Güç Kalitesi Ve Kompanzasyon Nedir, Neden İhtiyaç Duyulur?

Güç kalitesi ve kompanzasyon tesislerin en büyük sorunlarının başında gelir. Son yıllarda lineer olmayan yüklerinde artması ile birlikte harmoniklerinde eklenmesi ile birlikte güç kalitesi ve kompanzasyon daha zorlayıcı bir sorun haline geldi. Bu yazımızda güç kalitesi, kompanzasyon hakkında bilgiler verirken, doğru bilinen yanlışları inceleyeceğiz.

Hassas bir otomatik kompanzasyon sistemi oluşturabilmek için reaktif güç kontrol rölesinin tüm kademelerini kullanmalıyız. Yanlış. Otomatik kompanzasyon sistemlerinde hassasiyeti belirleyen faktör, kademe sayısının çokluğu değil en küçük kademenin gücü ve doğru ayarlanmış bir kademe dizinidir (step sequence). Kademe sayısını belirleyen ise elde edilmek istenen maksimum gücün büyüklüğüdür.

Kompanzasyon ve Güç Kalitesi İlişkisi

Otomatik kompanzasyon sistemlerinde kademeler belirli dizinlere göre yapılır. Buradaki amaç, en az anahtarlamayla hedef güce en kısa zamanda ulaşabilmek ve kompanzasyon sisteminin ilk yatırım maliyetini düşürmektir. Örneğin, 75 kVAr reaktif güç ihtiyacı olan bir tesise, 5 kVAr kademe hassasiyeti ile kompanzasyon panosu tasarlamak isteyelim. Bunu yaparken, 15 kademeli reaktif güç kontrol rölesinin tüm kademelerini kullanmak adına 15 adet 5 kVAr’lık kademe yaparsak, 15 x 5 = 75 kVAr’ı sağlarız. Bu durumda gerçekleştirilen dizi (1:1:1:1:…:1) dizisidir.  Bu sistem, 5 kVAr hassasiyet adımı ile 0 kVAr  ve 75 kVAr arasındaki tüm güçleri şebekeye verebilir. Bunun yerine, kademe dizin mantığı (1:2:4:8) olan bir kompanzasyon sistemi tasarlamak isteyelim. Kademe hassasiyeti yine bir önceki sistemdeki gibi 5 kVAr olsun. Yeni kademe tasarımımız 4 kademeden oluşan (5kVAr + 10 kVAr + 20 kVAr + 40 kVAr) bir sistem haline gelecektir. Bu sistem de 5 kVAr hassasiyet adımı ile 0 kVAr  ve 75 kVAr arasındaki tüm güçleri şebekeye verebilir. Doğru dizin seçildiğinde, 15 kademe yerine 4 kademeli bir çözüm ile de rahatlıkla sonuca gidilebilir. Kademe dizini ile gereksiz yere birçok kademe yerine, birbirinin katı olacak şekilde bir dizin kullanarak hem aynı hassasiyeti sağlayabilir, hem de çok daha az sayıda malzeme (sigorta, kablo, kontaktör, pano, vs.) kullanarak ilk yatırım maliyetini ciddi oranda azaltabiliriz. Bir diğer avantaj da, ihtiyaç duyulan reaktif güce çok daha az anahtarlama yaparak ulaşabildiğimiz için şalt ekipmanının ömrünü de uzatmış oluruz.

Harmonik filtreli kompanzasyon sistemlerindeki filtrenin amacı, harmonikleri yok etmektir.

Yanlış. Alçak gerilim sistemlerinde kullanılan düşük ayarlı (de-tuned) reaktörlü kompanzasyon sistemleri, harmonikleri yok etmezler. Hatta bu reaktörler, kondansatörlerin üzerine akacak harmonik akımlarını engelleyerek kondansatörü korumak amacıyla koyulur. Kondansatörler, düşük empedanslı devre elemanlarıdır. Kondansatör empedansı;

formülü ile hesaplanır. Buradan da görülebileceği üzere, frekansın artması, kondansatör empendansını azaltır. Harmoniklerin, yani yüksek frekanslı bileşenlerin bulunduğu tesislerde kondansatörler stres altındadır. Harmonik akımlarının kondansatörlerin üzerine akarak kondansatörleri bozmaması için kondansatöre seri olarak filtre reaktörü takılır. Bu sayede, akord frekansı üzerindeki harmonik frekanslarında yüksek empedans gösteren bu seri rezonans devresi harmonikleri üzerine çekmez, kondansatörleri korur.

Kompanzasyon ve Güç Kalitesi | Seri filtre devresinin empedans-frekans grafiği
Kompanzasyon ve Güç Kalitesi | Seri filtre devresinin empedans-frekans grafiği

400V bara gerilimi olan tesiste 525V etiket değerine sahip kondansatör seçmek daha güvenlidir.

Yanlış. Kondansatörün gerilim değeri seçilirken bara gerilimi ve uygulama tipi dikkate alınır. Ancak 400V bara gerilimi için 525V nominal gerilimli bir kondansatör seçmek, gereksiz yere aşırı büyük bir gerilim-güç boyutlandırması demektir ve 1300 A maksimum yük akımı olan bir tesise 1600 A yerine 4000 A termik manyetik seçmekle benzerdir.

IEC 60831-1 Tablo-3 – İzin Verilen Maksimum Gerilimler
IEC 60831-1 Tablo-3 – İzin Verilen Maksimum Gerilimler

 

Yazının tamanına bu linkten ulaşabilirsiniz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir