ELEKTRİK   ŞEBEKELERİNDE  

REAKTİF   GÜÇ KOMPANZASYONU

 

Dünyamızın  son  yıllarda  karşı  karşıya  kaldığı  enerji  krizi,  araştırmacıları  bir  yandan  yeni  enerji  kaynaklarına  yöneltirken  diğer  yandan  daha  verimli  sistemlerin  tasarımlanması  ve  kurulmuş  olan  enerji  kaynaklarının  en  verimli  şekilde  kullanılması  yönünde  çalışmaların  yoğunlaşmasına  neden  olmuştur.

Bilindiği  gibi  sanayileşmenin  ana  girdilerinden  başta  geleni  elektrik  enerjisidir.  Elektrik  enerjisinin  kullanıma;

·      Kaliteli                     

·      Sürekli

·      Yeterli         

·      Ucuz

olarak  sunulması  esastır.  Oysa  ülkemizde  özellikle  1973  yılında  baş  gösteren  petrol  krizi  nedeniyle  bu  4  özelliğin  sağlanmasında  güçlüklerle  karşılaşılmıştır.  Petrol  krizi  yanında  ülkemize  has  bazı  hususlarda  eklenince  önce  enerji  yetmezliği  bununla  beraberde  güç  yetmezliği  baş  göstermiştir.  Bu  yetmezliklerin  olumsuz  etkilerini  gidermek  üzere;

·      İleri  saat  rejimi (Halen  sürmektedir.)

·      Frekans  ve  gerilim  düşürülmesi (1974’ten  sonra  uygulanmamıştır.)

·      Kesinti  ve  kısıntı (Halen  sürmektedir.)   

yöntemlerine  başvurulmuştur.  Bu  arada  TEK  tesislerine   şönt  kondansatörler  yerleştirilmiştir.  Bu  tedbir,  reaktif  enerjinin  tüketildiği  yerde  üretilmesi  gerektiğinden  ancak  yerel  bazı  sağlayabilmiştir.

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

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

Güç  sistemlerinde  işletmeyi  kolaylaştırmak,  verimliliği  arttırmak  ve  enerji  tutumluluğunu  sağlamanın   en  etkin  önlemlerinden  birini  Reaktif  Güç  Kompanzasyonu  oluşturmaktadır.                                                                   

 

ALÇAK  GERİLİMDE  KOMPANZASYON

 

Elektrik  şebekelerinde  abone  gücü  arttıkça  reaktif  yüklerde  çok  hızlı  bir  şekilde  artmaya  devam  etmektedir.   Bunun  neticesi  olarak ta  güç  katsayısı  ( Cosj )  0.50 – 0.80  arasında  muhtelif  değerlerde  seyretmeye  başlamıştır.

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

Aşırı  yüklenmeler  ve  gerilim  düşmelerinin  önlenmesi  için,  reaktif  yüklerin  kompanze  edilmesi  zorunlu  hale  gelmiştir.

Şehir  şebekelerindeki  örnekler  göstermiştir ki  çıkış  dağıtım  fiderlerinde  genelde  ortalama  Cosj = 0.80’den  küçüktür. Bazı  hallerde  0.70’in  altına  düştüğü  görülmektedir.

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

Sosyal  hayatın  gelişmesi  ile  başlayan  refah;  Buzdolabı,  çamaşır  makinası,  klima  vs.  gibi  ısıtma,  havalandırma  ve  soğutma  cihazlarının  kullanımını  arttırmış  ve  bu  durum  günümüzde  reaktif  enerji  tüketimini  arttırmıştır.

Kompanzasyonda  genel  kaide  olarak  en  gerçekçi  yol;  reaktif  akımlar  kendilerini  tüketen  cihazlara  en  yakın  noktada  üretilmelidirler.  Bu  durumda  abonelerden  başlayarak  dağıtım  hatlarından  itibaren  üretim  kaynağına  kadar  söz  konusu  cihazlar  için  gerekli  reaktif  enerji  sistemden  taşınmayacak  ve  bu  sebeple;

·      Şebekedeki  güç  kayıpları  önemli  oranda  azalacak,

·      Üretim  ve  dağıtım  sisteminin  kapasitesi  artacak,

·      Gerilim  düşümünün  taşınan  gücü  sınırladığı  dağıtım  hatlarında  enerji  taşıma  kapasitesi  büyük  oranda  artmış  olacaktır.

Günümüzde    önemli  ölçüde  artan  aktif  ve  reaktif  güçler,  sistemde  aşırı  gerilim  düşümleri  ve  transformatörler  ile  generatörlerin  aşırı  yüklenmelerine  sebep  olmaktadır.

 

KOMPANZASYONUN  TÜKETİCİYE  FAYDALARI

 

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

·      Gereksiz  yatırım  yapmamış  olur.

·      Kayıpları  azalır.

·      Gerilim  düşümü  azalır.

·      En  önemlisi  reaktif  enerji  bedeli  ödemez.  

 

GENEL BİLGİLER

 

ZAHİRİ,  AKTİF  VE  REAKTİF  DİRENÇ

 

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

                                                                                                         

 

                                                                                                    _______

                        R = UR  / I                                               Z = Ö R² + X²

 

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

                                     

Bir  elektrik  devresinin  içerisindeki  cihazlar  zahiri  direnci  teşkil  ederler  ve  akımın  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 (j)  karakteristiktedir.  Akım  vektörel  olarak,  gerilime  göre  j  açısı  kadar  geridedir.( Transformatörler,  motorlar,  bobinler )

        

3 - Devredeki  cihazlar  kondansatörler  gibi  kapasitif  karakteristiktedir.  Akım 

vektörel  olarak gerilime  göre  j  açısı  kadar  ileridedir. 

 

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

 

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

 

f = frekans ( Hertz )  [ Hz ]

 

OMİK  DİRENÇ  ( Aktif  Direnç )

                                                                                 

Omik  direnç  R,  içerisinde  bir  indükleme  veya  kapasite  olayı  olmayan  dirençtir. ( Akkor  flamanlı  lambalar,  elektrikli  ısıtıcılar )  Bu  direnç  efektif  gerilim  veya  akım  değerlerinden  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  Ö 2 ~ 1.41  alınmalıdır.

 

ENDÜKTİF  DİRENÇ

 

İçinden  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,  sanki  yanındaki  elektronlarla  bir  yay  vasıtasıyla  bağlıymış  gibi  bu  bobin  uçlarına  bir  gerilim  tatbik  edildiğinde  ileri – geri  harekete  baţlarlar. 

Bir  bobinde  kendi  kendine  indükleme  olayı  bu  bobin  içindeki  akımın  akmasına  engel  olacak  şekilde  durum  göstermektedir  ve  gerilim  ile  akım  arasında  bir  faz  kayması  mevcuttur.

Şebekeye  bağlı  bir  alıcı,  eğer  bir  motor,  bir  transformatör,  bir  fluoresan  lamba  ise,  bunlar  manyetik  alanlarının  temini  için  bağlı  oldukları  şebekeden  bir  reaktif  akım  çekerler.

 

FAZ  FARKI  OLAN  AKIMIN  AKTİF  VE  REAKTİF  BİLEŞENLERİ

 

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

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

 

 

                                                                                    Iw = U / R = I . Cos j

        ________

I = U / Z = Ö Iw ² + Ib ²                                     Ib = U / X = I . Sin j

 

 

 

 

ZAHİRİ,  AKTİF  VE  REAKTİF  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 . Cosj = S . Cosj     ( W )

 

Reaktif  Güç     Q = U . Ib = U .I . Sinj = S . Sinj       ( VAR )

 

            

P = S . Cosj  de  aktif  güç  zahiri  gücün  Cosj  ile  çarpılmasıyla  elde  edildiği  için  Cosj ’ ye aktif  güç  katsayısı  veya  kısaca  güç  katsayısı  adı  verilmektedir.

Aktif  güç  ile  zahiri  güç  arasındaki  açı,  gerilimle  akım  arasındaki  aynı  faz  açısı  halde  Cosj  ile  faz  farkı  ifade  edilebilir

. 

Cosj = 1  ( Sadece  aktif  güç  mevcuttur. j = 0 derece )

Cosj = 0  ( Sadece  reaktif  güç  mevcuttur. j = 90 derece )

 

 

Santralde  üretilen  bir  enerji,  aktif  ve  reaktif  akım  adı  altında  en küçük  alıcıya  kadar  beraberce  akmakta,    yapmayan,  sadece  motorda  nagnetik  alan  doğurmaya  yarayan  reaktif  akım,  havai  hatta,  trafoda,  tablo,  şalterler  ve  kabloda  lüzumsuz  yere  kayıplara  sebebiyet  vermektedir.  Bu  kayıplar  yok  edilirse,  şüphesiz  trafo  daha  fazla  motoru  besleyebilecek  bir  kapasiteye  sahip  olacak,  bununla  beraber  disjonktör ( kesici ) lüzumsuz  yere  büyük  seçilmeyecek,  kablo  ise  daha  küçük  kesitte  seçilebilecektir.

Daha  ilk  bakışta  reaktif  akımın  santralden  alıcıya  kadar  taşınması,  büyük  ekonomik  kayıp  olarak  görünmektedir.  Genellikle  enerji  dağıtım  şebekelerinde  lüzumsuz  yere  taşınan  bu  enerji,  taşınan  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,  santralden  motora  kadar  bütün  tesisler  bu  reaktif  akımın  taşınmasından,  yükünden  arınmış  olacaktır.

 

            I1 : Zahiri  akım I1 .Cosj : Aktif  akım               I1.Sinj : Reaktif  akım   

                

Santralden  motora  kadar  bütün  hatlar,  tesisler ;

 

I .Cosj + I .Sinj = Iaktif + Ireaktif  akımının  toplamı  ile  yüklenmekte,  motor  ise  ancak  P = U.I.Cosj  aktif  enerjiyi  almaktadır.

 

REAKTİF  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.

 

                                            __           

S = Ö 3 .U.I   Görünen  güç

 

Aktif  güçle,  aktif  akım  gerilimle  aynı  fazdadır.  Çekilen  güç  endüktif  ise  zahiri  güç  ile  I  hat  akımı  gerilimden  j  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 )                                                           j : Faz  açısı  

 

Aktif  akım : Ip = I .Cosj       Reaktif  akım : Iq = I .Sinj      Hat  akımı : I = /  Ip + Iq   

 

Aktif  güç : P = S.Cosj           Reaktif  güç : Q = S.Sinj        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.

          

 

 

 

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  Cosj metrelerden  okunan  bilgileri  içermektedir.  Yapılan  araştırma  ve  ölçümlerde  her  müşteri  grubu  için  güç  faktörü  değerleri  ortalama  olarak  bulunmuştur.        

 

1-ENDÜSTRİYEL  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-TİCARETHANELER

 

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-RESMİ  DAİRELER

 

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  AYDINLATMASI

 

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.     

 

 

REAKTİF  GÜÇ  VE  GÜÇ  FAKTÖRÜ      

 

REAKTİF  GÜÇ  TÜKETİCİLERİ

 

Magnetik  veya  statik  alanla  çalışan  bütün  elektrikli  araçlar  şebekeden  aktif  güç  yanında  reaktif  güç  çeker;  bazı  koşullar  altında da  reaktif  güç  verir.  Bu  tip  önemli  bazı  araçlar  şunlardır:

 

·      Düşük  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

 

REAKTİF  GÜÇ   ÜRETEN  ARAÇLAR

 

Tüketicilerin  reaktif  güç  ihtiyaçlarını  karşılamak  için  2  tip  araçtan  yararlanılır:

Dinamik  faz  kaydırıcılar,  aşırı  ikaz  edilmiş  senkron  makinalar (Senkron  kompensatörler) ,  statik  faz  kaydırıcılar,  kondansatörler.

Kondansatörlerin  kayıpları  çok  düşük  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  tercih  edilirler.

Kompanzasyon  tesislerinde  2  tip  kondansatör  kullanılır;

1.    Yağlı  Tip  Kondansatör: Belli  peryotlarda  bakım  gerektirirler. ( Suyunun değişmesi  vb..)

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  düşük  olur.  Düşük  güç  faktörünün  etkileri  şöyle  özetlenebilir:

 

 

 

 

ÜRETİCİ  YÖNÜNDEN

 

Kurulacak  bir  tesiste:

·      Generatör  ve  transformatörlerin  daha  büyük  güçte  seçilmesine,

·      İletkenlerin  daha  kalın  kesitli  olmasına, cihazlarının  daha  büyük  ve  hassas  olmasına  

neden  olur.

Kurulu  bir  tesiste:  

·      Üretim,  iletim  ve  dağıtımda  kapasite  ve  verimin  düşmesine,   

·      İletkenlerde  kayıpların  ve  gerilim  düşümünün  artmasına,

·      Gerilim  regülasyonu  ve  işletmeciliğin  zorlaşmasına  neden  olur.

Sonuç:  Üretim  maliyeti  artar.

 

TÜKETİCİ  YÖNÜNDEN

 

Kurulacak  bir  tesiste:

·      Alıcı  transformatörünün  (varsa),  kumanda,  koruma  ve  kontrol  donanımının  gereğinden  daha  büyük  olmasına,

·      İletkenlerin  daha  kalın  kesitli  seçilmesine  neden  olur.

Kurulu  bir  tesiste:

·      Transformatör  (varsa),  o  tesisatın  kapasite  ve  veriminin  düşmesine,     

·      Şebekeden  daha  çok  reaktif  enerji  çekilmesine, 

·      Kayıpların  ve  gerilim  düşümünün  artmasına  neden  olur.

Sonuç:  Görülen  hizmet  ve  üretilen  ürünün  maliyeti  artar. 

Bütün  bunlar  yanında  gereksiz  yatırımlar  yapılması  ile  milli  ekonomiye  zarar  verilmiş  olur.

 

ŞEBEKENİN  A.G.  TARAFINDA  KOMPANZASYON 

 

Müşteriler  açısından  kompanzasyonun  A.G.  tarafında  gerçekleştirilmesi  büyük  avantajlar  sağlar.  Çünkü  büyük  sanayi  tesislerinde  dahi  A.G.  kompanzasyon  tesislerinin  sayısı  fazla  değildir.  Derli  toplu  olup,  işletilmeleri  ve  bakımları  kolaydır.  Bundan  başka  ekonomik  açıdan  değerlendirildiğinde  kullanılan  tüm  cihazlar  gerek  fiyat  olarak  ve  gerekse de  kapladıkları  hacim  itibarı  ile  oldukça  avantaj  temin  eder. 

Şehir  ve  kasaba  şebekelerinde  kompanzasyon  tesisinin  A.G.’de  yapılması  işletme  ve  bakım  açısından  büyük  zorluklar  taşımaktadır.  Bu  nedenlerden  dolayı  şehir  ve  kasaba  şebekelerinde  O.G.’de  kompanzasyon  yapmak  tercih  edilebilir.  Zira  bu  durumda  kompanzasyon  tesisi  sayısı  oldukça  sınırlı  olacaktır.

Ancak  köy  şebekelerinde  kompanzasyon  yapılması  gerektiğinde  A.G.’de  kompanzasyon  yapmak  daha  uygundur.  Çünkü  köy  şebekeleri,  trafo  sayısı  bakımından  oldukça  sınırlıdır.

A.G.’de  kompanzasyon  belli  başlı  3  şekilde  düzenlenir ;

1.    Alıcıların  müstakil  kompanzasyonu

2.    Grup  kompanzasyonu

3.    Merkezi  kompanzasyon

 

ALICILARIN  MÜSTAKİL  KOMPANZASYONU

 

Sürekli  olarak  işletmede  bulunan  büyük  güçlü  abonelerin  reaktif  enerji  gereksinimlerini  temin  için  tüketicinin  uçlarına  şönt  kondansatör  bağlanır  ve  müşterek  bir  anahtar  üzerinden  tüketici  ile  birlikte  işletmeye  sokulup  çıkarılırlar.

 

MOTORLARIN  KOMPANZASYONU      

 

Motorların  tek - tek  kompanzasyonunda  motorun  boşta  çektiği  zahiri  güce  göre  kondansatör  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,  düşük  devirli  motorlar,  daha  yüksek  mıknatıslanma  akımı  çekerler.  Boşta  çalışan  motor  ise,  şebekeden  hemen  hemen  yalnız  mıknatıslanma  akımı  çeker.  Şu  halde  düşük  devirli  motorların  güç  katsayıları da  daha  düşüktür.     

Yıldız – Üçgen  şalterlerle  yol  verilen  asenkron  motorlara  yapılan  kompanzasyonda  kondansatörler  motor  sargılarının  uçlarına  paralel  bağlanırlar.  Ancak  motorlara  yol  verme  esnasında  şu  şekilde  tehlikeli  bir  olay  başgösterebilir:  Yıldız  bağlama  durumunda  kondansatörler  dolmuş  durumda  iken  üçgen  bağlamaya  geçme  esnasında  çok  kısa  süreli  olarak  şebekeden  ayrılırlar  ve  üçgen  durumunda  fazlar  ters  olarak  tekrar  şebekeye  bağlanırlar.  Dolayısı  ile  bu  durum  darbe  akımları  meydana  getirir.  Bu da  motorun,  kondansatörlerin  ve  bağlama  elemanlarının  aşırı  zorlanmasına  yol  açar.  Uygun  kontaktör  kombinasyonları  kullanmakla  bu  olay  önlenebilir.

Kondansatörlerle  donatılan  asenkron  motorlarda  baş  gösteren  ve  arzu  edilmeyen  başka  bir  olayda  “ kendi  kendine  uyarma “ dır.  Şebekeye  bağlı  olarak  çalışmakta  olan  bir  asenkron  motorun  uçlarına,  boşta  çalışma  akımının  yaklaşık  %  90’ına  eşit  güçte  bir  kondansatör  paralel  bağlanırsa,  bu  durumda  genellikle  arzu  edilmeyen  aşırı  kompanzasyondan  başka  devreden  ayrılmış  olup  kinetik  enerjisi  ile  dönmekte  olan  motorda  kendi  kendini  uyarma  olayı  baş  gösterir. Motor  şebekeden  ayrıldığı  anda  kinetik  enerji  ile  dönmeye  devam  eder.  Kondansatörden  gerekli  uyarma  akımını  çekerek   bir  müddet  daha  generatör  olarak  çalışmaya  devam  eder.  Bu  durumda  sargıları  yıldız  bağlı  motorun  uçlarında  iki  katı  bir  gerilim  endüklenir.  Bu  nedenlerden  dolayı  söz  konusu  olan  kondansatörlerin  direkt  bağlanmaları  25  kW’a  kadar  motorlar  için  kullanılabilir.

Büyük  sanayi  tesislerinde  ve  fabrikalarda,  Blok  Yük  olarak  adlandırılan  yüksek  güçlü  (örn. 400 kW )  ve  devreye  girip  çıkma  zamanları  tam  olarak  bilinmeyen  elektrik  motorları  kalkış  anında  şebekeden  kısa  süreli  (yaklaşık  10 s.)  olarak  çok  yüksek  akımlar  çeker. Sistemdeki  otomatik  kompanzasyon  sistemi,  böyle  kısa  süreli  maksimum  yükleri  belli  bir  gecikmeyle  algıladığı  için,  bu  andaki  reaktif  gücü  karşılayacak  gerekli  güçte  kondansatör  bataryası  devreye  girene  kadar  motor  yol  almış  olur  ve  nominal  güçte  çalışmaya  başladığı  için  şebekeden  kalkış  anına  göre  daha  az  reaktif  güç  çeker.  Bu  olay  sırasında  tesisin  reaktif  enerji  sayacı  hızla  döner,  kompanzasyon  amacına  ulaşmamış  olur. Böyle  durumlarda  blok  yükler,  müstakil  olarak  kompanze  edilmelidir.      

 

TRANSFORMATÖRLERİN  KOMPANZASYONU

 

Alternatif  akım  makinalarının  en  önemlilerinden  biri  olan  ve  en  çok  kullanılan  transformatörler  bağlı  oldukları  üst  gerilim  şebekesinden  endüktif  reaktif  güç  çekerler. Bunlar  bireysel  olarak  kompanze  edilirler.  Kondansatörler  ya  üst  gerilim  yada  alt  gerilim  tarafına  bağlanabilirlerse de,  hem  pratik  hemde  ekonomik  sebeplerle  alçak  gerilim  tarafına  bağlanmaları  tercih  edilir.  Transformatörün  yükü  daima  değişebildiğinden,  kompanzasyon  için  gerekli  kondansatör  gücü,  en  büyük  reaktif  güç  ihtiyacına  göre  seçilmez.  Aksi  halde  düţük  yüklü  saatlerde  aşırı  kompanzasyon  baş  gösterebilir  ve  transformatörün  sekonder  uçlarında  gerilim  yükselebilir.  Ayrıca  şebeke  geriliminde  harmoniklerin  mevcut  olması  halinde,  kondansatör  şebekeden  aşırı  akım  çekerek  transformatörü  aşırı  yükleyebilir. Transformatörlerin  kompanzasyonunda  kullanılacak  kondansatörün,  transformatörün  boşta  çektiği  reaktif  gücü  karşılayacak  mertebede  olması  gereklidir.  Açıklanan  sebeplerden  dolayı  Elektrik  İdareleri,  transformatörün  yüküne  bağlı  olmadan,  nominal  gücün  % 5 - % 10  değerinde  sabit  bir  kondansatör  bağlanmasını  tavsiye  ederler.     

Çeşitli  güç  ve  gerilimlerdeki  transformatörlerin  kompanzasyonu  için  gerekli  kondansatör  güçleri  aşağıdaki  cetvelden  seçilebilir;

 

                                              Yüksek  Gerilimli  Trafo

______________________________________________________________________         

     

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

                                                                                                                     üzeri

Trafo  Gücü                  Kondansatör  Gücü     Kondansatör  Gücü     Kondansatör  Gücü

    ( kVA )                        ( kVAR )                     ( kVAR )                       ( kVAR )

____________            _______________     _________________    ______________

          10                               1.5                                  1.5                                2      

          25                               2.5                                  2.5                                3.5 

          50                               5                                     6                                   8           

          63                               6                                     8                                 10     

         100                              8                                    10                                12

         125                             10                                   10                                12                                                                                                                         

         160                             10                                   12                                15

         200                             12                                   15                                20              

         250                             15                                   20                                25      

         315                             20                                   20                                25

         400                             20                                   25                                30    

         500                             25                                   30                                35    

         630                             30                                   35                                40

       1000                             40                                   45                                50                      

       2000                             60                                   65                                80    

 

 

 

 

AYDINLATMADA  KOMPANZASYON

 

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

·      Üretim,  iletim  ve  dağıtım  sistemlerindeki  öğelerin  gereksiz  şekilde  yüklenmesi  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  SINIFLARI

 

Aydınlatmadaki  kompanzasyon  kullanılan  lamba  türüne  bağlıdır.

 

1 – Elektrolüminesan  Lambalar :

 

Elektrolüminesan, gazların  bir  elektrik  deşarjı  ile  ışık  yaymasına  denir.  Bu  lambalar  kapasitif  akım  çektiklerinden,  santral  ve  şebekenin  endüktif  yükünü  azaltırlar  ve  bu  yüzden  yük  durumunu  genel  olarak  düzeltirler.  Bu  lambalar,  teknolojinin  bugünkü  düzeyinde  çok  az  ışık  verdiklerinden  dolayı  normal  aydınlatmada  kullanılmamaktadır.  Bu  yüzden  kompanzasyon  hesabına  direkt  etkileri  yoktur,  ihmal  edilebilirler.

Daha  ziyade  ölçme  aygıtlarının  kadranlarını  aydınlatmak,  pasif  korunmada  ışıklı  sinyaller  oluşturmak  ve  yatak  odalarında  loş  bir  aydınlatma  sağlamak  gibi  amaçlarla  kullanılırlar.

 

2 -  Akkor  Telli  Lambalar :

 

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

 

3 - Deşarj  Lambaları : 

 

Fluoresan   lambalar  ile  Civa  buharlı  ve  Sodyum  buharlı  lambalar  şebekeye  ancak  bir  Balast  ve  Ignitör  ( ateşleyici )  yardımı  ile  bağlanırlar.  Balast,  bir  empedans  yada  kaçak  akılı  bir  transformatörden  oluşur  ve  şebekeyi  endüktif  bir  güçle  yükler.  Deşarj  lambalarının  ışıksal  verimleri,  akkor  lambalara  göre  çok  daha  yüksektir.

Deşarj  lambaları,  akkor  lambalar  gibi  yardımcı  malzeme  kullanmadan,  kolaylıkla  şebekeye  bağlanması  olanaksız  olmasına  karşın,  yüksek  verimleri  ve  uzun  ömürleri  dolayısıyla  bu  lambalar  günden  güne  yaygınlaşmaktadır.  Ayrıca  akkor  lamba  gibi  basit  bir  duya  vidalanabilen,  balastı  ile  deşarj  hücresini  kapsayan  fluoresan  lambalar  ( PL  serisi – PHILIPS )  geliştirildiğinden,  deşarj  lambalarının  hızla  yayıldığı  söylenebilir.  Bu  yüzden  aydınlatmada  endüktif  yükün  kompanzasyonu  büyük  boyutlara  ulaşmaktadır.  Aydınlatmada  kompanzasyon,  deşarj  lambalarının  kompanzasyonundan  ibarettir.     

Deşarj  lambalarının  kutuplarındaki  gerilim  akımın  artmasıyla  azalır.  Kararlı  bir  çalışma  için,  pozitif  bir  karakteristik  elde  etmek  amacıyla  seri  olarak  bir  empedans  bağlanır.  Eğer  şebeke  gerilimi  deşarjı  sürdürebilecek  değerde  değilse,  genel  olarak  bir  ototransformatörle  yükseltilir  ve  bu  taktirde,  ayrıca  seri  bir  empedans  bağlamak  yerine  bu  empedansa  eşdeğer  olacak  şekilde,  transformatör  kaçak  akılı  olarak  imal  edilir.  Teorik  olarak  seri  bir  empedans,  bir  endüktans  veya  bir  kapasiteden  oluşturulabilir;  ancak  kapasite  kullanıldığı  taktirde,  alternatif  akımın  her  yarım  peryotunda  meydana  gelen  akım  tepeleri  yüksek  bir  değere  ulaşacağından,  lambanın  elektrotları  çabuk  yıpranır  ve  ömrü  kısalır. Bu  nedenle  seri  empedans,  endüktif  bir  reaktanstan  oluşturulur.

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

Endüktif  yük  oluşturan  aydınlatma  armatürlerinde  kompanzasyon  kondansatörü  kullanılmaktadır.  Bu  armatürlerde  kullanılan  kondansatörler,  polipropilen-metalize  yapısında  olup  çevreye,  insan  sağlığına  zararlı  hiçbir  madde  içermemektedir.  Kullanılan  kondansatörler,içerisinde  bulundurduğu  deşarj  direnci  ile  gerilim  kesildikten  1  dakika  sonra  üzerinde  50 V’ u  aşmayan  bir  gerilim  tutarak,  yine  insan  hayatını  tehlikeye  atmayacak  bir  şekilde  dizayn  edilmiştir.  Bu  kondansatörler  sadece  aydınlatma  armatürleri  için  dizayn  edilmiş  olup,  çalışma  gerilimi,  ısı  özellikleri,  montaj  ve  güvenlik  kilidi  ile  tamamen  özeldir.  Eğer  kondansatör  üzerinde  aşırı  bir  yük  oluşursa  kondansatör  kesinlikle  patlamadan  ve  çevreye  zarar  vermeden  devre  dışı  kalır. ( LAMP 83 )    

 

FLUORESAN  ARMATÜRLERDE  KULLANILAN  BALASTLARIN  COS j  DEĞERLERİ 

 

Fluoresan  Ampul                   Balast                      Akım ( A )                     Cos j

1 x 20 W                                  1 x 20 W                      0.37                             0.35

1 x 18 W                                  1 x 20 W                      0.37                             0.35

2 x 20 W                                  1 x 40 W                      0.42                             0.50

2 x 18 W                                  1 x 40 W                      0.42                             0.50

1 x 40 W                                  1 x 40 W                      0.43                             0.50 

1 x 36 W                                  1 x 40 W                      0.43                             0.50

2 x 40 W                                  2 x 40 W                      0.86                             0.50

2 x 36 W                                  2 x 40 W                      0.86                             0.50

 

 

 

 

 

                                                                                                                            

 

 

 

 

CİVA  BUHARLI  ARMATÜR  BALASTLARININ  COS j  DEĞERLERİ

       Lamba  Tipi                                      Balast  Tipi                                            Cos j

     

         HPI-T 50 W                                      BHL 50L10                                           0.45

         HPI-T 80 W                                      BHL 80L10                                           0.50

         HPI-T 125 W                                    BHL 125L11                                         0.55

         HPI-T 250 W                                    BHL 250L11                                         0.55

         HPI-T 400 W                                    BHL 400L11                                         0.60

         HPI-T 700 W                                    BHL 700L02                                         0.60

         HPI-T 1000 W                                  BHL 1000L02                                       0.65

         HPI-T 2000 W                                  BHL 2000L18                                       0.65

 

SODYUM  BUHARLI  ARMATÜR  BALASTLARININ  COS j  DEĞERLERİ

       Lamba  Tipi                                      Balast  Tipi                                            Cos j

   

         SON (-T ) 50 W                               BSN 50L33                                            0.40

         SON (-T ) 70 W                               BSN 70L33                                            0.40

         SON  100 W                                    BSN 100L11                                          0.45

         SON (-T ) 150 W                             BSN 150L11                                          0.45

         SON (-T ) 250 W                             BSN 250L11                                          0.45

         SON (-T ) 400 W                             BSN 400L11                                          0.45

         SON (-T ) 1000 W                           BSN 1000L02                                        0.45

 

Yukarıdaki  tablolarda  Cos j  değerleri  verilen  lamba  ve  balast  tipleri  belli  armatürlerden  alınmış  olup,  sadece  örnek  olması  açısından  verilmiştir.

 

GRUP  KOMPANZASYONU

 

Birçok  tüketicinin  bulunduğu  bir  tesiste  her  tüketicinin  ayrı  ayrı  kondansatörler  ile  donatılacağı  yerde  bunların  müşterek  bir  kompanzasyon  tesisi  tarafından  beslenmesi  daha  pratik  ve  ekonomik  sonuçlar  verir.  Bu  durumda  kondansatörler  gerektiği  miktarlarda  ve  özel  anahtarlar  üzerinden  ve  gerektiğinde  kademeli  olarak  şebekeye  bağlanırlar.

Kondansatörlerin  açma  ve  kapama  esnasında  meydana  getirdikleri  arkı  karşılamak  için  uygun  anahtar  kullanılmaktadır.  Anahtar  açıldığında  çok  ani  ve  süratle  bir  deşarj  direnci  üzerinden  topraklanmaktadır.  Ayrıca  kondansatörler,  kısa  devrelere  karşı  gecikmeli  sigorta  ile  korunmalıdır.

 

MERKEZİ  KOMPANZASYON

 

Elektrik  motorları,  transformatörler,  bobin  gibi  cihazlar,  mıknatıslanma  akımlarından  dolayı  şebekeye  ek  bir  yük  getirirler.  Reaktif  enerji  denilen  bu  enerji,    görmediği  halde,  cihazdan  enerji  santralına  kadar  olan  iletim,  dağıtım  ve  üretim  tesislerini  yükler  ve  kablo  kesici  gibi  elemanların  yararlı  güç  aktarma  kapasitelerini  düşürür.  Bu  nedenle,  endüktif  yüklerin  bulundukları  devreye  kondansatör  bağlanarak,  yüklerin  yakınında  reaktif  güç  üretilebilir  ve  böylelikle  bu  gücün,  tüm  şebekeyi  etkilemesi  önlenir.

Endüktif  yüklerin  hemen  yanına  uygun  değerde  kondansatör  bağlanarak  yapılan  bu  işleme  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  tip  tesislerde  kondansatör  gücünü,  değişen  kompanzasyon  gücüne  uydurabilmek  için  merkezi  ve  otomatik  kompanzasyon  yapılması  uygundur.

Merkezi  Otomatik  Kompanzasyon  Sistemi,  temel  olarak  uygun  düzenlenmiş  kondansatör  bataryaları,  reaktif  gücü  algılayıp,  uygun  kondansatör  bataryalarının  devreye  alınıp  çıkarılmasını  sağlayan  reaktif  güç  kontrol  rölesi  ve  kondansatör  gruplarına  kumanda  eden  kontaktörlerden  oluşur.

 

OTOMATİK  KOMPANZASYON  İLE  İLGİLİ  KAVRAMLAR

 

Otomatik  kompanzasyonun  yapılışı  ve  işletilmesinde  söz  konusu  olan  önemli  kavramlar  aşağıda  açıklanmıştır.

 

Grup:

Otomatik  ayarın  gereği  olarak,  toplam  kompanzasyon  gücü  gruplara  ayrılır. Reaktif  güç  rölesinin  çıkışındaki  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  hemen  sabit  bir  değerde  tutulur. Fakat  grup  sayısının  artması  ile  tesisin  maliyeti de  artar. Kontaktörler  sık  sık  açma  kapama  yapmak  zorunda  kaldıklarından,  kontaklar  çabuk  aşınırlar.

Elektrik  idareleri,  Cosj’nin  her  an  aynı  değerde  kalmasını  şart  koşmadığından,  küçük  grup  sayısı  ile  çalışmak  daha  ekonomik  olur. Fakat  bu  durumda  grup  gücü  büyüyeceğinden,  aşırı  kompanzasyon  baş  gösterebilir. Aşırı  kompanzasyon,  kapasitif  enerji  sayaçları  ile  kontrol  edilebilmektedir.  Yurdumuzda  kapasitif  sayaçların  kullanıldığı  tesis  güçleri  bölgesel  farklılıklar göstermektedir. İstanbul’da  200 kW,  Kocaeli’ de  15 kW  gibi. ( Rakamlar  yaklaşık  olarak  alınmıştır.)                

 

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  şeklindedir. Bu  durumda  çok  sayıda  bağlama  elemanlarına  ihtiyaç  görülür. Buna  karşılık  bağlama  elemanları  birbirinin  aynıdır. Eğer  daha  az  bağlama  elemanının  kullanılması  istenirse  1 / 2 / 2 ... gibi  karışık  bir  ayar  dizisi  seçilir. Grup  güçlerinin  farklı  olması  istenirse,  geometrik  seriye  göre,  bir  grubun  gücü  en  çok,  kendinden  önceki  grupların  güçlerinin  toplamından,  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  eşit  olduğundan  eşit  kademeli  düzenli  bir  ayar  mümkün  olur  ve  kademeler  eşit  sayıda  devreye  girip  çıkarlar. Bu  yüzden  bağlama  tesisatı  eşit  bir  şekilde  yıpranır. Geometrik  seriye  göre  düzenlenen  grupların  güçleri  arasındaki  farklar  büyük  olduğundan,  kademe  değiştirmeler  esnasında  büyük  geçici  olaylar  baş  gösterir. Bundan  başka  bu  sistemde  birinci  grubun  en  çok  devreye  girip  çıkması  sakıncalı  bir  durum  yaratır. Bu  iki  sistemin  ekonomik  karşılaştırmasını  yaparken,  kondansatör  gruplarını  devreye  sokup  çıkaran  kontaktörleri de  göz  önünde  bulundurmak  gerekir. Zira  aritmetik  seride  çok  sayıda  kontaktöre  ihtiyaç  vardır,  fakat  bunların  güçleri  daha  küçüktür. Geometrik  seride  ise  kontaktör  sayısı  daha  az,  fakat  bunların  güçleri  daha  büyüktür.

 

C / k  Ayarı:

C / k  büyüklüğü,  rölenin  faaliyete  geçme  değerini  ifade  eder. Rölenin  faaliyete  geçmesi  için  evvela  belirli  bir  kapasitif  güce  ihtiyaç  olmalıdır;  ancak  bundan  sonra  röle  faaliyete  geçerek  kondansatörleri  devreye  sokar. Fakat  belirli  bir  kapasitif  güç  fazlası  olduğunda,  kondansatörler  devreden  çıkarılırlar. Kısa  süreli  reaktif  güç  darbelerinde  rölenin  gereksiz  yere  bağlama  kumandası  vererek  titreşimli  bir  şekilde  devrenin  açılıp  kapanmasını,  yani  salınımların  baş  göstermesini  önlemek  için,  rölenin  faaliyete  geçme  değeri,  yani  faaliyete  geçme  gücü,  kondansatörün  kademe  gücünden  % 50  kadar  daha  büyük  olmalıdır. Böylelikle  bir  ölü  bölge ( kompanze  edilmemiş  bölge ) meydana  gelir. C / k  ayarı  ile  kompanze  edilmemiş  bölgenin ( kondansatör  devreye  sokma  değeri  ile  devreden  çıkarma  değeri  arasında  kalan  bölge ) genişliği  ayarlanmaktadır.  Röle,  ölçtüğü  reaktif  gücün  değeri  bu  ölü  bölge  içinde   kaldığı  sürece  faaliyete  geçmez. Ancak  reaktif  güç,  C / k faaliyete  geçme  değerinin  üstüne  çıktığında  röle  çalışmaya  başlar. C / k  değeri  gerekenden  büyük  bir  değere  ayarlanırsa  röle  sağırlaşacağından  iyi  bir  kompanzasyon  sağlanamayacaktır. Tersi  durumda  ise  röle  çok  fazla  hassaslaşacağından  kondansatör  grupları  gereksiz  yere  devreye  girip  çıkacak,  sistem  salınıma  geçecektir. C / k  değeri  işletmenin  özelliklerine  ve  karakteristik  büyüklüklerine göre  tayin  edilir. C / k  değeri  şu  şekilde  hesap  edilir:

 

C - kVAr  cinsinden  1. Kondansatör  grubunun  gücü,

k – Akım  trafosunun  çevirme  oranıdır.

 

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

Eğer  tesiste  kondansatör  grup  güçlerinde  değişiklik  yapılırsa  veya  akım  trafosu  değiştirilirse,       C / k  oranının  yeniden  hesaplanıp  rölenin  bu  değere  göre  ayarlanması  gerekir.                    

Kompanze  edilmemiş  bölgenin  genişliği  şebeke  gerilimine  bağlı  olarak  kendiliğinden  genişlemekte  veya  daralmaktadır.               

 

REAKTİF  GÜÇ  KONTROL  RÖLESİ

 

Reaktif  Güç  Kontrol  Rölesi,  otomatik  kompanzasyon  sistemlerinde,  çeşitli  yük  durumlarında  gerekli  sayıda  kondansatör  grubunu  devrede  bulundurarak,  güç  katsayısını  ayar  edilen  değerde  tutmaktadır.  IEC  standartlarına  uygun  olarak  imal  edilen  rölelerin  üzerinde  dijital  Cosj metre  bulunmaktadır. Bu  sayede  röle  üzerinden  kompanze  edilen  sistemin  güç  katsayısı  izlenebilmektedir.

Rölenin  içinde,  işletmedeki  reaktif  akımı  ölçüp  bunu  değerlendiren  bir  akım  devresi  vardır.                 

Bu  devre,  cihaz  içinde  yer  alan  akım  ve  gerilim  trafoları  ile  bir  elektronik  devreden  oluşur. Reaktif  akımla  doğru  orantılı  olan  gerilim  düşümü,  bir  karşılaştırma  devresinde  C / k  oranına  uygun  olarak  ayarlanır. Akımın  endüktif  veya  kapasitif  olduğunu  belirleyerek  zaman  devresine  kumanda  verilir. Bu da  çıkış  devresine  kumanda  eden  bir  lojik  kontrol  ünitesini  kontrol  eder. Zaman  devresinden  gelen  impulslara  göre,  çıkış  rölelerine  kumanda  edilir. Çıkış  devresinden  gelen  sinyaller  ise  kondansatör  gruplarına  kumanda  eden  kontaktörleri  devreye  sokar  veya  devreden  çıkarır. Reaktif güç  rölelerinin  görevini  hafifletmek  ve  sık  sık  devreye  girip  çıkmalarını  önlemek  için  büyük  güçlü  tesislerde  sabit  güç  ihtiyaçlarını  karşılamak  maksadı  ile  uygun  güçlü  sabit  kondansatör  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  işlem  için  1 Adet  1-0-2  pako  şalter,  grup  sayısı  kadar  0-1  pako  şalter  gereklidir. 1-0-2  pako  şalterin  1 konumu  röleye,  2 konumu  direkt  olarak  şebekeye  bağlanır. 0-1  pako  şalterler  ise  1-0-2  pako  şalter  2 konumunda  iken  kondansatörleri  devreye  alıp  çıkarırlar.  Böylece  elle  kumanda  sağlanmış  olur.

 

ENTES  RG  SERİSİ  REAKTİF  GÜÇ  KONTROL  RÖLELERİ                   

 

Reaktif  Güç  Rölelerinin  Temel  Özellikleri:

1.    Modern  malzemelerle  imal  edilen  röleler  uzun  çalışma  ömrüne  sahiptir.

2.    Harici  ısı  değişimlerine  ve  harici  manyetik  etkilere  karşı  duyarsızdır.

3.    Ön  paneldeki  LED’ ler  kompanzasyon  konumlarını  sürekli  gösterir.

4.    Devredeki  kondansatörler  ön  paneldeki  LED’ lerden  kolayca  görülebilir.

5.    Ön  paneldeki  butonlarla  kondansatörler  manuel  olarak  devreye  alınıp  çıkarılabilir.

6.    Kademeler  arası  gecikme  8 – 15 sn. dir.

7.    Röle  direkt  olarak  380 V  ve  50 Hz’ e  bağlanabilir,  ayrıca  bir  elemana  ihtiyaç  göstermez.

8.    Gerilim  kesilmesinde  tüm  kondansatörler  devre  dışı  bırakılır. Gerilim  yeniden  geldiğinde  gerekli  kademeler  ihtiyaca  göre  devreye  alınır.

9.    Reaktif  güç  kontrol  rölesi,  panoya  önden  montajı  uygundur.

10. Boyutları : 144 x 144 mm’ dir.       

 

 

 

Kullanım  ve  Çalışma  Prensibi:

Röleler,  reaktif  akımın,  ölçülen  reaktif  güçle  orantılı  olması  prensibine  bağlı  olarak  çalışır.  Harici  bir  yardımcı  gerilim  gerektirmez. Besleme  gerilimi  cihaz  içindeki  besleme  trafosundan  alınır. Elektronik  devre  ve  çıkış  rölelerini  besler.

 

Ölçme  Devresi:

İşletmedeki  reaktif  akımı  algılayarak  ölçer. Bu  ölçme  devresi  cihaz  içinde  yer  alan akım-gerilim  trafoları  ve  elektronik  devreden  oluşmuştur. Reaktif  akımla  doğru  orantılı  olan  gerilim  düşümü ,   bir   karşılaştırma   devresinde   ayarlanmış   olan

C / k  değerine  uygun  olarak  değerlendirilir.  Akımın  endüktif  veya  kapasitif  olduğunu  belirleyerek  zaman  devresini  kumanda  eder.

 

Zaman  Devresi:

Ölçme  devresinden  gelen  uyarıya  göre  çalışır  ve  çıkış  rölesini  kumanda  eden  Lojik  kontrol  ünitesini  kontrol  eder.

 

Lojik  Kontrol  Ünitesi:

Zaman  devresinden  gelen  darbelere  göre  çıkış  rölelerini  devreye  alır,  yada  çıkarır.

 

Çıkış  Devresi:

Röle  kontaklarından  oluşur. Direkt  olarak  kondansatörleri  kumanda  eden  komuta  eder.

 

Cosj Metre:

Özel  bir  elektronik  ölçme  devresi  ilavesiyle  cihaz  içine  bir  Cosj metre  yerleţtirilmiţ  ve  Cosj  ölçümleri  için  ekonomik  bir  çözüm  getirilmiţtir. Ölçme  bölgesi  ( 0.8 kapasitif,  1-0.4 endüktif )

 

Aşırı  Gerilim  Rölesi:

440 V  AC  gerilimde  harekete  geçerek;  sabit  grup  dahil  tüm  kondansatörleri  devre  dışı  bırakarak,  kondansatörlerin  aşırı  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  işlem  gerektirmeden  sağlamak  için,  baştan  al  baştan  bırak  sisteminde  çalışırlar. Bu  tip  röleler,kondansatör  bataryalarını  devreye  alırken  veya  çıkarırken,  1. kademeden  başlayarak,  geniş  bir  adımlama  seçeneği,  yani  kondansatör  gruplama  olanağı  sağlarlar.

 

Anahtarlama  Programı:

Anahtarlama  işlemi,  alma  ve  bırakma  sırasında  baştan  sona  doğrudur. Kademelerdeki  kondansatör  güçlerinin  seçimi  önemlidir.

 

 

 

Bu  seçim  için  şu  kurala  uyulur:

Herhangi  bir  kademedeki  kondansatör  gücü,  kendinden  önceki  kademe  güçleri  toplamından  en  çok  1. kademe  gücü  kadar  fazla  olabilir. Örnek  olarak  1. kademe  gücü  x kVAr  seçilmişse,  kurulabilecek  en  yüksek  güç  sıralaması:

x : 2x : 4x : 8x : 16x : 32x : 64x            

1.kademeye  en  düşük  güçteki  batarya  bağlanmalıdır,  diğer  kademeler  bu  gücün  tam  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  için  önem  taşır.

     

Çalışma  Bölgesi  Ayarı ( % 100  Potansiyometresi ):        

Bu  potansiyometre,  rölenin  çalışma  bölgesini  belirler. Ayar,  işletme  koşullarına  bağlı  olarak  yapılır. %  potansiyometresi  ile,  rölenin  duyarsız  olduğu  aralık,  güç  ekseninde  kapasitif  ve  endüktif  bölgelere  kaydırılabilir. Bu  aralık,  1. kademe  kondansatör  gücü  ile  belirlenir. % 0 - % 100  skala  değerleri  arasında  yapılan  ayar  ile,  hedeflenen  ortalama  Cosj  değerine  ulaşılır.

Normal  koşullarda  aşırı  kompanzasyon  istenmez. Bu  nedenle  rölenin  çalışma  bölgesi  endüktif  yönde  kaydırılır.

·      % 0     :  Röle  endüktif  ve  kapasitif  bölgelerde  simetrik  çalışmaktadır.

·      % 50   :  Röle  endüktif  bölgede  çalışmaktadır.

·      % 100 :  Röle  tamamıyla  endüktif  bölgede  çalışmaktadır.

Röle  bu  bölge  içinde  kalan  reaktif  güç  değişimlerine  cevap  vermez. Bu  bölgenin  genişliği  1.3 x C / k  kadardır. Röle  1.  kademe  gücünün  0.65’ ini  aşan  değerlerde  etkinleşir.

 

Anahtarlama  Programı  ve  Röle  Tipi  Seçimi:       

Uygun  röle  seçiminde  işletmenin  işletmenin  endüktif  yük  karakteristiği  önemlidir. Büyük  güçlü  endüktif  yüklerin  bulunduğu  işletmelerde  az  adımda  yüksek  güçlü  kondansatör  bataryaları  ile  kompanzasyon  yapılabilir. Küçük  endüktif  yüklerin  sık  sık  devreye  girip  çıktığı  işletmelerde  ise,  küçük  güçlü,  çok  kademeli  sistemler  uygun  sonuç  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  ihtiyaç  vardır. Akım  bilgisinin  alındığı  trafo  seçimi  çok  önemlidir.  

            Akım  trafolarından,  etiketlerinde  yazılı  akım  değerlerinin  0.1  katından  çok,  1.2  katından  az  akım  geçtiği  zaman,  hatasız  çalışırlar. Bu  nedenle  akım  trafoları  ne  çok  büyük  ne de  çok  küçük  seçilmelidirler.

IN = Paktif  / Ö3 .UN 

Örneğin;  bir  tesiste  aktif  güç  60 kW,  şebeke  gerilimi  380 V  ise  işletmenin  nominal  akımı,

            _

IN = 60.000 / Ö3 . 380 = 91 A’ dir.

 

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

 

Örnekte  100 : 5’ lik  akım  trafosu  kullanmak  yeterlidir.         

 

Rölenin  Bağlanması:

·      Röle  bağlanmadan  önce  bağlantı  şeması  dikkatle  incelenmelidir.        

·      Akım  trafosu  ana  şalter  çıkışına  veya  ana  giriş  sigortalarından  birinin  ayağına  bağlanır. En  çok  karşılaşılan  hata,  akım  trafosunun  kompanzasyon  panosundan  sonra  bağlanmasıdır. Bu  durumda  röle  çalışmaz. Akım  trafosu  daima  kondansatörlerden  önce  ve  işletmenin  ilk  girişine  bağlanmalıdır.

·      Akım  trafosunun  bağlı  olduğu  faz  R  ise  rölenin  4 ve 5  nolu  klemenslerine  S  ve  T  fazları  bağlanmalıdır.

·      Eğer  röle  ve  Cosj metre  beraber  kullanılıyorsa  her  ikisi  için  bir  akım  trafosu  yeterlidir.

 

Rölenin  İşletmeye  Alınması:

1.    % ayar  düğmesi  0.50’ ye  getirilir. ( TEK’ in  öngördüğü  değerdir.)

2.    Röle  otomatik  konumuna  alınır.

3.    C / k  ayar  düğmesi  0.05’ e  alınır. Devreye  endüktif  bir  yük ( örneğin  motor )  alınır. Röle  üzerindeki  İnd  ışığı  yanmalıdır. Kap  ışığı  yanıyorsa  4 ve 5  nolu  uçlar  ters  çevrilir.

