap vermez. Bu bölgenin

geniĢliği 1.3 x C / k kadardır. Röle 1. kademe gücünün 0.65’ ini aĢan değerlerdeetkinleĢir.

Anahtarlama Programı ve Röle Tipi Seçimi:Uygun röle seçiminde iĢletmenin iĢletmenin endüktif yük karakteristiği

önemlidir. Büyük güçlü endüktif yüklerin bulunduğu iĢletmelerde az adımda yüksek güçlü kondansatör bataryaları ile kompanzasyon yapılabilir. Küçük endüktif yüklerin sık sık devreye girip çıktığı iĢletmelerde ise, küçük güçlü, çok kademeli sistemler uygunsonuç verir.

Akım Trafosu Seçimi: Reaktif Güç Kontrol Rölesi, ayrı bir akım trafosundan beslenmelidir. Akım trafosu – röle bağlantısı en az 1.5 mm çaplı bir kablo ile demir

karkas üzerine sarılmadan, en kısa yoldan yapılmalıdır.

Rölenin, reaktif gücü sezebilmesi için akım ve gerilim bilgilerine ihtiyaçvardır. Akım bilgisinin alındığı trafo seçimi çok önemlidir.

Akım trafolarından, etiketlerinde yazılı akım değerlerinin 0.1 katından çok, 1.2katından az akım geçtiği zaman, hatasız çalıĢırlar. Bu nedenle akım trafoları ne çok

büyük ne de çok küçük seçilmelidirler.I N = Paktif / 3 .U N

Örneğin; bir tesiste aktif güç 60 kW, Ģebeke gerilimi 380 V ise iĢletmeninnominal akımı,

_ I N = 60.000 / 3 . 380 = 91 A’ dir.

Bu formülden elde edilen akım değerine en yakın bir üst standart akım trafosudeğeri seçilir.

Örnekte 100 : 5’ lik akım trafosu kullanmak yeterlidir.

Rölenin Bağlanması: Röle bağlanmadan önce bağlantı Ģeması dikkatle incelenmelidir. Akım trafosu ana Ģalter çıkıĢına veya ana giriĢ sigortalarından birinin

ayağına bağlanır. En çok karĢılaĢılan hata, akım trafosunun kompanzasyon panosundan sonra bağlanmasıdır. Bu durumda röle çalıĢmaz. Akım trafosu

daima kondansatörlerden önce ve iĢletmenin ilk giriĢine bağlanmalıdır. Akım trafosunun bağlı olduğu faz R ise rölenin 4 ve 5 nolu klemenslerine

S ve T fazları bağlanmalıdır. Eğer röle ve Cos metre beraber kullanılıyorsa her ikisi için bir akım

trafosu yeterlidir.

Rölenin ĠĢletmeye Alınması:1. 1. % ayar düğmesi 0.50’ ye getirilir. ( TEK’ in öngördüğü değerdir.) 2. 2. Röle otomatik konumuna alınır. 3. 3. C / k ayar düğmesi 0.05’ e alınır. Devreye endüktif bir yük ( örneğin motor

) alınır. Röle üzerindeki Ġnd ıĢığı yanmalıdır. Kap ıĢığı yanıyorsa 4 ve 5 noluuçlar ters çevrilir.



4. 4. Bundan sonra geriye kalan tek iĢlem C / k ayarının düzgün yapılmasıdır. C/ k ayarı iĢletme için hesaplanan değerine ayarlanır. Örnek olarak C / k =0.25’ e getirilir.

Pratikte, Ģebeke gerilimi ve eleman toleransları nedeni ile C / k’ yı tekrar ayarlamak gerekebilir. Örnek tesiste, C / k 0.25’e alınır. 1. Adımdak i kondansatör

gücünün karĢılayabileceği kadar bir yük devreye alınır. Röle manuel konuma getirilir ve el ile 1. adımdaki kondansatör devreye sokulur. Bu durumda Cos 0.90 değerinigeçmiĢ olmalıdır. Eğer geçmiĢse, röle otomatik konuma alınır. Normal ıĢığı yanmalıdır.Yanmıyorsa C / k düğmesi sağa doğru çok az çevrilmelidir. 5 s bekledikten sonranormal ıĢığı yanmadıysa tekrar çok az sağa çevrilip beklenmelidir. Normal ıĢığı yandığıanda rölenin ayarı tamamlanmıĢtır.

KarĢılaĢılabilecek Sorunlar:

a)Röle sürekli kondansatör alıyor, devrede sürekli kondansatör olup aĢırı kompanzasyonolduğu halde ( Cos metre kapasitif gösterecektir.) çıkarmıyor.

Çözüm:

Akım trafosu, hem yük hem de kondansatör akımlarını sezecek biçimde bağlanmamıĢtır. Akım trafosundan yük ve kondansatör akımlarının geçmesigerekir.

Kompanzasyon panosunu besleyen güç kablosu akım trafosundan öncealınmıĢtır.

b) Sistem yükü endüktif olduğu halde röle kondansatör almıyor.

Çözüm: Rölenin 4 ve 5 nolu klmenslerine, akım trafosunun bağlı olmadığı diğer ikifaz yerine, akım trafosunun bağlı olduğu faz bağlanmıĢtır. Fazlar yer değiĢtirilir.

c) Röle çalıĢıyor, kademelerin devreye girdiği röle üzerinde ıĢıklardan belli oluyor.Kontaktörler çekiyor ancak Cos yükselmiyor ve röle kondansatör almak istiyor.

Çözüm:

Kondansatör sigortaları atmıĢtır. Kontaktör kontakları kirlenmiĢtir.

Kondansatörler değer kaybetmiĢtir. Kurulu kondansatör gücü, tesisin kompanzasyonuna yetmemiţtir. Kondansatör ilavasi gerekmektedir.

d) Aynı akım trafosundan hem röle, hem de Cos metre besleniyor fakat her ikicihazda düzgün çalıĢmıyor.

Çözüm:

Bağlantı hatası vardır. (Röle ve Cos metre akım devreleri seri bağlanmalıdır.) Akım trafosu büyük seçilmiĢtir.

Cos metrenin gerilim devresi, akım trafosu ile aynı fazda olmalıdır.



Teknik Özellikler:

ĠĢletme Gerilimi ( Un ) : 380 VĠĢletme Aralığı : ( 0.8 - 1.2 ) x UnĠĢletme Akımı : .... / 5 A

ĠĢletme Akım Sınırları ( In ) : (0.1 - 1.1 ) x InĠĢletme Frekansı : 50 HzGüç Harcaması : Akım 2 VA

Gerilim 6 - 12 VAKademe sayısına bağlı olarak.

ÇıkıĢ Kontağı : 1500 VA 220 VSıfır Gerilim : Gerilim kesintisinde bütün kademeler devre dıĢı.Ayar Sınırı : C / k 0.05 - 2.5 Kademesiz.% : % 0 - % 100 Kademesiz.Kademeler Arası Gecikme : 8 - 15 s.Ortam Sıcaklığı : -10 c ; +70 c

Koruma Sınıfı : IP 20Bağlantı : Terminal bağlantı Boyut : 144 x 144 mmPano Delik Ölçüleri : 140 x 140 mmAğırlık : 1.8 kgELCONTROL REAKTĠF GÜÇ KONTROL RÖLESĠ PFRMD

PFRMD MikroiĢlemci kontrollü otomatik güç faktörü regülatörü olup 144 x 144mm ölçülerinde imal edilmiĢtir. PFRMD üç fazlı düĢük voltajda 220, 380, 415 V ACve aynı zamanda yüksek gerilimde akım ve gerilim trafoları kullanılarak çalıĢtırılabilir.

PFRMD sürekli olarak yükün çektiği reaktif gücü ölçer ve mikroiĢlemci sayısaldevresi Cos’ yi setlenen değerde tutmak için gerekli olan kondansatör kademelerinidevreye alır veya devreden çıkarır. PFRMD, kondansatörleri optimum Ģekilde kullanır.Kademelerden istenen kombinasyonlar, minimum operasyon ile en kısa sürededönüĢümlü elde edilir. Top-up fonksiyonu sayesinde operasyon sayısı önemli ölçüdeazalır ve aynı zamanda güç faktörüde istenen değerde kalır. MikroiĢlemciler vesoftware ELCONTROL tarafından geliĢtirilmiĢ en son teknolojidir. Regülasyon ve alarmsistemleri son derece hassastır.

Otomatik C / k Ayarı: Röle tarafından her kondansatör kademesinin gücü otomatik olarak ölçülür ve

akım trafosunun oranı, manuel olarak ayarlanmasına gerek kalmadan belirlenir.Operasyon baĢlangıcında bir saatlik çalıĢma ölçülür ve hafızaya alınır. Röle lojik olarak her kademedeki gerçek gücü hesap eder. Eğer sistemin güç faktörünü düzeltmek gerekiyorsa, en yakın değerdeki ya da tam gerekli kademeyi devreye alır.

Kompanzasyon Sisteminin Ömrü:Devreye alma ve devreden çıkarmanın sayısal kontrolü, üç ana prensibi göz

önüne alarak çalıĢır. Bu prensipler sistemin ömrünü belirler.

Kademe Operasyonlarının Sayısının EĢitlenmesi:PFRMD, her kademenin operasyon sayısını objektif olarak sayar ve her zaman

en gerekli kademeleri devreye alır. Bu önemli ölçüde iĢlem sayısını azaltır ve tümsistemin daha uzun ömürlü olmasını sağlar.



Kondansatörlerin Dinlenmesi:

PFRMD kademeleri devreye alırken, kademelerin en az iki daikka önce devreharici edilmiĢ olmasına dikkat eder. Bu da kısmen yüklü olan kondansatörlerinüzerindeki yükü atması için gerekli olan minimum zamandır.

Top-up Fonksiyonu:PFRMD sürekli olarak ekranda gerçek güç faktörünü gösterir ve bu değeri

setlenen değer ile sürekli karĢılaĢtırır. Her kapasite, Cos’ yi setlenen değerde tutmak için kullanılır. Eğer reaktif güç talebi minimum düzeyde tutulursa gereksiz Ģekildekademeleri devreye alma yada çıkarma iĢlemi yapılmaz.

Sistemin Sürekli Kontrolü:PFRMD mantığı, her kademenin devreye alınmasını ve devreden çıkarılmasını

kontrol eder ve bunların ölçümlerini ilk baĢlangıç değerleri ile karĢılaĢtırır. Arızalı yada yetersiz kademeleri belirler.

Zayıf kontaktan dolayı normal çalıĢmayan kontaktörleri olan kademeyitespit eder. Her iki durumda da PFRMD otomatik olarak o kademeyi devredıĢı kabul eder ve sisteme dahil etmez

Harmonik AĢırı Yük Koruması: Rms’ yi doğru ölçebilen ve sistemin harmonik oluĢumlarını sürekli belirleme

özelliğine sahip PFRMD iyi bir ekipmandır. PFRMD sistemi sürekli gözlemleyerek harmonik limitini hiçbir zaman kondansatörler için tehlike oluĢturacak miktaraçıkarmaz. Eğer rms akımı % 20 ’ den ( programlanan değer ) fazla olursa( harmonikten dolayı ) ve bu iki dakikadan fazla sürerse röle otomatik olarak hızlı bir Ģekilde tüm kademeleri devre dıĢı eder. Sistem normal duruma dönünce operasyondevam eder. Bu durum bir saatte altı defa tekrar ederse PFRMD tüm kademeleridevreden çıkarır ve alarm rölesini enerjiler. Operatör gelip resetleyinceye kadar devreyegirmez.

Rezonans Kontrolü:PFRMD tehlikeli rezonans sinyallerini ve özellikle aĢırı güçlenmiĢ 5. ve 7.

Harmonikleri belirler ki bunlar her zaman tehlikeli değildir. Herhangi bir duruma karĢıkullanıcıyı uyararak daha dikkatli bir çalıĢmaya yardımcı olur.

