Reaktif Güç Kompanzasyonu

Elektrik enerjisine olan ihtiyaç gün geçtikçe artmaktadır. Artan enerji ihtiyacının karşılanması hususunda mevcut sistemlerin daha verimli kullanılabilmesi için bir takım çalışmalar yapılmıştır. Bunlardan en önemlisi olan reaktif güç kompanzasyonudur.

Elektrik şebekesine bağlı cihazların hemen hemen tamamı şebekeden aktif güç yanında bir de reaktif güç çeker. Burada iş yapan güç aktif güçtür. Reaktif güçse şebekeden çekilir ve daha sonra şebekeye geri verilir. Endüksiyon prensibine göre çalışan bütün makineler ve cihazlar için gerekli olan bu güç manyetik alanın oluşmasını sağlar. Hatlarda gereksiz yer kaplayan reaktif güç için de aynı zamanda ücret ödenir. Bundan dolayı şebekeden çekilen bu gücün belirli değerlerde tutulması ve geri kalan miktarın da belirli teknikler kullanılarak karşılanması reaktif güç kompanzasyonudur.

Şebekeye bağlı olan yükler belirli gerilim ve frekans değerlerinde çalışacak şekilde tasarlanır. Bunların değişmesi halinde de yük verimli çalışmaz. Bundan yola çıkarak bir şebekenin kaliteli olarak tanımlanması şunlara bağlıdır:

Enerjinin sürekliliği,
Gerilim ve frakansın sabit olması,
Güç faktörünün 1’e yakın olması ,
Faz gerilimlerinin dengeli olması ,
Harmoniklerin belirli bir değerde tutulması ,
Bunların gerçekleşmesi de reaktif güç kompanzasyonuyla sağlanır.

Reaktif Güç

Akımın aktif bileşeni ;
  • Motorlarda mekanik gücü 
  • Isıtıcılarda teknik gücü, 
  • Lambalarda aydınlatma gücünü oluşturan faydalı bileşendir.
Akımın reaktif bileşeni ;
  • Jeneratör 
  • Transformatör 
  • Motor 
  • Bobin 
gibi elektrik cihazlarının çalışması için gerekli magnetik alanı meydana getirir. Magnetik alanı meydana getiren mıknatıslanma akımı endüktif ( geri – fazda ) karakterde olup şebekeden çekilir ve akımın sıfırdan geçtiği anda alan ortadan kalkınca tekrar şebekeye iade edilir. Bu nedenle reaktif güç, üretici ile tüketici arasında sürekli olarak şebeke frekansının 2 katı bir frekansla salınır.
Aktif ve Reaktif Görünür Gücün Fazör Diyagramı
S = √3 .U.I Görünen güç

Aktif güçle, aktif akım gerilimle aynı fazdadır. Çekilen güç endüktif ise zahiri güç 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 )
θ: Faz açısı

Aktif akım : Ip = I .Cos θ

Reaktif akım : Iq = I .Sin θ

Hat akımı : I = / Ip + Iq

Aktif güç : P = S.Cos θ

Reaktif güç : Q = S.Sin θ

Zahiri güç : S = / P + Q

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


KOMPANZASYON


Voltaj ile akım arasında, idealde faz farkı olmaz. Endüktif ya da kapasitif yüklerin oluşturduğu etki neticesinde, akım sinyalinin, voltaj sinyaline göre maksimum ±90 derecelik faz farkı oluşur. Endüktif ve kapasitif etki neticesinde oluşan voltaj ve akım sinyali arasındaki faz farkını düzelterek, ideale yakın (0 derecede) sabit tutmaya yarayan işleme; pratikte ise, elektrik sisteminde, elektrik motoru, bobin vb. mıknatıslanma etkisi ile elektrik enerjisini yine elektrik enerjisine ya da farklı bir enerjiye çeviren cihazların, bu mıknatıslanma etkisi ile faz akımını geri kaydırmasından (endüktif güç oluşturmasından) dolayı, şebeke üzerinde yaratmış oldukları endüktif reaktif gücü dengeleme ve fazın akımını olması gereken konuma geri çekme işlemine kompanzasyon denir. Bu şekilde reaktif akım azaltılırsa,enerji taşıma kapasitesi artacak,enerji iletim sistemlerinin elemanlarının iletken kesitleri azalacak,gerilim düşümleri önlenecek,sistem verimli hale getirilmiş olacak.

Verilen bilgiler neticesinde özetle şu tanım yapılabilir: sistemde endüktif veya kapasitif yüklerin oluşturduğu etki sonucu sistemde meydana gelen faz farkının sıfıra yakın yani güç faktörünün bire yakın tutulması için sisteme yapılan işlemlere kompanzasyon denir.