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

Pratikte,  şebeke  gerilimi  ve  eleman  toleransları  nedeni  ile  C / k’ yı  tekrar  ayarlamak  gerekebilir. Örnek  tesiste,  C / k  0.25’e  alınır. 1. Adımdaki  kondansatör  gücünün  karşılayabileceği  kadar  bir  yük  devreye  alınır. Röle  manuel  konuma  getirilir  ve  el  ile  1. adımdaki  kondansatör  devreye  sokulur. Bu  durumda  Cos j  0.90  değerini  geçmiş  olmalıdır. Eğer  geçmişse,  röle  otomatik  konuma  alınır. Normal  ışığı  yanmalıdır. Yanmıyorsa  C / k  düğmesi  sağa  doğru  çok  az  çevrilmelidir. 5 s  bekledikten  sonra  normal  ışığı  yanmadıysa  tekrar  çok  az  sağa  çevrilip  beklenmelidir. Normal  ışığı  yandığı  anda  rölenin  ayarı  tamamlanmıştır.

 

Karşılaşılabilecek  Sorunlar:

 

a)Röle  sürekli  kondansatör  alıyor,  devrede  sürekli  kondansatör  olup  aşırı  kompanzasyon  olduğu  halde ( Cosj metre  kapasitif  gösterecektir.)  çıkarmıyor.

 

Çözüm:

·      Akım  trafosu,  hem  yük  hem de  kondansatör  akımlarını  sezecek  biçimde  bağlanmamıştır. Akım  trafosundan  yük  ve  kondansatör  akımlarının  geçmesi gerekir.                                                                             

·      Kompanzasyon  panosunu  besleyen  güç  kablosu  akım  trafosundan  önce  alınmıştır.

 

b)  Sistem yükü  endüktif  olduğu  halde  röle  kondansatör  almıyor.

 

Çözüm: 

·      Rölenin  4 ve 5  nolu  klmenslerine,  akım  trafosunun  bağlı  olmadığı  diğer  iki  faz  yerine,  akım  trafosunun  bağlı  olduğu  faz  bağlanmıştır. Fazlar  yer  değiştirilir.   

 

c)  Röle  çalışıyor,  kademelerin  devreye  girdiği  röle  üzerinde  ışıklardan  belli  oluyor. Kontaktörler  çekiyor  ancak  Cosj  yükselmiyor  ve  röle  kondansatör  almak  istiyor.

 

Çözüm:

·      Kondansatör  sigortaları  atmıştır.

·      Kontaktör  kontakları  kirlenmiştir.

·      Kondansatörler  değer  kaybetmiştir.

·      Kurulu  kondansatör  gücü,  tesisin  kompanzasyonuna  yetmemiţtir.

·      Kondansatör  ilavasi  gerekmektedir.

 

d) Aynı  akım  trafosundan  hem  röle,  hem de  Cosj metre  besleniyor  fakat  her  iki      cihazda  düzgün  çalışmıyor.

 

Çözüm:

·      Bağlantı hatası vardır. (Röle ve Cosj metre akım devreleri seri bağlanmalıdır.)

·      Akım  trafosu  büyük  seçilmiştir.

·      Cosj metrenin  gerilim  devresi,  akım  trafosu  ile  aynı  fazda  olmalıdır.        

 

Teknik  Özellikler:

 

İşletme  Gerilimi ( Un )              : 380 V

İşletme  Aralığı                                      : ( 0.8 - 1.2 ) x Un

İşletme  Akımı                                      : .... / 5 A

İşletme  Akım  Sınırları ( In )                 : (0.1 - 1.1 ) x In

İşletme  Frekansı                                  : 50 Hz

Güç  Harcaması                                    : Akım     2 VA

                                                              Gerilim  6 - 12 VA

  Kademe  sayısına  bağlı  olarak.

Çıkış  Kontağı                                      : 1500 VA  220 V

Sıfır  Gerilim                                         : Gerilim kesintisinde bütün kademeler devre dışı.    

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  20

Bağlantı                                                : Terminal  bağlantı

Boyut                                                   : 144 x 144 mm

Pano  Delik  Ölçüleri                             : 140 x 140 mm

Ağırlık                                                  : 1.8 kg

ELCONTROL   REAKTİF  GÜÇ  KONTROL  RÖLESİ  PFRMD

 

PFRMD  Mikroişlemci  kontrollü  otomatik  güç  faktörü  regülatörü  olup  144 x 144 mm  ölçülerinde  imal  edilmiştir. PFRMD  üç  fazlı  düşük  voltajda  220,  380,  415  V AC  ve  aynı  zamanda  yüksek  gerilimde  akım  ve  gerilim  trafoları  kullanılarak  çalıştırılabilir.

PFRMD  sürekli  olarak  yükün  çektiği  reaktif  gücü  ölçer  ve  mikroişlemci  sayısal  devresi  Cosj ’ yi  setlenen  değerde  tutmak  için  gerekli  olan  kondansatör  kademelerini  devreye  alır  veya  devreden  çıkarır. PFRMD,  kondansatörleri  optimum  şekilde  kullanır. Kademelerden  istenen  kombinasyonlar,  minimum  operasyon  ile  en  kısa  sürede  dönüşümlü  elde  edilir. Top-up  fonksiyonu  sayesinde  operasyon  sayısı  önemli  ölçüde  azalır  ve  aynı  zamanda  güç  faktörüde  istenen  değerde  kalır. Mikroişlemciler  ve  software  ELCONTROL  tarafından  geliştirilmiş  en  son  teknolojidir. Regülasyon  ve  alarm  sistemleri  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  başlangıcında  bir  saatlik  çalışma  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  çalışır. Bu  prensipler  sistemin  ömrünü  belirler.

 

Kademe  Operasyonlarının  Sayısının  Eşitlenmesi:

PFRMD,  her  kademenin  operasyon  sayısını  objektif  olarak  sayar  ve  her  zaman  en  gerekli  kademeleri  devreye  alır. Bu  önemli  ölçüde  işlem  sayısını  azaltır  ve  tüm  sistemin  daha  uzun  ömürlü  olmasını  sağlar.

 

Kondansatörlerin  Dinlenmesi: 

PFRMD  kademeleri  devreye  alırken,  kademelerin  en  az  iki  daikka  önce  devre  harici  edilmiş  olmasına  dikkat  eder. Bu da  kısmen  yüklü  olan  kondansatörlerin  üzerindeki  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  karşılaştırır. Her  kapasite,  Cosj ’ yi  setlenen  değerde  tutmak  için  kullanılır. Eğer  reaktif  güç  talebi  minimum  düzeyde  tutulursa  gereksiz  şekilde  kademeleri  devreye  alma  yada  çıkarma  işlemi  yapılmaz.

 

Sistemin  Sürekli  Kontrolü: 

PFRMD  mantığı,  her  kademenin  devreye  alınmasını  ve  devreden  çıkarılmasını  kontrol  eder  ve  bunların  ölçümlerini  ilk  başlangıç  değerleri  ile  karşılaştırır.

·      Arızalı  yada  yetersiz  kademeleri  belirler.

·      Zayıf  kontaktan  dolayı  normal  çalışmayan  kontaktörleri  olan  kademeyi  tespit  eder. Her  iki  durumda da  PFRMD  otomatik  olarak  o  kademeyi  devre  dışı  kabul  eder  ve  sisteme  dahil  etmez

        

Harmonik  Aşırı  Yük  Koruması:

Rms’ yi  doğru  ölçebilen  ve  sistemin  harmonik  oluşumlarını  sürekli  belirleme  özelliğine  sahip  PFRMD  iyi  bir  ekipmandır. PFRMD  sistemi  sürekli  gözlemleyerek  harmonik  limitini  hiçbir  zaman  kondansatörler  için  tehlike  oluşturacak  miktara  çıkarmaz.  Eğer   rms   akımı   %  20 ’  den    (   programlanan    değer   )    fazla    olursa

( harmonikten  dolayı )  ve  bu  iki  dakikadan  fazla  sürerse  röle  otomatik  olarak  hızlı  bir  şekilde  tüm  kademeleri  devre  dışı  eder. Sistem  normal  duruma  dönünce  operasyon  devam  eder. Bu  durum  bir  saatte  altı  defa  tekrar  ederse  PFRMD  tüm  kademeleri  devreden  çıkarır  ve  alarm  rölesini  enerjiler.  Operatör  gelip  resetleyinceye  kadar  devreye  girmez.

 

Rezonans  Kontrolü:

PFRMD  tehlikeli  rezonans  sinyallerini  ve  özellikle  aşırı  güçlenmiş  5. ve 7. Harmonikleri  belirler ki  bunlar  her zaman  tehlikeli  değildir. Herhangi  bir  duruma  karşı  kullanıcıyı  uyararak  daha  dikkatli  bir  çalışmaya  yardımcı  olur.