Ne zamanki rms akımı % 50’ yi ( programlanan değer ) aĢarsa PFRMD rezonansdurumunun oluĢtuğuna karar verir ve 1 s içinde tüm kademeleri hızlı bir Ģekilde devre

dıĢı bırakır. Normal Ģartlar oluĢunca çalıĢmaya devam eder. Eğer bu durum bir saattealtı defa tekrar ederse PFRMD tüm kademeleri devreden çıkarır ve alarm rölesinienerjiler. Operatör gelip resetleyinceye kadar devreye girmez.

TEKNIK ÖZELLIKLER:

Genel Özellikler: Voltaj giriţi, 750 V AC + / - 10 % ( 50 / 60 Hz ) Akım giriĢi, x / 5 A ( 50 / 60 Hz ) GiriĢ empedansı, 4 MOhm Güç sarfiyatı, max. 0.2 VA

Yüksek gerilim uygulamalarında gerilim trafosu aron bağlı olmalı, akımtrafosu üçüncü fazda olmalıdır.



Voltaj ölçüm sisteminde sıfırlama yoktur. Filtresi darbelere karĢı normal çalıĢmasını sağlar. ÇıkıĢ kontak akımı, 5 A-250 V AC, 2 A-440 V ACF

Fiziksel Özellikler:

Cihaz ön paneli 144 x 144 mm’ dir. Cihazın gövdesi kendini söndürebilen özelliktedir. Ağırlık, 1.45 – 1.6 kg Pano delik ölçüleri, 138 x 138 mm Pano saç kalınlığı, 12 mm

Besleme Gerilimleri: 120 V AC + / - 10 % 50 - 60 Hz 240 V AC + / - 10 % 50 - 60 Hz 415 V AC + / - 10 % 50 - 60 Hz

KOMPANZASYON ĠÇĠN GEREKLĠ KONDANSATÖR GÜCÜ HESABI

Endüktif karekterli bir empedans için çizilmiĢ güç üçgeni

QAOC ‘de ; tg 1 = ––––– Q = P. tg 1

P

Q-Qc BOC ‘de ; tg 2 = ––––– Q - Qc = P. tg 2

P

Q - ( Q - Qc ) = P. tg 1- P. tg 2 Qc = P. tg 1 - P. tg 2

Qc = Vc . Ic .Sin c

c = / 2 Qc = Vc . Ic Ic = Vc / Xc Xc = 1 / W.C

Qc = W . C .Vc ² ( VAr ) P. tg 1- P. tg 2 = W . C .Vc ²



P. tg 1- P. tg 2 C = ––––––––––––––––––– [ F ] ( Farad )

W . C .Vc ²

Tam kompanzasyon

P.tg2 Cos 2 = 1 2 = 0 C = –––––––––– Qc = P.tg 2

W.Vc²

YÜK ANALĠZĠ

Yük analizinde amaç, projelendirme aĢamasında tesiste kullanılacak olan vekompanze edilmesi gereken yüklerin, güç ve güç faktörü yönünden çok iyi etüdedilmesidir. Projelendirmede yükleri aĢağıdaki gibi sınıflandırabiliriz;

1-PROSES GÜÇLER: Proses güçler, tesisin üretimine direkt olarak katkısı olan, her türlü

elektrik makinalarından oluĢur. Bunlar, üretim ile ilgili yüklerdir. Örneğin; Coca Cola fabrikasındaki Ģeker silosu, dolum tesislerinin kompresörü, Tekstilfabrikasındaki dikiĢ makinaları, kesim makinaları vb...

2- MEKANİK GÜÇLER: Her tesiste bulunabilen ve kullanıldığı tesislerde aynı göreviüstlenen elektrik motorlarından oluĢur. Örneğin; Isıtma sistemlerinin kazanları, egzost sistemleri, klimalar, hidroforlar vb...

3-AYDI NLATMA GÜCÜ: Tesiste kullanılan aydınlatma armatürü ve lambalara görefarklılık gösterir. Bir tesiste yapılan aydınlatma ( kompanze edilecek yük açısından );

Fluoresan lambalarla yapılan aydınlatma

Civa buharlı lambalarla yapılan aydınlatma Sodyum buharlı lambalarla yapılan aydınlatma Metal halide lambalarla yapılan aydınlatma olarak sınıflandırılabilir.

4- PRİZ GÜCÜ: Çok amaçlı kullanıma sunulan prizlerden oluĢur. Yük analizinde yükler,güçlerine göre değil; iĢletmedeki fonksiyonlarına göre ayırt edilir. Böylece daha doğruve fonksiyonel bir kompanzasyon yapılmıĢ olur.

Yük sınıflarında bulunan makinaların güç ve güç faktörü değerleri etiketlerinden,armatürlerin değerleri kataloglarından alınarak mevcut güç ve güç faktörleri belirlenir.Prizlerin güç faktörleri ise ortalama 0.8 alınabilir.

Ġyi bir kompanzasyon için ulaĢılması gereken Cos değeri 0.95 olmalıdır.Kompanzasyon için gerekli kondansatör gücü tablosundan mevcut Cos1 değerindenarzu edilen Cos2 değerine ulaĢmak için ( tg1-tg2 ) fonksiyonuna karĢılık düĢen k katsayısı alınarak, aktif güç ile çarpılır ve gerekli kondansatör gücü hesaplanır.

ÖRNEK:AĢağıdaki örnekte yazılı rakamlar herhangi bir uygulamada kullanılmayıp sadece

kompanzasyon hesap mantığının kavranması ve kolay anlaĢılması amacıyla verilmiĢtir.

Q = ( tg1 – tg 2 ) . P = k . P

Proses güçler:Makine 1 3 kW Cos 1 = 0.84 Cos 2 = 0.95 k = 0.32 Q = 0.96 kVAr



Makine 2 4 kW Cos 1 = 0.84 Cos 2 = 0.95 k = 0.32 Q = 1.28 kVAr Makine 3 15 kW Cos 1 = 0.86 Cos 2 = 0.95 k = 0.26 Q = 3.90 kVAr Makine 4 45 kW Cos 1 = 0.88 Cos 2 = 0.95 k = 0.21 Q = 9.45 kVAr Makine 5 110 kW Cos 1 = 0.88 Cos 2 = 0.95 k = 0.21 Q = 23.10 kVAr Toplam Proses Gücü P : 177 kW Gerekli Kondansatör Gücü Q : 38.69 kVAr

Mekanik güçler:Makine 1 0.25 kW Cos 1 = 0.70 Cos 2 = 0.95 k = 0.69 Q = 0.1725 kVAr Makine 2 0.55 kW Cos 1 = 0.75 Cos 2 = 0.95 k = 0.53 Q = 0.2915 kVAr Makine 3 2.20 kW Cos 1 = 0.83 Cos 2 = 0.95 k = 0.32 Q = 0.7040 kVAr Makine 4 5.50 kW Cos 1 = 0.85 Cos 2 = 0.95 k = 0.26 Q = 1.4300 kVAr Makine 5 45.00 kW Cos 1 = 0.88 Cos 2 = 0.95 k = 0.21 Q = 9.4500 kVAr Makine 6 90.00 kW Cos 1 = 0.88 Cos 2 = 0.95 k = 0.21 Q = 18.9000 kVAr Makine 7 132.00 kW Cos 1 = 0.88 Cos 2 = 0.95 k = 0.21 Q = 27.7200 kVAr

Toplam Mekanik Güç P : 275.5 kW Gerekli Kondansatör Gücü Q : 58.668 kVAr

Aydınlatma gücü:Fluo.armatür gücü 250 kW Cos 1 = 0.45 Cos 2 = 0.95 k = 1.65 Q = 412.5 kVAr Civa buh.arm.gücü 170 kW Cos 1 = 0.60 Cos 2 = 0.95 k = 1.00 Q = 170.0 kVAr

Toplam Aydınlatma Gücü P : 420 kW Gerekli Kondansatör Gücü Q : 582.5 kVAr

Priz gücü:Top. priz gücü P = 80 kW Cos 1 = 0.80 Cos 2 = 0.95 k = 0.42 Q = 33.6 kVAr

Tesis Toplam Gücü = 952.5 kW Toplam Kondansatör Gücü = 713.458 kVAr

Ayrıca bu tesisin 34.5 / 0.4 – 0.231 kV, 1000 kVA bir trafo ile beslendiğidüĢünülürse;

Trafonun boĢta çalıĢma kayıplarını kompanze etmek için sisteme konmasıgereken sabit kondansatör gücü 50 kVAr olmalıdır.

Bu tesiste gerekli kondansatör gücü, yük analizi metodu ile hesap edilmeyip,ortalama Cos 1 = 0.70, k = 0.69 alınarak hesap yapılmıĢ olsaydı;

Toplam Kondansatör Gücü = 657.225 kVAr bulunacaktı. Bu durumdakompanzasyon yetersiz kalacak ve iĢletme reaktif enerji bedeli ödemek zorunda

bırakılacaktı. Fakat yük analizi metodu ile tesis için optimum kompanzasyonyapılmaktadır.Toplam kondansatör gücünü 770 kVAr kabul edelim. 50 kVAr’ lık grup sabit

olarak seçildiğinden direkt olarak trafonun sekonderine bağlanır. Geriye kalan 720kVAr ise 7 kademeli reaktif güç rölesi kullanılarak, 1-2-3-3-3-3-3-3 esasına göre 40-80-120-120-120-120-120 Ģeklinde adımlandırılabilir.

KOMPANZASYON MALĠYETĠ :

Yukarıdaki örnek için kompanzasyon maliyeti hesaplanırken 1 kVAr güç için6.500.000 TL. baz alınacaktır. Bu fiyata kompanzasyon panosu, reaktif güç kontrol

rölesi, kondansatör bataryası, kontaktör, sigorta, pako Ģalter, akım trafosu, farklı



kesitlerde kablolar, kablo pabuçları, klemensler, sinyal lambaları ve montaj iĢçiliğidahildir.

Kompanzasyon Maliyeti = 770 ( kVAr ) x 6.500.000 ( TL ) = 5.005.000.000 TL.

Tesis Toplam Gücü = 950 ( kW )

Günlük ÇalıĢma Saati = 8 ( saat )

Haftalık ÇalıĢma Saati = 40 ( saat )

Aylık ÇalıĢma Saati = 160 ( saat )

Aylık Aktif Enerji Tüketimi = 950 ( kW ) x 160 ( saat ) = 152.000 kWh

1 kWh = 17.000 TL.

Aylık Aktif Enerji Tüketim Bedeli = 152.000 (kWh) x 17.000 (TL) = 2.584.000.000 TL.

Kompanzasyon yapılmadığı taktirde Aylık Reaktif En. Tük.Bedeli = 2.584.000.000 TL.

( Kompanzasyon yapılmayan durum için tüketilen reaktif enerji, aktif enerji tüketimineeĢit alındı. )

Kompanzasyon Sistemi’nin kendini amorte etme süresi = t ise;

Kompanzasyon Maliyeti + Aylık Aktif Enerji Tüketim Bedelit = –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Aylık Aktif + Reaktif Enerji Tüketim Bedeli

t = 5.005.000.000 TL + 2.584.000.000 TL. / 2.584.000.000 TL. + 2.584.000.000 TL.

t = 1.46 1.5 Ay bulunur.



Kompanzasyon Nedir?

Günümüzde yeni enerji kaynakları araĢtırılmakta ve var olanenerjinin de kalitesini artırarak en ekonomik Ģekildekullanıcıya ulaĢtırılması yönünde çalıĢmalar yapılmaktadır.

Elektrik enerjisinde; üretildiği santrallerden, tüketildiği yükeulaĢıncaya kadar çeĢitli elektrik kayıpları meydana gelir.

Reaktif enerji Ģebekeden çekilen ve tekrar Ģebekeye geriverilen enerjidir. Bu sebeple reaktif enerji çekilmesidurumunda Ģebeke gereksiz yere yüklenir, Ģebekekaynaklarının kullanım verimi ve kapasite düĢer, kayıplar iseartar. Elektrik makineleri Ģebekeden reaktif güç kullanır veya Ģebekeye reaktif güç verirler.Bu reaktif güç elektrik sisteminde motor, transformatör gibi elemanlar çalıĢması için gerekliolan manyetik alanın temini için kullanılırken, aktif akım ise asıl iĢi yapan güce dönüĢenkısımdır. Verimin artması ve Ģebekenin reaktif güçten kötü etkilenmemesi için endüktif

sistemin giriĢine bir kompanzasyon kondansatörü bağlanarak sistemde üretilen indüktif reaktif güç Ģebekeye verilmeden kondansatörlerde depolanır.

Elektrik sistemi içerisindeki reaktif akım azaltılırsa, enerji taĢıma kapasitesi artacak, enerjiiletim sistemlerinin elemanlarının iletkenlerinin kesitleri azalacak, gerilim düĢümleriniönlenecek, yüksek gerilim enerji nakil hatlarında ve fabrikaların ana giriĢlerine bulunan akımtaĢıyan hatlarda açma kapama yapan disjonktörler büyük seçilmeyerek sistem en verimli halegetirilecektir. Bu sebeple sistemlerde reaktif enerji oluĢtukları noktada yok edilerek veyadüĢürülerek (kompanzasyon) bu sorun giderilir.

Elektrik enerji dağıtım ve satıĢı yapan kuruluĢlar, yukarda bahsettiğimiz olumsuzlukları

gidermek ve enerji kalitesini artırmak için reaktif enerji tüketimi yönetmeliklerince belirlenmiĢ sınır değerlerin üzerinde olan tüketicilerden reaktif enerji bedelini de talep ederler.

Reaktif güç kompanzasyonu, bazı uygulama ve ülkeler de Ģebekenin orta gerilim kısmındayapılırken, çoğunlukla alçak gerilim kısmında yapılır.

Ġdealde voltaj ile akım arasında faz farkı olmaz fakat indüktif ya da kapasitif yüklerinoluĢturduğu etki sonucunda sistemde faz farkı meydana gelir. Ġndüktif ve kapasitif etkineticesinde oluĢan voltaj ve akım arasındaki faz kaymasını sıfıra yakın tutma iĢleminekompanzasyon denir.

Vektörel anlamda aktif güç ve reaktif güç vektör lerinin arasındaki açı faz farkını gösterir.Grafikte görüldüğü üzere aktif gücümüz ve reaktif gücümüzün vektörel toplamı sistemde

kullandığımız toplam görünür gücümüzü oluĢturur. 120 kVA trafomuzdan 50 kW lık aktif yük çeken grup ve bu yük grubunun da kom panzasyon olmadan 35 kVAr lık raktif güç

PDF İndir - Bilgi İste

http://www.kompanzasyon.ws/kompanzasyon.php









tükettiği durum için trafomuzdan kullanacağımız toplam görünür güç 61 kVA olacaktır.

Kompanzasyon ile sistemden tüketilen reaktif gücü kondansatör grubu ile 10 kVar'adüĢürdüğümüz durumda 50 kW lık aktif yükümüz için trafomuzdan kullanacağımız toplamgörünür güç 51 kVA olacaktır. Kompanzasyon olmadan kullandığımız görünür güç 61 kVA

iken kompanzasyon olduğu durumda 51 kVA olmaktadır.

Kompanzasyon Tesis ÇeĢitleri

Bireysel Kompanzasyon: Bireysel kompanzasyonda reaktif güçkaynağı olan motor, lamba veya transformatör gibi alıcıya paralel

bağlı belli güçte kondansatör bağlanarak alıcı tekil kompanzeedilir.

Kondansatör alıcı ile beraber devreye girip çıktığındankondansatörü devreye almak için ayrı bir kontrol sistemine gerek

yoktur. Fakat alıcı üzerinde kararsız durum meydana gelebilir.Büyük güçlü motor ve balastlı fluoresan armatürlerde kullanılır.

Grup Kompanzasyonu: Aynı kontaktör veya Ģalter üzerindendevreye girip çıkan yük gruplarının kompanzasyonu yapmak içinkullanılır. Bireysel kompanzasyonda olduğu gibi alıcı üzerindekararsız durumlara sebep olabilir.

Merkezi Kompanzasyon : Merkezi kompanzasyonda, sistem ana panosundan reaktif rölenin kumandasında kompanzasyon iĢlemiyapılır.

ĠĢletmeler içinde en çok kullanılan kompanzasyon çeĢididir.ĠĢletmelerde hiçbir zaman yükler aynı anda devreye girip aynızamanda aynı güçleri tüketemeyeceği için genelde reaktif güçk ompanzasyonu bireysel ve grup kompanzasyon ile sağlanamaz.Alt kademelere kadar inip tek tek veya grup halindekompanzasyon yapmaktansa tek merkezden kompanzasyon gerek kontrolü gerekse sistem kalitesi için en uygun yöntemdir. Bireyselve grup kompanzasyonda; kompanzasyon arızası bulmakdazordur.

Merkezi kompanzasyonda; sistem devresinden alınan ölçümler sonucu reaktif kontrolrölesinin kontrolünde kondansatörler teker teker devreye girer veya çıkar.


http://www.kompanzasyon.ws/


http://www.kompanzasyon.ws/kompanzasyon-tesisleri-cesitleri.php







Güç Kondansatörleri

Kondansatör basit anlamda karĢılıklı yerleĢtirilmiĢ ikiadet plaka ve bu plakalar arasında dielektrik madde

bulunan elektrik yükü depolayan elemanlardır.

Güç kondansatörleri ise üretim teknolojisi ve kullanımalanı bakımından elektronik devrelerde kullanılankondansatörlerden ayrılır. Güç kondansatörleri endüstriyeluygulamalarda güç faktörü düzeltme ve reaktörler ilefiltreleme uygulamalarında kullanılır. Alçak gerilim, Ortagerilim ve Yüksek gerilim kondansatörleri olarak üç farklı teknolojide üretilirler.

Güç kondansatörü alırken üretim teknolojisi kesinlikle göz önüne alınmalıdır. Enerji üretimive kalitesi alanında uzmanlaĢmıĢ avrupa standartlarında firmaların tercih edilmesi önerilir.

Tek faz ve üç faz güç kondansatörleri 230, 260, 400, 440, 460, 480, 550 voltlarda bulunur.Harmonik filtre bulunacak bir sistemde en az 460 volt güç kondansatörü kullanılmalıdır.1kVAr dan 100 kVAr a kadar güç kondansatörü bulmak mümkündür. Tüp ve kasa tip olmak üzere iki çeĢidi vardır. Kasa tip kondansatör seçilmesi kullanım, teknoloji, yangın vb. riskleriminumuma indirmek için doğru seçimdir. AĢağıdaki Ģekilde güç kondansatörünün yapısıgörülmektedir.

Yaygın kullanım alanları; - Soğutma ve iklimlendirme sistemleri, - Motor ve transformatörlerin kullanıldığı endüstri tesislerinde, - Elektrik iletim hatlarında ve indirici merkezlerde - Motorların kuplajında yardımcı kontaktör olarak, - Asansör sistemleri ve havalandırma sistemlerinde

Kısacı reaktif enerjinin üretildiği tüm uygulamalarda kompanzasyon için kullanılır.




http://www.kompanzasyon.ws/kompanzasyon-kondansator.php







AG güç kondansatörleri bakım gerektirmez. Yılda 3 kez bağlantılarının sıkılık kontrolününyapılması, faz akımlarının ölçülmesi ve sıcaklık kontrolü yapılması önerilir. Değer kaybetmiĢ,güç değeri olsa bile aĢırı derecede ısınmıĢ, kondansatörler değiĢtirilmelidir.

Kompanzasyonda kullanılacak kondansatörün gerilimi bara gerilimi ve sistemde

harmoniklerin varlığına göre seçilmelidir.

Yukardaki formülde de görüldüğü üzere kondansatörün reaktif güç değeri gerilimin karesi iledoğru orantılıdır. Kondansatörün geriliminin yüksek seçilmesi bara gerilimi dikkate

alındığında daha düĢük bir reaktif güç değeri verir. Bu yüzden kondansatörler in gücünü baragerilimi ile birlikte düĢünmek gerekir. Aksi durumda yeterli kompanzasyon sağlanamaz.Harmonik filtreli bir sistemde bu gerilim 460 volt ve üstü seçilmelidir.

Kondansatörlerin üzerinde bulunan deĢarj dirençleri kondansatör devre dıĢı bırakıldığındaüzerindeki kalan gerilimi düĢürerek tekrar devreye alındığında Ģebeke gerilimi ile çakıĢmasınıönlemek ve temas halinde canlıyı korumak için emniyet oluĢturur. Ayrıca sistemin ömrünüdeuzatacaktır.

Kondansatörle kullanılan deĢarj bobini ise kondansatörün devreye girdiği andaki yüksek akımı sınırlamak için tasarlanmıĢtır.

Ölçüm ve Analiz

Kompanzasyon sistemi yenileneceği zaman veya yenikurulacağı zaman bu alanda uzman kiĢiler tarafındansistemin ölçümlenmesi, analizi ve değerlendirilmesiyapılmalı ve sistem bu projeye uygun olarak kurulmalıdır.

Sistem ölçümü portatif cihazlarla yapılabildiği gibi sabitcihazlarlada yapılabilir. Büyük sanayi tesisleri için sabitgüç kaynağı kalite analizörlerinin sistemde bulunması

büyük avantajdır. Sabit cihazlar sistemde sürekli kayıtyapabildiği için iĢletmenin enerji kalitesini sürekli olarak görebilmesini sağlar. Portatif cihazlarla yapılan ölçümler ile sistemin sadece ölçüm alınan zamanındaki durumu hakkındaanaliz yapılır. Üstteki resimde portatif ve sabit güç kalite analizör resimleri görülmektedir.

Kompanzasyon sistemi kurulumu için portatif cihazlarla yapılan ölçümler yeterlidir. Bucihazlar la yapılan ölçümlerde aĢağıda sıralanmıĢ parametrelere ulaĢmak mümkündür. Buölçümlerde ayrı ayrı faz ölçümleri ve triphasic (p- p) ölçümler tekil olarak grafik veya sayısalolarak elde edilebilir.

- Gerilim değerleri,- Akım değerleri,- Gerilim anomalileri (anlik gerilim düĢmeleri ve yükselmeleri gibi)




http://www.kompanzasyon.ws/kompanzasyon-olcum-analiz.php







- Akım, gerilim, güç maximum minumum değerleri - Frekanstaki değiĢimler - Akım ve gerilim dalga formundaki değiĢimler - Aktif güç (P)- Endüktif reaktif güç (Qi)

- Kapasitif reaktif güç (Qc)- Görünen güç (S)- Güç faktörü (PF)- Toplam gerilim harmonik bozulma değeri (THDv) - Toplam akım harmonik bozulma değeri (THDi) - Ayrı ayrı gerilim harmonikleri (3.,5.,7. … 50. harmonik ) - Ayrı ayrı akım harmonikleri (3.,5.,7. … 50. harmonik ) - Enerji durumu

Burada önemli olan verilerin elde edilmesi değil, ölçümlerin doğru noktalarda, doğrukoĢullarda yapılması ve doğru olarak yorumlanabilmesidir.

Kompanzasyon Sistemi Seçimi

Sistem seçimine yapılan ölçüm ve analizler sonucu uzman kiĢiler tarafından karar verilmelidir. Fakat burada dikkat edilmesigereken durumlar üzerinde duracağız.

Öncelikle kompanzasyon elemanları pano üzerine doğru bir sistemle yerleĢtirilmelidir. ÇeĢitli ticari kaygılarla pano boyutunuküçültmeye çalıĢılmamalıdır. AĢağıda bu konu ile ilgili yanlıĢ vedoğru pano örnekleri sunulmaktadır. YanlıĢ yerleĢimde

kondansatör altında bulunan reaktörler tarafından üretilen ısıkondansatörleri olumsuz yönde etkilemektedir. Doğru yerleĢimdeise reaktörler kondansatörlerin üzerine konmuĢ,reaktör vekondansatörlerin pano kapağı delikli tip seçilerek soğutma sisteminden maximum faydasağlanması amaçlanmıĢ ve oluĢan ısının üst taraftan tahliyesi düĢünülmüĢtür.

Sistem seçiminde ; sistemde dengesiz yüklerin durumu , devreye ani girip çıkan makineler,harmonik üretimi, kapasitif özellikli yükler göz önünde bulundurulmalı ve aĢağıdaki adımlar




http://www.kompanzasyon.ws/kompanzasyon-sistemi-secimi.php







izlenmelidir.

- Pano yerleĢim Ģekli doğruluğu, - Kontaktörlü veya tristörlü sistem seçimi yüklerinizin tipine göre belirlenmesi,- Harmoniklerin varlığına göre filtreleme kullanılıp kullanılmayacağı,

- Filtreleme kullanılacaksa kullanılacak filtrenin tipi, - Sistemin doğru Ģekilde kademelendirilmesi, - Uygun reaktif röle seçimi,- Kullanılacak kondansatörlerin tipi, tüp kondansatör, kasa tip kondansatör, - Harmonik filtreye göre kondansatör voltajının seçilmesi, - Sisteme uygun akım trafosunun varlığı , - Kullanılacak kablo kesiti ve sigorta değeri, - Kontaktörlü sistemde kontaktör seçimi önemli parametrelerdir.

Reaktif Kontrol Rölesi, Güç Faktörü

Kompanzasyon sistemlerinde kondansatörleri devreye alma veyaçıkartma görevini reaktif röle üstlenir. Reaktif rölekompanzasyon sistemin beyni gibi düĢünülebilir.

Kondansatörlerin devreye alınması reaktif röle içerisinde bulunan tekil röleler tarafından gerçekleĢtirilir. Reaktif rölelerde6,8,12,14 gibi kademelendirme ve alarm çıkıĢı bulunur.

Akım trafosundan alınan bilgiye göre reaktif röle sistemiyönetir. Bu sebeple sistemde k ullanılan akım trafosununkalitesinin ve çevirme oranın büyük önemi vardır.30 amper

kullanan bir sistemde bara üzerindeki 2500/5 çevirme oranlı akım trafosu gereken hassasiyetisağlayamayacaktır.

Reaktif röle üzerinde ayrıca sistemi tutacağı indüktif veya kapasitif değer, tristör veyakontaktörün devreye girme ve yeniden aynı kademenin devreye girme süresi, ilk kademedekikondansatörün akım değeri vb. parametreler girilir.

Akım Trafosu

Akım trafosu primer akımı belli bir oran içerisindesekonder tarafına düĢüren ve primer akım ile sekonder

akım arasındaki faz farkı sıfır derece olan bir ölçütransformatörüdür.

Rölelerin ve ölçü aletlerinin yüksek gerilim sistemindenyalıtımını sağlar. Devreye seri olarak bağlanan sargılarına

primer (S1); röle ve ölçü aletlerini besleyen sargılarınasekonder (S2) denir.

Primer devre akımının, sekonder devre akımına bölünmesi akım trafosunun dönüĢtürmeoranını belirtir. Sisteme bağlı akım trafosunda sekonder ucu asla açık devre olmamalıdır.Aksidurumda akım trafosu zarar göreceği gibi istenmeyen durumlar meydana gelebilir.Sekonder

uçları birbiriyle kısa devre durumunda bırakılabilir.





http://www.kompanzasyon.ws/kompanzasyon-reaktif-role.php





http://www.kompanzasyon.ws/akim-trafosu.php









Akım trafosunu din raya montajlı, bara montajlı, kablo montajlı ve ayrılabilir gövdeli olarak bulmak mümkündür.

Akım trafosu seçiminde en önemli parametre dönüĢtürme oranıdır. Örneğin 400 amperlik akım kullanana bir faz için gerilim trafosu ve ilerisi düĢünülerek 600/5 oranlı akım trafosu

seçmek uygundur.

Örneğin 600/5 oranlı akım trafosu seçtiğimizde 400 amper için sekonder ucundaki referansakımımız 3,3 amper olacaktır. 2500/5 oranlı akım trafosu seçtiğimizde 400 amper içinsekonder ucundaki referans akımımız 0,8 amper olacaktır. Görüldüğü gibi akımıza göreyüksek oranlarda sistemin hassasiyeti giderek azalmaktadır.

Akım trafosu seçiminde ayrıca bara boyutlarının seçimde önemli parametredir. Akım trafo iç boyutları değiĢiklik göstermektedir. Satın alırken bara veya ölçülecek noktanın boyutları belirtilmelidir.

Enerji Sayaçları - Elektrik Sayacı

Enerji sayaçları tüketilen elektrik enerjisi miktarınıkilowatt/saat olarak ölçen cihazlardır. Evlerde kullanılantek fazlı yani monofaze sayaç; sanayide kullanılan tipineise üç fazlı yani trifaze sayaç adı verilir. Evlerdekullanılan tek fazlı sistemlerde monofaze sayaç ile aktif güç ölçülürken, sanayide üç fazlı sistemlerde trifazesayaçlar ile aktif ve reaktif güç ölçülür.

Sayaçların hassasiyetini etiket bilgisi üzerindeki sınıfı

belirler. Enerji sayaçları üzerinde bulunan röle ve seri haberleĢme çıkıĢları kullanılarak enerjiizleme ve kontrol sistemlerinde yaygın olarak kullanılır.

Süzme sayaç olarak da adlandırılan enerji analizörleri ise iĢ merkezleri ve sitelerde;tüketicilerin tüketimlerine göre bölerek tahsil etmek, makine baĢına konarak tüketilen enerjiyigörmek için kullanılır. Süzme sayaçlar elektrik Ģirketlerince ölçümlerin yapılıpücretlendirildiği noktalarda kullanılamaz

Enerji Analizörü - Süzme Sayaç

Enerji analizörleri ile birden çok analog ölçü aletinin

yaptığı ölçümlerden çok daha fazlasını (Güç, PF, frekans,harmonik, enerji....) tek bir cihaz ile yapmak mümkündür.Yapılan ölçümler çok daha hassas yapılabilmekte, ölçülendeğerler bilgisayardan anlık olarak izlenebilmektedir.Ayarlanma kolaylığı, kullanıcıgereksinimlerine uyarlanabilirliği ve Ģebekelere kolaycaentegre edilebilme özelliğiyle enerji analizörleri; çok geniĢ bir kullanım alanına sahiptir. Örneğin fabrikaiçerisindeki 3 trafoya ait elektrik parametrelerini bilgisayar üzerinden birebir izleyebilirsiniz.

Enerji analizörü kullanmakla hem maliyetler azatlığı gibi,pano üzerindeki görüntü kirliliği

ortadan kalkmakta ve kolay montaj sağlanmaktadır.





http://www.kompanzasyon.ws/enerji-sayaci.php





http://www.kompanzasyon.ws/enerji-analizor-suzme-sayac.php









Enerji analizörleri çok tarifeli ölçüm yapabilmekte ve analizör üzerine eklenecek kartlar ileröle çıkıĢı, Modbus haberleĢmesi, analog çıkıĢlar elde edilebilmektedir. Analizörler buözellikleriyle enerji izleme ve kontrol sistemlerinin en önemli par çalarından birinioluĢturmaktadırlar.

Süzme sayaç olarak da adlandırılan enerji analizörleri iĢ merkezleri ve sitelerde; tüketicilerintüketimlerine göre bölerek tahsil etmek, makine baĢına konarak tüketilen enerjiyi görmek içinkullanılır. Süzme sayaçlar elektrik Ģirketlerince ölçümlerin yapılıp ücretlendirildiği noktalardakullanılamaz

Harmonik Filtreli Kompanzasyon

Elektrik sistemlerinde kullanılan yükler akım-gerilimkarakteristiğinde lineer yükler olmadığı için bu sistemler üzerinde

ölçülen akımlarda bozulmalar meydana gelir. Yani akımın dalgaĢekli tam sinüs eğrisi değildir, sistem harmonik içer meye baĢlamıĢtır.

Harmonik oranlarının yüksek olduğu sistemlerde harmonik filtrelikompanzasyon sistemleri kullanılmalıdır. Eğer harmonik filtrelisistem kullanılmaz kompanzasyon sistemindeki kondansatörler ilesistemdeki endüktif yükler arasında rezonans durumu oluĢabilir.Bu durum sistemde varolan harmoniklerin artmasına sebepolacaktır.

AĢağıdaki grafikte rezonans durumu belirtilmiĢtir. Kompanzasyon sistemi devredeyken %20ler düzeyinde olan akım harmoniği, kompanzasyon sistemi devre dıĢı bırakıldığında %8 ler düzeyine düĢmektedir. Bu kompanzasyon sisteminde kullanılan kondansatörler ile sistemdekiendüktif yükler arasında oluĢan paralel rezonansın en büyük göstergesidir. Böyle bir sistemiçin harmonik filtre kullanılması gerekir.

Harmonik filtrede k ullanılacak reaktör değeri kullanılan kondansatör grubuna, sistemdeki baskın harmoniklere (3.,5.,7. gibi) göre özel olarak seçilmiĢ harmonik filtre reaktörleriolmalıdır. Bu sebeple kompanzasyon sistemi kurulmadan önce sistemin analizi alanında

uzman kiĢiler tarafından yapılmalı ve uygulanmalıdır. Aksi durumda var olan sistemden dahakötü sonuçlar elde edilebilir.




http://www.kompanzasyon.ws/harmonik-filtre-kompanzasyon.php







Endüstri tesislerinde yapılan en büyük yanlıĢ sistem harmoniklerine bakılmaksızın cosφdeğerini 1’e yaklaĢtırmak için sisteme tekil kondansatör eklemektir. Bu harmoniklerinartmasına sebep olacağı gibi iĢletmeler için önemli olan PF (güç faktörü) değerini olumsuzyönde etkileyecektir.

Reaktif kontrol rölesi üzerinde okunan cosφ değeri sayaçlarda okunan güç faktörü (PF)değerine eĢit değildir. Sayacın dikkate aldığı ve reaktif oranları belirleyen formül ; PF = cosφx 1 / [1+THD(I)2] Ģeklindedir. Örneğin kontrol rölesinde 0,97 değerini gören bir kullanıcınınsistemde bulunan harmonik değeri %20 olduğu durum için;

Sayacın dikkate alacağı ve reaktif oranı belirleyen PF= 0,93 olacaktır. Röle üzerinde cezadagörünmeyen sistem ceza durumuna harmonikler sebebiyle girebilir.

Harmonik filtreli kompanzasyon sisteminin farkı kondansatör gruplarının Ģebekeye direk olarak bağlı olmaları yerine bir harmonik filtre reaktörü üzerinden bağlı olmasıdır. Tesis

Ģebekesinde üretilen harmonikler akım ve gerilim dalgalarında aĢırı yüksek bozulmalara yolaçmaktadır.

AĢağıdaki Ģekilde harmonikler sebebiyle akım dalga formundaki bozulma görünmektedir.