Kompanzasyon Neden Gereklidir?


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

Günümüzde, teknolojinin gelişmesi ile her evde bulunan buzdolabı, çamaşır makinası, klima, vs. gibi ısıtma, havalandırma ve soğutma cihazları, elektrik enerjisine ihtiyacın her geçen gün biraz daha artmasına, enerji üretiminin gittikçe pahalılaşmasına neden olmakta, dolaylı olarak ta bu durum şebekede taşınan elektrik enerjisinin 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 floresant lamba ise, bunlar manyetik alanlarının temini için bağlı oldukları şebekeden endüktif reaktif güç çekerler. İş yapmayan ve sadece motorda manyetik alan doğurmaya yarayan indüktif reaktif güç, iletim hatlarında, trafolarda, tablo, şalterler ve kablolarda lüzumsuz yere kayıplara sebebiyet vermektedir.

Bu kayıplar yok edilebildiği zaman, şüphesiz trafolar daha fazla motoru besleyebilecek bir kapasiteye sahip olacak, keza disjonktörler (disjonktör=Yüksek gerilimli enerji nakil hatlarına ve fabrikaların ana girişlerine konur. Disjonktörler akım taşıyan hatlarda açma kapama yapmaya yarar. Bu elemanlar yüksek gerilimli şebekelerin açma kapama şalteri olarak da tanımlanmaktadır.) lüzumsuz yere büyük seçilmeyecek, kullanılan kablolar ise daha küçük kesitte seçilebilecektir.

Daha az yatırımla motora enerji verme yanında, uygulanan tarifeler yönünden, her ay daha az elektrik enerjisi ödemesi yapılacaktır. Görüldüğü gibi, daha ilk bakışta reaktif gücün santralden alıcıya kadar taşınması, büyük ekonomik kayıp görünmektedir. Genellikle enerji dağıtım şebekelerinde lüzumsuz yere taşınan bu enerji, taşınan aktif enerjinin % 75 ile %100'ü arasında olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, bu reaktif enerjinin santral yerine, motora en yakın bir bölgeden gerek kondansatör tesisleri (statik faz kaydırıcı), gerekse senkron döner motorlar (dinamik faz kaydırıcı) tarafından temin edilmesiyle, santralden motora kadar mevcut bütün tesisler bu reaktif gücün taşınması yükünden arınmış olacaktır.

Reaktif güçler kompanze edilmezse,

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

KOMPANZASYON YÖNTEMLERİ


Alternatif akımlı enerji sistemlerinde reaktif güç kompanzasyonunun önemi bilinmektedir. Bu yüzden güç faktörünü (Cos) düzeltmek için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Kompanzasyon sistemlerinde yükün özellikleri oldukça önemlidir. Güç ve güç katsayısı yaklaşık olarak sabit olan bir yükün varlığı halinde uygun olarak seçilmiş bir kondansatör grubu sorunu çözebilir. Fakat yük her an sistemden farklı aktif ve reaktif güç çekebiliyor ise yukarıda önerilen yaklaşım burada geçerli olmaz.
Böyle bir problemin dört farklı çözüm yolu vardır:

• Besleme sisteminin kısa devre gücünü arttırıp sabit kondansatör bataryası kullanmak
• Mekanik olarak anahtarlanan şönt kondansatör grupları kullanmak.
• Senkron makinaları kapasitif bölgede çalıştırmak yada ayrıca senkron kapasitör kullanmak
• Tristörlü statik kompanzasyon sistemleri kullanmak.

Gerek ark fırınlarında gerek fazlarından farklı aktif ve reaktif güç çeken dengesiz yüklerde ve gerekse güç faktörünün anlık değişim gösterdiği tüketiciler, besleme sistemine etki ederek gerilim dalgalanmasına yol açarlar. İstenmeyen bu gerilim dalgalanmasını en aza indirmenin yolu; besleme sistemine değişken reaktif güç sağlayarak güç katsayısını sabit tutmaktan geçer.