Ne  zamanki  rms  akımı  % 50’ yi  ( programlanan  değer )  aşarsa  PFRMD  rezonans  durumunun  oluştuğuna  karar  verir  ve  1 s  içinde  tüm  kademeleri  hızlı  bir  şekilde  devre  dışı  bırakır.  Normal  şartlar  oluşunca  çalışmaya  devam  eder. Eğer  bu  durum  bir  saatte  altı  defa  tekrar  ederse  PFRMD  tüm  kademeleri  devreden  çıkarır  ve  alarm  rölesini  enerjiler. Operatör  gelip  resetleyinceye  kadar  devreye  girmez. 

 

TEKNIK  ÖZELLIKLER:

 

Genel  Özellikler:

·      Voltaj  giriţi,  750 V AC  + / - 10 % ( 50 / 60 Hz )

·      Akım  girişi,  x / 5 A ( 50 / 60 Hz )

·      Giriş  empedansı,  4 MOhm

·      Güç  sarfiyatı,  max.  0.2 VA

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

·      Voltaj  ölçüm  sisteminde  sıfırlama  yoktur.

·      Filtresi  darbelere  karşı  normal  çalışmasını  sağlar.

·      Çıkış  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 İÇİN GEREKLİ KONDANSATÖR GÜCÜ HESABI             

 

Endüktif karekterli bir empedans için çizilmiţ güç üçgeni

 

                                  Q          

AOC ‘de ; tg j 1 = –––––                    è        Q = P. tg j 1

                                  P

 

                               Q-Qc

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

                                  P

 

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

 

Qc = Vc . Ic .Sin j c

 

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

 

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

 

            P. tg j 1- P. tg j 2

C = –––––––––––––––––––   [ F ]  ( Farad )

                W . C .Vc ²

 

Tam kompanzasyon

                                                                                  P.tg j 2

Cos j 2 = 1      è        j 2 = 0             è        C = ––––––––––         è        Qc = P.tg j 2

                                                                                    W.Vc²

 

YÜK  ANALİZİ

 

Yük  analizinde  amaç,  projelendirme  aşamasında  tesiste  kullanılacak  olan  ve  kompanze  edilmesi  gereken  yüklerin,  güç  ve  güç  faktörü  yönünden  çok  iyi  etüd  edilmesidir. Projelendirmede  yükleri  aşağıdaki  gibi  sınıflandırabiliriz;

 

1-PROSES  GÜÇLER:  Proses  güçler,  tesisin  üretimine  direkt  olarak  katkısı  olan,  her  türlü  elektrik  makinalarından  oluşur.  Bunlar,  üretim  ile  ilgili  yüklerdir.

Örneğin;  Coca  Cola  fabrikasındaki  şeker  silosu,  dolum  tesislerinin  kompresörü,  Tekstil  fabrikasındaki  dikiş  makinaları,  kesim  makinaları  vb... 

 

2-MEKANİK  GÜÇLER:  Her  tesiste  bulunabilen  ve  kullanıldığı  tesislerde  aynı  görevi  üstlenen  elektrik  motorlarından  oluşur.

Örneğin;  Isıtma  sistemlerinin  kazanları,  egzost  sistemleri,  klimalar,  hidroforlar  vb...

 

3-AYDINLATMA  GÜCÜ:  Tesiste  kullanılan  aydınlatma  armatürü  ve  lambalara  göre  farklılık  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  oluşur. Yük  analizinde  yükler,  güçlerine  göre  değil;  işletmedeki  fonksiyonlarına  göre  ayırt  edilir.  Böylece  daha  doğru  ve  fonksiyonel  bir  kompanzasyon  yapılmış  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.

İyi  bir  kompanzasyon  için  ulaşılması  gereken  Cosj  değeri  0.95  olmalıdır. Kompanzasyon  için  gerekli  kondansatör  gücü  tablosundan  mevcut  Cosj1  değerinden  arzu  edilen  Cosj2  değerine  ulaşmak  için  ( tgj1-tgj2 )  fonksiyonuna  karşılık  düşen  k  katsayısı  alınarak,  aktif  güç  ile  çarpılır  ve  gerekli  kondansatör  gücü  hesaplanır.

           

ÖRNEK:

Aşağıdaki  örnekte  yazılı  rakamlar  herhangi  bir  uygulamada  kullanılmayıp  sadece  kompanzasyon  hesap  mantığının  kavranması  ve  kolay  anlaşılması  amacıyla  verilmiştir.   

 

Q =  ( tgj 1 – tgj 2 ) . P = k . P      

 

Proses  güçler:

Makine 1      3 kW       Cosj 1 = 0.84  Cosj  2 = 0.95             k = 0.32           Q =   0.96 kVAr

Makine 2      4 kW      Cosj 1 = 0.84   Cosj  2 = 0.95 k = 0.32           Q =   1.28 kVAr

Makine 3    15 kW      Cosj 1 = 0.86   Cosj  2 = 0.95             k = 0.26           Q =   3.90 kVAr

Makine 4    45 kW       Cosj 1 = 0.88  Cosj  2 = 0.95 k = 0.21           Q =   9.45 kVAr

Makine 5  110 kW       Cosj 1 = 0.88 Cosj 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   Cosj 1 = 0.70  Cosj 2 = 0.95  k = 0.69           Q =   0.1725 kVAr

Makine 2     0.55 kW   Cosj 1 = 0.75  Cosj 2 = 0.95 k = 0.53           Q =   0.2915 kVAr

Makine 3     2.20 kW   Cosj 1 = 0.83  Cosj 2 = 0.95  k = 0.32           Q =   0.7040 kVAr

Makine 4     5.50 kW   Cosj 1 = 0.85  Cosj 2 = 0.95  k = 0.26           Q =   1.4300 kVAr

Makine 5   45.00 kW  Cosj 1 = 0.88   Cosj 2 = 0.95  k = 0.21           Q =   9.4500 kVAr

Makine 6   90.00 kW  Cosj 1 = 0.88   Cosj 2 = 0.95 k = 0.21           Q = 18.9000 kVAr

Makine 7 132.00 kW  Cosj 1 = 0.88   Cosj 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     Cosj 1 = 0.45 Cosj 2 = 0.95  k = 1.65   Q = 412.5 kVAr

Civa  buh.arm.gücü   170 kW Cosj 1 = 0.60  Cosj 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  Cosj 1 = 0.80   Cosj 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  beslendiği  düşünülürse;

Trafonun  boşta  çalışma  kayıplarını  kompanze  etmek  için  sisteme  konması  gereken  sabit  kondansatör  gücü  50 kVAr  olmalıdır.

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

            Toplam  Kondansatör  Gücü = 657.225 kVAr   bulunacaktı.  Bu  durumda   kompanzasyon  yetersiz  kalacak  ve  işletme  reaktif  enerji  bedeli  ödemek  zorunda  bırakılacaktı.  Fakat  yük  analizi  metodu  ile  tesis  için  optimum  kompanzasyon  yapılmaktadır.     

             Toplam  kondansatör  gücünü  770 kVAr  kabul  edelim.  50 kVAr’ lık  grup  sabit  olarak  seçildiğinden  direkt  olarak  trafonun  sekonderine  bağlanır.  Geriye  kalan  720 kVAr  ise  7  kademeli  reaktif  güç  rölesi  kullanılarak,   1-2-3-3-3-3-3-3  esasına  göre   40-80-120-120-120-120-120  şeklinde  adımlandırılabilir.

 

KOMPANZASYON  MALİYETİ :     

 

Yukarıdaki  örnek  için  kompanzasyon  maliyeti  hesaplanırken  1 kVAr  güç  için  6.500.000 TL.  baz  alınacaktır.  Bu  fiyata  kompanzasyon  panosu,  reaktif  güç  kontrol  rölesi,  kondansatör  bataryası,  kontaktör,  sigorta,  pako  şalter,  akım  trafosu,  farklı  kesitlerde  kablolar,  kablo  pabuçları,  klemensler,  sinyal  lambaları  ve  montaj  işçiliği  dahildir.

 

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

 

Tesis  Toplam  Gücü = 950 ( kW ) 

 

Günlük  Çalışma  Saati = 8 ( saat )

 

Haftalık  Çalışma  Saati = 40 ( saat )

 

Aylık  Çalışma  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  tüketimine  eşit  alındı. )

 

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

 

      Kompanzasyon Maliyeti + Aylık Aktif Enerji Tüketim Bedeli

t = –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

     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 è 1.5 Ay  bulunur.