Harmonikler in sebep olduğu isteyen durumları listelersek; - Kayıplar artırır, - Elektronik kart arızaları yaĢanır, - Kondansatör değer kaybetmeleri yaĢanır ve hatta yangınları oluĢur, - Motor problemleri yaĢanır, - Gereksiz Ģalter açmaları ve sigorta atmaları görünür, - Tüm elektriksel donanım için hızlı yaĢlanma baĢlar,

- Reaktif enerji ceza bedeli ödeme riski oluĢur. Harmoniklerle ilgili detaylı bilgi www.harmonik.ws sitesinde mevcuttur.

http://www.harmonik.ws/






Statik Tristörlü Kompanzasyon

Statik kompanzasyon sistemi reaktif güç değiĢimlerinin hızlıolduğu durumlarda kullanılır. Transiyent oluĢumu engellenir. Hiç

bakım gerektirmeyen sistemdir. Yük değiĢimlerinin hızlı olduğu

yerlerde kullanmak zorunludur. Statik (tristör anahtarlamalı)kompanzasyon sistemlerinde, bara gerilimi ile kondansatör geriliminin sıfır noktasında kondansatör bankalarını devreye almave akımın sıfır noktasında devreden çıkarmasına göre çalıĢır.

Statik kompanzasyon sistemlerinde anahtarlama elemanı olarak tristörler kullanılır. Tristör, yarı iletken bir anahtarlamaelemanıdır. Güç elektroniği devrelerinde kullanılan tristörler çok hızlı açma ve kapama özelliğine sahiptirler. Saniyede 25.000 defa açıp kapama yapantristörler mevcuttur. Dört katlı bir yarı iletkenden meydana gelen tristörler (P-N-P- N) kapı(gate) ucu ile iletken yapılabilmektedir.Günümüzde 2400 Volt ve 3300 Ampere kadar çalıĢabilen tristörler yapılmıĢtır. AĢağıdaki Ģekilde tristör yapısı görülmektedir.

Statik tristörlü kompanzasyon sisteminin avantajlarını belirtirsek; - Devreye giriĢ ve çıkıĢ süresi asgari 20 ms dir - Sık sık devreye girer ve çıkar - Yük değiĢimlerine anında cevap verebilir - GeçiĢ akımları ve gerilim çukurları oluĢturmaz - Kondansatörlerin deĢarj olmasını bekleye gerek olmadan kademeye alır - Her faz tek tek ve "0" geçiĢ anında tetiklenir - Bakım gerektirmez - Kademe gücü istenildiği kadar artırılabilir - Hiç ses çıkarmaz - Reaktif oran çok düĢük seviyelerde kalır

- Ark oluĢturmazlar




http://www.kompanzasyon.ws/statik-tristor-kompanzasyon.php







Harmonik Filtreli Kompanzasyon

Kurulacak olan kompanzasyon sistemi için sistemde öncelikleharmonik ölçüm yapılmalı ve buna göre kurulacak kompanzasyontürü belirlenmelidir. Yeni kurulacak tesislerde ise makinelere göre

harmonik etki belirlenebilir.

Toplam harmonik akım ve gerilime dikkat edilmeden kurulacak olan kompanzasyonda sistemde bulunan kondansatöler harmonik oranlarını artıracağı gibi kompanzasyonuda olumsuz yöndeetkileyecektir. Böyle bir durum sistemin rezonans durumunagirmesine sebep olabilir. Harmoniklerin sebep olduğu olumsuzdurumlar sistemde görülür.

Yukardaki Ģekilde 11 haziranda sistemden ölçüm alınmıĢ ve ölçümlerdeki tüm parametreler incelenerek sisteme çözüm için harmonik filtre paneli kurulması gerektiği bildirilmiĢtir. 12Aralıkta sistemde problemlerin artması sonucu yeniden ölçüm alınmıĢtır. Yeni yasal oranlarıyakalamak için filtreleme olmayan sisteme eklenen kondansatörler harmonik oranları

artırmıĢtır. Bu harmoniklerin sebep olduğu olumsuz durumları beraberinde getirmiĢtir.




http://www.harmonik.ws/harmonik-filtre-statik-kompanzasyon.php







Sisteme eklenen kondansatörler cosφ değerini artırmakla birlikte sayaç tarafından dikkatealınan Power Factor (PF) üzerine etkisi fazla olmaz.

Yukardaki formülde görüldüğü gibi PF toplam akım harmonik bozunuma göre değiĢmektedir.Reaktif güç kontrol rölesinde cosφ=0,98 olarak okunan değer %20 akım harmoniği olan bir sistemde yukardaki formüle göre sayacın dikkate alacağı ve reaktif oranı belirleyen değer PF=0,94 olacaktır. Reaktif güç kontrol rölesinde cosφ=0,98 olmasına rağmen harmonik akımları sebebiyle böyle bir sistem ceza durumuna girebilir.

Harmonik filtreli kompanzasyon sisteminin farkı kondansatör gruplarının Ģebekeye direk olarak bağlı olmaları yerine bir harmonik filtre reaktörü üzerinden bağlı olmasıdır. Sistemdenalınan ölçümler sonucu filtre tipi ve gerekli mühendislik hesaplamaları yapılır. Sisteminizle

ilgili ölçüm,analiz,değerlendirme ve çözüm önerileri için bizi arayabilirsiniz



Harmonik Nedir

Elektrik Ģebekesinde lineer bir yük için sistemde kullanılangerilim ve oluĢan akımın dalga Ģekli sinus Ģeklindedir.Günümüzde kullanılan makinelerdeki sistemlerin (hız kontrol

cihazları,kesintisiz güç kaynakları… vb.) yük karakteristiği lineer değildir. Bu sebeple sistemin kullandığı akım Ģekli bozulmaktadır.Örneğin birçok sanayi tesisinde kontrol sistemlerinde avantajlarısebebiyle elektrik motorları motor sürücüler tarafından kontroledilmektedir. AĢağıdaki Ģekilde lineer ve lineer olmayan yük karakteristiğinde akımdaki değiĢim gösterilmiĢtir.

ĠĢte bu lineer olmayan sistemdeki akım dalga Ģekli ele alındığında; Fourier teoremi gereğiherhangi bir periyodik (kendini tekrar eden) dalga Ģeklini temel bileĢen frekansındaki bileĢenve temel bileĢeninin katlarındaki frekanslardaki bileĢenlerin toplamı olarak göstermek mümkündür. Bu sebeple bu bozuk dalga Ģekli farklı açısal frekanslardaki bileĢenler olarak ifade edilebilir. Bu sebeple 50 Hz frekansındaki bir temel bileĢen ve 50 Hz’in katlarıfrekanslardaki çeĢitli bileĢenlerin toplamı olarak gösterebiliriz. Ana bileĢen 50 Hz,2.harmonik 100 Hz, 3. harmonik 150 Hz, 4.harmonik 200 Hz, 5. harmonik 250 Hz …

AĢağıdaki Ģekilde görüldüğü gibi ana dalga Ģeklimiz 1.,3.,5... harmonik dalga Ģekillerimizintoplamıdır. Harmonik kaynakları sebebiyle dalga Ģeklimiz değiĢmiĢtir. Böyle bir sistemde




http://www.harmonik.ws/harmonik.php







harmonik ölçümü yapılmalı, iĢaret frekans domeininde incelenmeli baskın olan harmonikler filtre yardımıyla yok edilerek ana iĢaret elde edilmelidir.Böylece toplam harmonik bozunumoranı düĢülerek harmoniklerin sebep olduğu olumsuz durumlar önlenmiĢ olur.

Elektrik Ģebekelerindeki dalga Ģekillerinin simetri özelliklerinden dolayı ile çift katsayılı

harmonik (2., 4., 6. harmonik) bileĢenler ile karĢılaĢılmaz.

Sistemlerde kullanılan başlıca harmonik kaynakları;

- Motor sürücüleri- Kesintisiz güç kaynaklari (UPS)- Doğrultucular (redresör) , akü Ģarj cihazları - Anahtarlanabilir güç kaynakları (SMPS) - Endüksiyon ocakları - Kaynak makinaları - Bilgisayarlar olarak gösterilebilir.



Harmoniklerin Zararları

Harmonikler besleme sistemlerinde ve cihazlar üzerinde problemler meydana getirir. BaĢlıca bu problemleri listelersek;

- Kompanzasyon kondansatörlerinin aĢırı yüklenerek çok kısasürede bozulması - Nötr akımının artması - Transformatörlerin ısınması, kayıpların artması - Devre kesicilerde ve diğer kontrol sistemlerinde istenmeyensebebi belirsiz açılmalar - Kompanzasyon kademe sigortalarının açılması - ĠletiĢim sistemlerinde parazitlerin oluĢması - Elektronik cihazlarda kart arızalarının meydana gelmesi - Kontrol sistemlerinde beklenmeyen duruĢlar ve arıza kodlarının oluĢmasını sayabiliriz.

Tüm bu problemlerden korunmak için sisteminiz ile ilgili ölçüm ve analizler yapılmalıdır. Sistem komple olarak ele alınmalı ve buna uygun çözüm sunulmalıdır. Bu çözümler ;

- Harmonik filtreli kompanzasyon sistemi kurulması- Pasif harmonik filtre uygulamaları - Aktif harmonik filtre uygulamaları - Harmonik kaynakları üzerinde çeĢitli önlemler almak olarak sıralayabiliriz.




http://www.harmonik.ws/harmonik-zararlari-nedir.php







Pasif Harmonik Filtre

Sanayi tesislerinde harmoniklerin varlığının en önemligöstergesi sinüs dalga Ģeklinin bozulmuĢ olmasıdır.Sistemdeki harmoniklerin varlığı ve detaylı incelenmesi

kalite analizörleri ile kolayca yapılabilmektedir.

Harmonikler içeren bir gerilim endüktans ve kapasitansların bulunduğu bir devreye uygulanırsa harmonik frekanslarındarezonans meydana gelebilir. Devrenin yapısına bağlı olarak seri rezonans meydana gelirse, rezonans frekansındadevredeki toplam omik direncin değerine bağlı olarak büyük akımlar dolaĢır. Bu akımlar endüktans ve kapasitansuçlarında aĢırı gerilimler oluĢmasına neden olurlar.

Paralel rezonans durumunda, devrenin Ģebekeden çekeceği akım azalır. Böyle bir durumda,

endüktans ve kapasitelerde dolaĢan akım büyük değerlere ulaĢır. Rezonansların oluĢması,sistemde arıza ve hasarlar meydana getirir.

Pasif filtre kondansatör ile reaktörün seri bağlanması sonucu elde edilen temel olarak rezonans durumunu engelleyen filtredir. Sistemde kurulu olan kompanzasyon sistemi aynızamanda harmonik filtre olarak kullanılabilir. Bu durumda harmonik akımları filtre üzerindensüzülür.

OdaklanmamıĢ filtrede denilen detuned filtreler güç faktörü düzeltilmesi için çıplak kondansatör kullanılan sistemlerde rezonans durumunu engellemek için tesis edilir. Aynı

zamanda harmonik akımlardan kaynaklanan k ondansatör üzerindeki yüklenmeyi de engeller.

OdaklanmıĢ filtrede denilen tuned filtreler ise belli bir yüklenme sonucu oluĢmuĢ harmonik akımlarının çoğunu filtrelerler. Harmoniklere göre rejection, hybrid, detuned, absorption ...gibi filtreler mevcuttur.




http://www.harmonik.ws/pasif-harmonik-filtre.php







LCL Filtre

CĠRCUTOR LCL filtre altı darbeli güç konvertörlerinden dolayıoluĢan 5. ve 7. akım harmoniklerini dolayısıyla sistemdeki toplamakım harmoniği değerini düĢüren filtrelerdir. LCL filtreler ile

akım ve gerilim dalga Ģeklinde oluĢan mikro kesintiler engellenir,makinenizin kullanım ömrü artar, enerji kalitesi artar, güç faktörüdeğerini yükseltir, toplam akım harmonik değerini %10’unaltına düĢürmeyi garanti eder. Çoğu zaman motor sürücüleriüzerinde "with filters" yazılıdır. Burdaki filtre EMI filtresi olupharmonikler üzerine etkisi yoktur.