Değişken reaktif güç sağlanmasında senkron reaktör kullanımı bir çözümdür. Enterkonnekte sistem ile paralel çalışan bir senkron makinanın uyarma akımı değiştirilerek reaktif güç denetimi yapılabilir. Yükün aktif ve reaktif güçleri sürekli olarak ölçülüp senkron makinanın uyarma devresi geri besleme olarak ayarlanırsa yükün bağlı olduğu barada güç katsayısının sabit kalması sağlanmış olur. dinamik
kompanzasyon adı verilen bu yöntemin aşağıda verilen sakıncaları bulunmaktadır:

1. Döner makine kullanma zarureti ve eylemsizlik momentinin bulunması
2. Tepkime hızının yeterince büyük olmaması
3. Üç fazda ayrı ayrı denetim imkanın olmaması

Yukarıdaki dezavantajlarından dolayı dinamik kompanzasyon pek kullanılmamaktadır. Bu sayılan sakıncalar tristörlü devrelerde ortadan kaldırılmıştır. Tristörlü devreler ‘Statik VAR Kompanzasyonu’ adı altında endüstride dinamik kompanzasyona tercih edilmektedir. Çok çeşitli statik kompanzasyon devreleri gerçeklenebilir.Ayrıca sürekli rejimde; senkron makinanın kompanze ettiği reaktif güçte kVAr başına yapılması gereken sabit yatırım masrafları ve hareketli sistemlerin dezavantajı olan sürekli bakım ve arıza gibi sorunlardan oluşan işletme masrafları; sistemin en büyük dezavantajıdır. Aynı şekilde; mekanik veya elektronik kontrol ile işletime alınan kondansatör grupları da istenilen hassasiyette çalışamamaktadır. Söz konusu olan ve endüstride birçok uygulamada ortaya çıkan sorun; üç fazlı şebekenin stasyoner ve de dinamik olarak reaktif yüklenmesidir. Fazların dengesiz olması ise her faz için ayrı ayrı kompanzasyon yapılmasına neden olacaktır. Tristör veya GTO gibi güç elektroniği elemanlarının hızlı çalışması ve hızlı gelişimi neticesinde günümüzde dinamik reaktif güç kompanzasyonu pek kullanılmamaktadır.

Ayrıca güç faktörünün 1’e yaklaşması ve hızlı değişen yüklerde bu değerde sabit tutulması dinamik sistemlerde yeterince hızlı gerçekleştirilememektedir. Statik reaktif güç kompanzasyonu bu yönü ile de bir adım daha öne geçmektedir.


REAKTİF GÜÇ GEREKSİNİMİ


Güç faktörü düzeltmede başlangıç noktası, yük karakteristiğinin tam olarak belirlenmesidir. İşe güç sistemi yönünden bakıldığında, sistemin en fazla zorlandığı yükteki güç faktörünün bilinmesi yeterlidir.

Türkiye’de müşteri gruplarının puant yükteki güç faktörleri üzerinde yapılmış çalışmalar çok eksiktir. Eldeki bilgiler genellikle dağıtım panolarındaki Cos metrelerden okunan bilgileri içermektedir. Yapılan araştırma ve ölçümlerde her müşteri grubu için güç faktörü değerleri ortalama olarak bulunmuştur.

1-Endüstriyel Kuruluşlar
Endüstriyel kuruluşların güç faktörlerinin 0.6 – 0.9 arasında değiştiği, alt sınırın ark ocakları, kaynak makinaları veya küçük elektrik motorları kullanan ve aydınlatmanın fluoresan lambalarla yapıldığı kuruluşlarda, üst sınırın ise büyük güçte motor kullanan, aydınlatmanın da cıva buharlı lambalarla yapıldığı kuruluşlarda tekabül ettiği gözlenmiştir.

2-Meskenler
Yapılan ölçmelerde güç faktörünün yaşam standartları ile doğrudan bağlı olduğu gözlenmiştir. Ülkemizde meskenlerde elektrik enerjisini genellikle aydınlatma (akkor veya fluoresan lamba) ve birazda ısıtma için kullanıldığı düşünülürse bunun sebebi ortaya çıkmaktadır.

3-Ticarethaneler
Ticarethanelerin yükleri aydınlatma ve küçük elektrik motorlarından oluşmaktadır. Ticarethaneleri bürolar ve alışveriş merkezleri olarak ayırırsak; alışveriş merkezlerinin güç faktörleri 0.8 – 0.7, büroların ise 0.88 olarak ölçülmüştür.

4-Resmi Daireler
Resmi dairelerde ana yükü aydınlatma oluşturmakta, dolayısıyla güç faktörü aydınlatmanın türüne bağlı olarak değişmektedir. Yalnız fluoresan lamba kullanılan dairelerde güç faktörü 0.5’ e kadar düşebilmekte ve enkandesan lambaların kullanılmasıyla artmaktadır.