AĢağıdaki Ģekilde görüldüğü LCL filtre kullanılmadan önce vekullanıldıktan sistem analizi yapılmıĢtır. Filtre kullanılmadanönce %50’lerde olan 7.harmonik değeri ,%25’lerde olan 5. harmonik değeri ve %31 olantoplam harmonik bozunum filtre kullanımından sonra %10’ların altına düĢmüĢtür.




http://www.harmonik.ws/LCL-filtre.php







Aktif Harmonik Filtre

Aktif filtre sistemdeki akımı ölçerek, sistemde bulunanharmoniklerin tam ters iĢaretlisini kendi tetikleme devresi ileüreterek sisteme veren ileri teknolojiye sahip üründür. Aktif

filtreler Digital Signal Processing (DSP) sistemini kullanır.

ġekilde görüldüğü gibi aktif filtreler giriĢ akımı ve yük tarafındaoluĢan çıkıĢ akımını parametre olarak alıp oluĢan harmonikleriyok edecek Ģekilde filtreleme akımı oluĢturarak oluĢanharmonikleri yok eder.

Aktif harmonik filtreler endüstriyel tesislerde, ticari binalarda, hastanelerde, küçük yüklü tesisve uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Aktif filtreler uygulamaya göre

programlanabilmekte ve bilgisayar aracılığı ile sistem izlenebilmektedir.




http://www.harmonik.ws/aktif-harmonik-filtre.php









EMI Filtreler

UPS, SMPS ve sürücüler akım ve gerilimin hızlı değiĢimine bağlı olarak genliği 100 mV ile 100 V, frekansı 10 kHz ile 1GHz aralığında küçük enerjili bozucu iĢaretler üretirler. Bu

iĢaretler diğer elektronik devrelerde ve cihazın kendi iççalıĢmasında bozucu elektromanyetik giriĢimlere neden olurlar.Bu iĢaretlere elektromanyetik bileĢen içeren ( electromagneticinterfaces - EMI ) iĢaret denir. EMI radyasyon ve iletim olmak üzere iki biçimde iletilir.

EMI filtresini üç ve dört telli olmak üzere iki çeĢidi vardır. Üç telli filtreler (nötr çizgisiz)frekans konvertörü ve sürücülerin oluĢturduğu EMI iĢaretleri filtrelemek Ġçin kullanılır. Dörttelli filtreler UPS'lerin oluĢturduğu EMI iĢaretleri filtrelemek için tasarlanmıĢtır ve nötr hattınıda kullanırlar.

Güç konvertörlerinin çıkıĢ kabloları yüksek frekans akımları taĢır. Güç konvertörü çıkıĢındanmotora giden kabloların yalıtılmıĢ olması gerekir. Ancak çoğu zaman bu kablonun bir kısmıyalıtılmıĢ değildir. Bu sebeple dönüĢtürü çıkıĢında kullanılacak yüksek frekans bastırıcılarıyüksek frekans akımlarını önler.




http://www.harmonik.ws/EMI-filtre.php







GiriĢ ve ÇıkıĢ Reaktörleri

DC veya AC motorlarda kullanılan sürücüler, UPS’ler, genelanlamda güç transistorleri kullanan sistemler devreye

bağlandıkları noktanın önünde ve arkasında büyük oranda

harmonik bozunum, parazit, DC motorlarda motor tarafındaaĢırı düzeyde ripple gibi çeĢitli bozucu iĢaretler meydana getirir.

Tüm bu durumlar sürücü ve diğer elektronik elemanlarıolumsuz yönde etkiler. Bu bozucu iĢaretlerin olumsuz etkileriniönlemek için giriĢ ve çıkıĢ reaktörleri ( ġok Reaktörü , ġok Bobini ) kullanılır. AĢağıdaki Ģekilde reaktör kullanıldığı ve kullanılmadığı durum için dalgaĢeklinde meydana gelen değiĢim gösterilmiĢtir. Harmoniklerin sebep olduğu olumsuzdurumlar;

- Elektronik kart arızaları yaĢanır,

- Motor problemleri yaĢanır, - Tüm elektriksel donanım için hızlı yaĢlanma baĢlar.

Bu olumsuzlukları önlemek için sürücü reaktörleri kullanılmalıdır. Motor sürücü giriĢreaktörleri;

- Harmonikleri azaltır, - Dalga Ģekli üzerinde oluĢan çentik (notches), ripple ve parazitleri önler, - Sağladığı gerilim düĢümü ile sürücüyü yüksek gerilimden korur, - Sistem ömrünü uzatır.




http://www.harmonik.ws/motor-surucu-giris-cikis-reaktoru.php







Kompanzasyon Sistemlerinde Harmonik Filtreler

Kompanzasyon sisteminizde kondansatörleriniz aşırı ısınıyorsa kondansatörlerinizpatlıyorsa sürekli kondansatör değiştiriyorsanız. bunların nedeni büyük bir olasılık ile sisteminizde HARMONİK lerin varlığıdır. Kompanzasyon sisteminizdeki kondansatörlerin önüne ekleyeceğiniz

harmonik filtre reaktörleri ile kondansatörlerinizi harmoniklerin zararlı etkilerine karşı korumuş olursunuz. Bu şekilde kompanzasyon sisteminiz sorunsuz çalışır, gereksiz kondansatör değişimleri için yapılan para ve işgücü harcamaları ortadan kalkar.

Kompanzasyon sisteminize, harmonik reaktörleri eklerken belirtmeniz ve bilmeniz

gereken kriterler şunlardır:

1- Kondansatör gerilimleri.Harmonik filtreli kompanzasyon sisteminin uygulanması sırasında dikkat edilmesi gerekenen önemli noktalardan biri kullanılan kondansatörlerin gerilim dayanım değerleridir.Oluşan rezonans sistemindeki yüklenmeler, kondansatörlerin üzerindeki gerilimlerin

artmasına yol açar. Bu durumda kondansatörlerin zarar görmemeleri için şebekeninnominal geriliminin üzerindeki gerilimlere dayanabilecek şekilde seçilmelerigerekmektedir.

2-Kondansatörlerin güçleri VEYA kapasite değerleri. Sistemin rezonans noktasının belirlenebilmesi için kapasite değerlerinin bilinmesi gerekir.Bu değerler kondansatörlerin gücünden de çıkartılabilir.

3-Rezonans NoktasıEklenecek reaktör ile kondansatörlerin oluşturacağı rezonans noktası.Piyasada p değeri olarak da anılır. Yaygın olarak kullanılan değerler ve bu değerlere ilişkinrezonans frekansları( fr) aşağıda verilmiştir:

p=5.67 p=7 p=14

fr=210 Hz fr=189 Hz fr=134 Hz

Harmonik Filtre Reaktörü Seçer-ken Dikkat Edilecek Konular:öncelikle, bu tip filtrelerin varlık amacının KOMPAZASYON SiSTEMiNi KORUMAK olduğunugöz önünde bulundurunuz. Bu tip bir sistemin yapacağı filtreleme, sis-teminiz tarafındanüretilen harmonik kirliliği çok fazla bir miktarda etkilemeyecektir. Reaktörleri seçerken:

1-Harmonik yüklenme değerle-rine dikkat ediniz.

Kullanacağınız harmonik filtre reaktörünün sisteminizdeki harmonik yüklenme değerlerineuygun olması gerekmektedir. Piyasadaki harmonik filtre reaktörleri yaygın olarak aşağıdabelirtilen harmonik yüklenme değerlerine göre tasarlanmışlardır:

Sisteminizdeki harmonik yüklenme değerlerinin kullanacağınız filtre reaktörüne uygunolması gerekir.

2-lsıl koruma sistemine dikkat ediniz.Sistemde oluşacak aşırı bir ısınma durumunda sistemin kendisini koruyabilecek düzeneğesahip olması gereklidir. Genelde bu özellik termal anahtar kullanılarak sağlanır. Buözellikte ısrar ediniz.

3-Endüktans değerine dikkat ediniz.Piyasada satılan standard endüktans değerleri sizin sisteminize uygun olmayabilir.



üreticinin belirttiği endüktans değeri ile kondansatörlerinizin uygun olup olmadığınımutlaka araştırınız.

4-Endüktans doyum akımına dikkat ediniz. Sistemde oluşacak anlık yüklenmelerde reaktör çekirdeğinin doyuma gitmesi, endüktansdeğerinin düşmesine yol açıp sistemi kararsızlığa sürükleyebilir. Bu nedenle reaktör en uç

akım değerlerinde doymayacak şekilde dizayn edilmelidir __________________

Nerede karşılıklı sevgi ve saygı varsa, Orada İtimat ve İtaat vardır, İtimat ve itaatın olduğu yerde Disiplin vardır, Disiplinin olduğu yerde Huzur,Huzurun olduğu yerde Başarı vardır...

KOMPANZASYON SİSTEMLERİNDE HARMONİKLER

Günümüzde elektrik enerjisini verimli kullanmak üretim maliyetleri düşürmek ve enerjitüketimini azaltarak çevreyi korumak açısından büyük önem kazanmıştır.

Elektrik şebekesine bağlanan cihazların hemen hemen tamamı şebekeden aktif yani işyapan gücün yanında reaktif güç de çekerler. Şebekeden çekilen ve hemen ardından

şebekeye tekrar geri verilen bu reaktif güç hiçbir iş yapmaz, ancak şebekeyi gereksizyere yükler ve şebekenin işletme maliyetlerini yükseltir. Bu nedenle şebekeden çekilen

reaktif güç için de ücret ödenir. Çekilen reaktif gücün belirli sınırların dışında olmasıdurumunda ise ek cezalar nedeniyle elektrik enerjisine ödenen ücret katlanarak artar.

Bu nedenle her işletme şebekeden çektiği reaktif gücü kontrol etmeli, bir başka deyişlegüç faktörünü belirli sınırlar içinde tutmalıdır. Bunu sağlamak için kompanzasyon panolarıkullanılır. Kompanzasyon panolarında bulunan “reaktif güç kontrol rölesi” işletmenin güçfaktörünü sürekli olarak ölçer ve gerektiğinde panoda bulunan kondansatör gruplarını

ilgili kontaktörlere kumanda ederek devreye alır ve devreden çıkartır.

Kompanzasyon panolarında karşılaşılan en büyük sorun kullanılan kondansatörgruplarının kısa sürede arıza yapmalarıdır. Bu durumda arızalanan kondasatörler yenileriile değiştirilerek sorun geçici olarak çözülür. Ancak bu tip arızaların gerçek nedeni büyükbir olasılıkla sistemde “harmonik rezonans” denilen bir olayın meydana gelmesidir.

Harmonik Nedir

Harmonikler, günümüzde elektriksel hatalar söz konusu olduğunda en çok kullanılankavramlardan biridir. Harmonikler yüksek frekanslı sinüs biçimli bileşenlerdir.



Harmoniklerin frekansları temel frekans (50 Hz) x harmonik derecesi ile tanımlanır.

Harmonik Derecesi - Harmonik Frekansı

3 1505 250

7 350

Elektrik enerji sisteminden beslenen, sinüs biçimli olmayan akımlar çeken yüklerin

(Yarıiletken anahtar elemanlı çeviriciler, doymuş magnetik malzemeler, kaynak

makineleri vb.) kullanımının yaygınlaşmasıyla sistemdeki gerilim ve akım dalga şekillerisinüs şeklinden uzaklaşır. Aşağıda 3, 5 ve 7. harmonik dalga şekilleri sunulmaktadır.

Harmoniklerin Oluşmasına Neden Olan Etkenler

Yarıiletken endüstrisine dayanan, Alternatif akım / Doğru Akım veya Alternatif Akım /

Doğru Akım / Alternatif Akım çeviricileri temel bileşen akımının yanında harmonik akımbileşenleri çekerler. Bu tür sistemler aşağıdaki şekilde sıralanabilir:

Hız Kontrol Cihazları

Tristör Kontrollü Ekipmanlar

Kesintisiz Güç Kaynakları (UPS)

Ark fırınları

Kaynak makinaları

Enerji Tasarruflu Lambalar

Frekans Çeviriciler

Kontrollü Güç Kaynakları

Trafolar

Harmoniklerin Sisteme Etkileri



Harmonik akımlar sistem empedansı üzerinde gerilim düşümlerine sebep olurlar.Bu gerilim düşümleri temel bileşen gerilimi üzerine ilave olarak, gerilimde bozulmalara ve

efektif gerilimin yükselmesine neden olurlar. Enerji sisteminden sinüs biçimli olmayan

akımlar çekilmesi gerilim dalga şeklinin de bozulmasına neden olmaktadır. Dolayısıyla

enerji kalitesi bozulmakta, sistemde rezonans riski artmaktadır.

Harmoniklerin diğer etkileri aşağıdaki şekilde sınıflandırılabilir.

Harmonikler;

• Kondansatörlerin aşırı yüklenmesine ve ömürlerinin azalmasına neden olmaktadır.

• Röle, kesici ve sigortaların hatalı çalışmasına, gereksiz açma yapmasına nedenolmaktadır.

• Harmonikli akımlar transformatörlerin, kondansatörlerin ve diğer elektriksel dağıtımcihazlarının aşırı yüklenmesine neden olmaktadır.

• Güç kablolarında yalıtkan dielektrik yalıtkan delinmelerine sebep olacak, rezonans

olaylarına sebep olurlar.

• 3 ve 3‟ün katı harmonikler nötr hattının aşırı yüklenmesine yardımcı olurlar.

• Özellikler gerilimin sıfır geçişinden kontrolleri için gerekli referans bilgisini elde edenkontrol sistemlerinin hatalı çalışmalarına neden olmakta, yarıiletken elemanların zarar

görmesine neden olmaktadır.

• Enerji sisteminde seri ve paralel rezonans olayların meydana gelmesine neden olurlar.

• Sayaçlarda ölçüm hatalarına, haberleşme hatlarında gürültülere ve elektronik kartlarınarızalanmasına neden olurlar.

• Sistemlerden temel bileşen akımına ilave olarak harmonikli bileşen akımlarınınçekilmesi, elektronik kart arızalarının sıklığına yol açmaktadır.

• Trafolarda demir ve bakır kayıplarının artmasına, ısınmalara neden olur. Enerji kaybına

yol açar.

• Harmonik kirlilik digital sayaçlarda reaktif güç gibi görülmektedir. Yani kayıplaryaratmaktadır.

• Motor, generator ve iletkenlerde harmonik bileşenden dolayı akımın artmasına buda

kayıplara sebep olup cihazların ve iletkenlerin ısınmasına neden olur.

Güç Kalitesi Ölçütleri ve Standartları



Uluslar arası IEC 519 -1992 „ye göre standartlar içinde kabul edilen harmonik bozulmadeğerleri, Gerilim için % 3, Akım için % 5 olarak belirlenmiştir. Bu limit değerlerinin

üzerinde bulunan harmonik oranlarında, elektrik sistemleri için tehlikeli ve büyük maddizararlar oluşturabilecek problemler meydana gelmektedir.

EN61558-2-20 STANDARDINA UYGUN HARMONİK FİLTRE REAKTÖRLERİ VEFİLTRELİ KOMPANZASYON UYGULAMALARI

Endüstriyel tesislerde uygulanmaya başlanan modern üretim teknikleri ile birliktetesislerdeki harmonik oranları ve bunlara bağlı olarak enerji kalitesi problemleri de büyükartış göstermiştirler. Özellikle aşağıda belirtilen cihazların yoğun olarak kullanıldıklarıtesislerde harmonikler ile ilgili problemler yaşanması olasıdır:

● Motor sürücüleri (hız kontrol cihazları) ● Çok sayıda bilgisayar ve ofis cihazı bulunan tesisler (örneğin call center'lar ve iş

merkezleri)● Büyük güçlü kesintisiz güç kaynakları (UPS'ler) ● Büyük güçlü doğru gerilim sistemleri bulunan tesisler (redresörler)

● Endüksiyon ocakları Bilindiği gibi elektrik şebekesindeki gerilimin dalga şekli idealde sinüs şeklindedir.

Çekilen akımların da sinüs şeklinde olması beklenir. Ancak yukarıda belirtilen cihazlarşebekeden sinüs şeklinde olmayan akımlar çekerler.

Harmonikler konusunda birçok tesiste yaşanan temel problemler kompanzasyonsisteminin yoğun harmonikli durumlarda düzgün çalışmaması ve tesis gerilimindeyaşanan sorunlardır. Tesis gerilimin bozuk olması durumunda sık olarak karşılaşılanproblemler aşağıdaki gibidir:

● Kompanzasyon kondansatörlerinin kısa sürede arızalanmaları ● Kompanzasyon panosundaki sigortaların atması ve kompanzasyon şalterinde

açmalar● Tesis gerilim dalga şeklindeki bozulmalar nedeni ile yaşanan problemler: Özellikle

hassas bilgisayarlar, otomasyon sistemleri gibi hassas cihazlarda kart arızaları,anlamsız kilitlenmeler, hata mesajları alınması ve benzeri problemleri

● Bazı durumlarda karşılaşılan harmonik rezonans durumu nedeni ile ana şalteraçması ve kompanzasyon panosunun zarar görmesine kadar varan problemler

Reaktif enrji ceza oranlarının da daralmasının gündemde olduğu bu dönemdeendüstriyel tesislerde zaten hep gündemde olan reaktif güç kompanzasyonu çalışmalarıyeniden hız kazanacaktır.

Yeni yapılacak olan uygulamalarda sistemin filtreli kompanzasyon olarak kurulmasıfaydalı olacaktır.

Filtreli kompanzasyon sistemlerindeki tüm komponentlerin, özellikle de harmonik

filtre reaktörleri, kondansatör ve kontaktörlerin kalitesi büyük önem taşımaktadır.Standartlara uygun ve kaliteli malzeme kullanılan sistem uzun, sorunsuz ve güvenli birçalışma sağlar.

Kompanzasyon sistemlerinde kullanılan harmonik filtre reaktörleri EN61558-2-1 veEN61558-2-20 standartlarını sağlamalıdırlar. Bu standartlarda reaktörlerin nasıl testedilmeleri gerektiği detaylı şekilde anlatılmıştır.

Standartlara uygun olmayan reaktörler gerekli güvenlik kriterlerinisağlamamaktadırlar.



Ayrıca reaktörlerin hangi harmonik akım değerleri için tasarlandığı da büyük önemtaşımaktadır. Düşük harmonik oranları için tasarlanmış harmonik filtre reaktörleri ucuzolarak üretilebilirler ancak harmonik oranlarının yüksek oldukları tesislerde aşırı ısınırlar.

Harmonik filtre reaktörleri ile ilgili en önemli parametrelerden birisi de lineariteakımıdır. Linearite akımı reaktörün endüktans değerinin hangi akım değerine kadar sabitkalacağını gösterir. Linearite akımının düşük olması sistemin rezonans frekansının

kaymasına neden olur. Bu durumda da filtreli kompanzasyon sistemi beklenenperformansı göstermez.

Harmonik filtre reaktörlerinin testleri ancak bu konuda gerekli donanıma sahip birişletmede yapılabilir. Reaktörlerin doğru tasarlanıp tasarlanmadıklarını, endüktansdeğerlerinin, linearite akımlarının ve ısı artışlarının doğru olup olmadıkları ancak yapılacaktestler ile anlaşılabilir. Bu neden ile harmonik filtre reaktörleri ancak güvenilir birkuruluştan alınmalıdır.

Filtreli kompanzasyon sistemlerinde dikkat edilmesi gereken, ancak geneldegözden kaçan bir nokta ise harmonik filtre reaktörlerinin kullanılacak kondansatörlereuyumlu olarak seçilmiş olmalarıdır. Kondansatörün kapasite değeri ve reaktörünendüktans değeri sistemin rezonans frekansını belirlerler. Bu da sisten akacak olan akımve harmonik içeriği üzerinde etkilidir.

Birbilerine uygun olmayan kondansatör ve reaktörlerin kullanılmaları sistemindoğru olarak çalışmamasına neden olacaktır. Hatta sistemde ciddi problemlerin oluşmasıbile olasıdır.

Dikkat edilmesi gerek bir başka nokta ise rezonans frekansının doğru olarakseçilmesidir. Rezonans frekansı seçimi yapılırken sistem içerisindeki baskın harmoniklerinhangi harmonikler oldukları bilinmelidir. Bu durum dikkate alınmadan yapılanuygulamalarda filtreli kompanzasyon sistemlerinin en temel özelliklerinden olan harmonikrezonans riskini ortadan kalkmaz.

Harmoniklerin yoğun oldukları tesislerde veya kuruluş aşamasında olan veharmonik oranlarının yüksek olcağı bilinen tesislerde harmoniklerin zararlı etkilerine karşıfiltreli kompanzasyon sistemleri tesis edilebilir.

İşletmede olan tesisler:

İşletmede olan tesislerde yapılacak harmonik ölçümleri ile mevcut duurmgözlemlenip en uygun çözüm üretilebilir.En sık merak edilen konu mevcut kompanzasyon sisteminin harmonik filtre

reaktörleri eklenerek filtreli duruma getirilip getirilemeyeceğidir. Deneyimlerimiz filtresizolarak tasarlanmış bir kompanzasyon sistemini filtreli duruma getirmenin genel olarakmantıklı olmadığını göstermiştir. Bunun nedenleri:

● Filtresiz olarak tasarlanmış olan panoda harmonik filtre reaktörlerininyerleştirilmesi için yer bulunmamaktadır.

● Harmonik filtre reaktörleri pano içi sıcaklığın artmasına neden olacaktır. Mevcutpanolar bu sıcaklığı dışarı atacak tasarımda değildirler.

● Panoda kullanılan kondansatörlerin gerilim değerleri filtre uygulamasına uygundeğildir. Genel olarak tüm kondansatörlerin değişmesi gerekmektedir.

Mavcut panoda uygulama yapmaya çalışmak yerine filtreli kompanzasyona uygunyeni bir pano tesis edilmesi her zaman daha mantıklı olmaktadır.

Yeni kurulan tesisler:Yeni kurulan ve kendisine ait bir dağıtım transformatörü üzerinden beslenen

tesislerde kurulacak olan reaktif güç kompanzasyon panolarının filtreli olması büyük yararsağlayacaktır. Tesisteki harmonik oranları tesis kurulma aşamasında düşük bile olsalarilerleyen zamanlarda tesise eklenecek yeni makineler ve cihazlar ile harmonik oranlarındaartış olabilir. Filtresiz bir kompanzasyon panosunun ortaya çıkan harmonik problemleri ilebirlikte filtreli duruma getirilmesi yukarıda belirtilen nedenlerden ötürü oldukçu zordur.

Filtreli kompanzasyon çalışmalarında aşağıdaki adımlar takip edilmelidir. Filtreli kompanzasyon sistemi uygulamalarında izlenecek adımlar:

● Sistemdeki baskın harmoniklerin ve diğer parametrelerin belirlenmesi ● Uygun rezonans frekansının seçimi ● Sistemin performansının bilgisayar ortamında yapılacak simülasyon çalışmaları ile

sınanması



● Yük ve yük karakteristiklerine göre kompanzasyon kademelerinin belirlenmesi

● Uygun kondansatör, reaktörler ve şalt malzemeleri kullanılarak sistemin ve gereklipanoların tasarlanması

Harmonik Filtreli Kompanzasyon Tesisleri

Yazar Cahit GENÇER

Çarşamba, 02 Nisan 2008

Bilindiği gibi EPDK tarafından yayınlanan Yönetmelikler gereğiDağıtım Şirketlerinin ve Müşterilerinin tüketmiş oldukları aktif enerjiye göre Reaktif- Reaktif Kapasitif oranları değiştirilmiş ve aşağıdaki oranlar uygulamayageçirilmiştir.