5-Sokak Aydınlatması
Sokak aydınlatmasında güç faktörünü kullanılan lamba tipi belirlemektedir. Enkandesan lambaların kullanıldığı durumlarda güç faktörü 0.97’ ye ulaşmaktadır. Örneğin; Ankara – Samsun otoyolundaki cıva buharlı lambalarla yapılan aydınlatmada güç faktörü 0.86 olarak belirlenmiştir.



KAYNAK

[1] ARİFOĞLU, Prof. Dr. Uğur (2005) ‘‘ Matlab 7.04 Simulink ve Mühendislik
Uygulamaları” Sakarya , Alfa Yayıları
[2]Mohan , Undeland , Robbins (2007) ‘‘Güç Elektroniği Çeviriciler,Uygulamalar
ve Tasarım ” Çevirenler: Nejat Tuncay,Metin Gökaşan,Seta Boğosyan,
Literatür Yayınları
[3] http://www.3emenerji.com.tr/images/teknik/52.pdf
[4] http://www.turkozelektrik.com/Kompanzasyon_Nedir.pdf
[5] KARA , Ayetül & YALÇINÖZ Tankut (2005) ‘‘Esnek Ac İletim Sistemlerinde
Kullanılan Cihazlar ve Tcr, Svc, Tsr Yapılı Paralel Kompanzatörlerin Yük
Gerilimine Etkisinin Matlab Ortamında İncelenmesi ” II. Mühendislik Bilimleri
Genç Araştırmacılar Kongresi , İstanbul , Türkiye , 17-19 Kasım
Loading...
Ad

Arduino Autocad Bilim-Teknoloji Biyomedikal Sistemler C-Programlama C# C# Programlama Diferansiyel Denklemler Dijital Kontrol Sistemleri Elektrik Devreleri 1 Elektrik Devreleri 2 Elektrik Makineleri 1 Elektrik Makineleri 2 Elektrik Tesislerinde Koruma Elektromantetik Alan Teorisi Elektromantetik Dalga Teorisi Elektronik 1 Elektronik 2 Elektronik-Devreler EmguCV Genel Fizik Genel Kimya Genel Matematik Gömülü Linux Güç Elektroniği Haberleşme Sistemleri İşaret ve Sistemler Lineer-Cebir Lojik Devreler Malzeme Bilimi MATLAB Mikroişlemciler Olasılık ve İstatistik Otomatik Kontrol Sistemleri PLC-Otomasyon Proje Yönetimi ve Girişimcilik Raspberry Pi Sayısal Analiz Sayısal İşaret İşleme Teknik-Kutuphane Termodinamik Yüksek Gerilim Tekniği
false
ltr
item
Çağlar GÜL: Reaktif Güç Kompanzasyonu
Reaktif Güç Kompanzasyonu
https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh_fqto-ewLe30EYp71F3me2fzD4FtK6jOIto_kZPncL8KCRk4phcNlYTAmYckcKXNiZmVJDr5N0ggf4RfjjX9IFX1vFJS8JwbhABqslrY4Y_9Zp__uGCshcLwCfY8mcnTMZDCsJJWRX6Q/s320/fghg.png
https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh_fqto-ewLe30EYp71F3me2fzD4FtK6jOIto_kZPncL8KCRk4phcNlYTAmYckcKXNiZmVJDr5N0ggf4RfjjX9IFX1vFJS8JwbhABqslrY4Y_9Zp__uGCshcLwCfY8mcnTMZDCsJJWRX6Q/s72-c/fghg.png
Çağlar GÜL
https://elektronikafa.blogspot.com/2016/08/reaktif-guc-kompanzasyonu.html
https://elektronikafa.blogspot.com/
http://elektronikafa.blogspot.com/
http://elektronikafa.blogspot.com/2016/08/reaktif-guc-kompanzasyonu.html
true
871250089272898028
UTF-8
Not found any posts Not found any related posts VIEW ALL Readmore Reply Cancel reply Delete By Home PAGES POSTS View All RECOMMENDED FOR YOU Tag ARCHIVE SEARCH ALL POSTS Not found any post match with your request Back Home Contents See also related Sunday Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday Saturday Sun Mon Tue Wed Thu Fri Sat January February March April May June July August September October November December Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec just now 1 minute ago $$1$$ minutes ago 1 hour ago $$1$$ hours ago Yesterday $$1$$ days ago $$1$$ weeks ago more than 5 weeks ago Followers Follow THIS CONTENT IS PREMIUM Please share to unlock Copy All Code Select All Code All codes were copied to your clipboard Can not copy the codes / texts, please press [CTRL]+[C] (or CMD+C with Mac) to copy