Reaktif/Kapasitif oranlar(%-%)Yıllar

Kullanıcı 2008 2009Dağıtım Şirketleri (her bir ölçüm noktasında)…. 33-20 20-15Müşteriler- (50 kVA altı) …………………………. 33-20 33-20Müşteriler- (50 kVA ve üzeri)……………………. 20-15 20-15

Dağıtım Şirketleri ; Elektrik tesislerini “ Elektrik Piyasasında Dağıtım Sistemine Sunulan Elektrik Enerjisinin Tedarik Sürekliliği , Ticari ve Teknik Kalitesi HakkındakiYönetmelik” hükümleri doğrultusunda iyileştirmek için ,gerek kendilerinceyapılacak gerekse de Müşterilerinden isteyecekleri güç faktörü , Harmonik , flikergibi birçok ölçüme göre teknik kaliteyi yakalamak için gerekli önlemleri almak ,

proje geliştirmek ve tesisleri yapmak durumundadır.

TEDAŞ Genel Müdürlüğünce , Dağıtım Şirketlerince kullanılmak üzere Alçak GerilimHarmonik Filtreli Kompanzasyon Panoları ve Tesisleri Teknik Şartnamelerihazırlanmış olup çok yakın bir zamanda bu iki şartname yürürlüğe girecektir.

Alçak Gerilimden kompanzasyon yapacak kuruluşlara büyük destek verecek buŞartnamelerde; harmonik filtre reaktörleri -reaktif güç kontrol röleleri-kondansatörler-kompanzasyon kontaktörleri – panolar ve içerisinde kullanılacak tümmalzemelerin teknik özellikleri ve tip-rutin-fonksiyon deneyleri açıkçabelirtilmektedir.



Reaktif enerji , güç faktörü , elektrik tesislerindeki harmonikler ve giderilmesi ,rezonans oluşumu (örnekli- anlatımlı), kompanzasyon tesislerine harmoniklerinetkisi , harmonik ölçümleri gibi konular aşağıda kısaca anlatılmaktadır.

Reaktif enerjinin tanımlanması;

Reaktif enerji manyetik alan etkisine ihtiyaç duyan tüm elektrikli cihazlarınçalışabilmeleri için gerekli bir enerjidir. Reaktif enerjinin hiç çekilmemesi diğer birdeyişle güç faktörünün 1 olması durumunda, teorik olarak başta trafolar olmaküzere manyetik alan etkisi ile çalışan tüm elektrikli cihazlar (tüm elektrikmotorları, buzdolabı – çamaşır makinesı - bulaşık makinesi – elektrikli süpürge – motor barındıran tüm küçük ev ve el aletleri ateşlemeli lambalar vb.) çalışamaz.Dolayısıyla reaktif enerji kullanımı, bu türde cihazlar için bir zorunluluktur vekaçınılmazdır.

Reaktif Güç Faktörü Neden Artırılmalıdır ?

Reaktif güç kompanzasyonu yapılarak güç faktörü yükseltildiğinde :Hat kayıpları azalır, Gerilim düşümü azalır, Hattın yüklenebilirliği artar.

Yüksek Reaktif Güç Faktörü Uygulaması ve Sonuçları;

Şebeke genelinde Güç Faktörünün yükseltilmesi kompanzasyon tesisleri ilemümkündür.Ancak şebekede harmonik üreten cihazlar varsa ve bu cihazların harmonikseviyeleri standartlarda belirtilen limitlerin üzerinde ise yapılacak kompanzasyonönemli empedans değişimlerine sebep olacağından mevcut harmoniklerin artmasınasebep olur.

Kompanzasyon sistemi ile yükler arasında işletme bazında paralel rezonans, şebekebazında seri rezonans oluşması riski ortaya çıkar.

Dolayısıyla harmonik etkisini gözardı eden bir kompanzasyon uygulaması, işletme veşebeke için bir çok harmonik kaynaklı problemin ortaya çıkmasına sebepolabilecektir.

Harmonik Dalga Formları;

Belirli bir frekanstaki tüm periyodik dalga şekilleri kendi frekansının katlarındaki



sinüs dalgalarının toplamına eşittir. Toplanarak periyodik dalgayı oluşturan sinüsdalgalarının her birine harmonik denilmektedir.

Harmonik Adı Frekansı Temel Frekans

1.Harmonik50 Hz2.Harmonik 100 Hz3.Harmonik 150 Hz4.Harmonik 200 Hz5.Harmonik 250 Hz

Lineer Olmayan Yükler ve Harmonik Kaynakları;

Gerilim ve akımda meydana gelen harmonik bozunumlarının (THD) kaynağı lineerolmayan yüklerdir. Lineer olmayan yükler arasında kesintisiz güç kaynakları, motoryol vericileri, motor sürücüleri, bilgisayarlar ve elektronik aydınlatma ve kaynakmakineleri, tüm güç elektroniği dönüştürücüleri şebekedeki harmonik bozunumuarttırıcı etki gösterirler. Bunların yanısıra alternatif akımı doğru akıma çevirencihazlar, üç fazlı yada tek fazlı kaynaktan beslenen doğru akım motorları için statikhız ayar üniteleri, Elaktrokimya yada Elektrometalurji tesislerinde klor, vb.kimyasal maddelerin üretiminde veya aliminyum - bakır rafinasyonunda kullanılanbüyük güçlü statik redresör üniteleri, üç fazlı endüksiyon motorlarına ait hız ayarüniteleri, akım beslemeli, darbe genliği modulasyonlu, doğru akım ara besleme



üniteli vb. motor hız ayar üniteleri, manyetik çekirdekli cihazlar, elektrik arkı ileçalışan cihazlar, ark ocaklarında kullanılan tristör kontrollü reaktif güçkompanzasyon üniteleri sayılabilir.

Harmoniklerin Sebep Olduğu Arızalar ;

Elektromekanik cihazlarda ve kablolarda ısınma Makinelerde mekanik titreşimler (vibrasyon) Ateşleme devrelerinin anormal çalışması Gerilim yükselmeleri, Kablolarda ve diğer elektromekanik cihazlarda yüksek gerilimkaynaklı delinmeler, Elektronik kart arızaları Güç kondansatörlerinde güç kayıpları, delinmeler ve patlamalar, kompanzasyonsigortalarında atmalar; Kesici ve şalterlerde sebepsiz açmalar; Röle sinyallerinin bozulması ve anormal çalışması; Enerji kayıpları‟ dır.

Harmonik Problemlerine Karşı Alınması Gereken Tedbirler;

Kurulu bir tesiste Harmoniklerin Tespiti (Hesap Yöntemi)

Kurulu bir tesiste Harmonikleri analiz edilebilmenin en doğru yolu tesiste Harmonikölçümü yapılmasıdır.

Harmoniklerin bulunduğu sistemlerde, belli başlı harmonik kaynakları tespitedilmeli ve gerekirse kaynak başından ölçüm alınmalıdır.Yeni Kurulacak Bir Tesiste Harmoniklerin TespitiTesisin yapısı incelenerek harmoniklere karşı baştan önlem alınması mümkündür.

Tesisin projelendirilmesinde kompanzasyon gücünün tesisin paralel rezonansgücünden küçük olmasına dikkat edilmelidir.

Tesisin trafo gücü, kurulu gücü, fiili gücü, ve tüm harmonik kaynaklarının model vegüçleri tespit edilmelidir



Rezonans Oluşumu;

Şebeke endüktansı ve kondansatörler arasında rezonans devresi oluşur.

Transformatörün primer tarafındaki enerji sistemi sonsuz güçlü kabul edilerek STtransformatörün nominal gücü ve uk bağıl kısa devre gerilimi olmak üzere meydanagelebilecek rezonans frekansına ait harmonik mertebesi,

eşitliği ile belirlenebilir.

Bu eşitlikte açıkça görüldüğü gibi güç katsayısının yükseltilmesi halinde sistemdekitoplam kondansatör gücü QC artacağı için rezonans oluşacak harmonik mertebeside daha düşecektir. Örneğin güç katsayısı 0.95 iken sözgelimi 13. harmonikterezonans oluşma riski varken güç katsayısı 0.99‟a çıkartılırsa QC‟nin artmasısebebiyle rezonans oluşturacak harmonik mertebesi 11‟e inebilecektir. 11.harmonikakımının genliğinin 13. harmonikten daha yüksek olması sebebiyle çok daha şiddetli

rezonans olayları meydana gelebilir.

Örnek:

SK=20 MVA ve QC=750 kVAr ise



Sistemde 5. harmonik frekansında rezonans meydana gelecektir.

Kademeli kompanzasyonda her kademede QC değişeceğinden her kademe için farklı

harmonik frekanslarında rezonans oluşabilir, bu durumun incelenmesi gerekir.

Reaktif güç kondansatörleri ile ilgili olarak IEEE Standard 18-1992 (IEEE Standard forShunt Power Capacitors) „de bir reaktif güç kondansatörü sürekli olarak,• Nominal reaktif gücünün 1,35 katına, • Nominal efektif geriliminin 1,1 katına (Harmonikler dahil, kısa süreli transientlerhariç)• Nominal akımının 1,8 katına (Temel bileşen ve harmonik akımları dahil) • Gerilimin tepe değerinin 1,2 katına (Harmonikler dahil)dayanabilmelidir.

Yukarıdaki örnekte yaşanmış gerçek bir rezonans olayında ölçülmüş değerlerverilmiştir. Görüldüğü gibi kompanzasyon devreye alınınca 5. harmonik frekansındaparalel rezonans oluşmuş, 5. harmonik akımı 265 A‟den 668 A değerineyükselmiştir. 415 V brasında 5. harmonik geriliminin paralel rezonans sebebiyle aşırı

derecede yükselmesi kondansatör üzerinden büyük akımların geçmesine nedenolacak ve kondansatör hasar görecektir.

Harmonik bileşenlerin bulunması ve sistemde rezonans oluşması halindekondansatörün akım, gerilim ve güç değerleri bu sınırların kolayca üzerineçıkabilmekte ve kondansatörler hasar görmektedir.

Sonuç olarak, güç katsayısının yükseltilmesi halinde sistemde rezonans frekansıdaha da düşecek, daha düşük mertebeden fakat daha yüksek genlikli harmonikakımlarının oluşturduğu daha şiddetli rezonans olayları meydana gelebilecektir.



Çözüm olarak şebekeyi kirleten harmonik kaynaklarının bulunduğu yüklere aitkompanzasyon tesislerinin filtreli kompanzasyon olarak yapılması halindesistemdeki harmonik bileşen genlikleri minimum olacağı için rezonans olaylarınınetkileri de azaltılabilir.

HARMONİKLERİN KOMPANZASYON TESİSLERİ ÜZERİNE ETKİSİ ;

Konvansiyonel Kompanzasyon - Filtreli Kompanzasyon Sonuçları;

Konvansiyonel Kompanzasyon Uygulaması Sonucu Akım Harmonikleri;



Filtreli Kompanzasyon Uygulaması Sonucu Harmonik Değişimleri

Harmonik Ölçümü;

Harmonik AnalizörüÖlçüm, tesisteki yük ve harmonik dengesizliklerini algılayabilmek amacıyla 3 faz – 4tel dengesiz akım ve gerilim örneklemesi ve %0,5 hata payıyla, True RMS olarak veuzun süreli olarak yapılmalıdır.



Düzenleyen :N.Cahit GENÇER-Elk.Müh.

REAKTIF GÜÇ KOMPANZASYONU

Documents