ELEKTRİK ŞEBEKELERİNDE REAKTİF GÜÇ KOMPANZASYONU - PDF
1 ELEKTRİK ŞEBEKELERİNDE REAKTİF GÜÇ KOMPANZASYONU Dünyamızın son yıllarda karģı karģıya kaldığı enerji krizi, araģtırmacıları bir yandan yeni enerji kaynaklarına yöneltirken diğer yandan daha verimli sistemlerin tasarımlanması ve kurulmuģ olan enerji kaynaklarının en verimli Ģekilde kullanılması yönünde 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 petrol krizi nedeniyle bu 4 özelliğin sağlanmasında güçlüklerle karģılaģılmıģtır. Petrol krizi yanında ülkemize has bazı hususlarda eklenince önce enerji yetmezliği bununla beraberde güç yetmezliği baģ göstermiģtir. Bu yetmezliklerin olumsuz etkilerini gidermek 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 gerektiğinden ancak yerel bazı sağlayabilmiģtir. Elektrik enerjisinin, asrımızın en yaygın kaynaklarından biri olarak üretildiği, santralden en küçük alıcıya kadar dağıtımında en az kayıpla taģımanın yolları ve hesapları yapılmaktadır. Dünyamızda elektrik enerjisine ihtiyacın her geçen gün biraz daha artması, enerji üretiminin biraz daha pahalılaģması, taģınan enerjinin de kaliteli, ucuz ve hakiki iģ gören aktif enerji olmasını daha zorunlu kılmaktadır. Güç sistemlerinde iģletmeyi kolaylaģtırmak, verimliliği arttırmak ve enerji tutumluluğunu sağlamanın en etkin önlemlerinden birini Reaktif Güç Kompanzasyonu oluģturmaktadır. ALÇAK GERİLİMDE KOMPANZASYON Elektrik Ģebekelerinde abone gücü arttıkça reaktif yüklerde çok hızlı bir Ģekilde artmaya devam etmektedir. Bunun neticesi olarak ta güç katsayısı ( Cos ) arasında 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 yüklerin kompanze edilmesi zorunlu hale gelmiģtir. ġehir Ģebekelerindeki örnekler göstermiģtir ki çıkıģ dağıtım fiderlerinde genelde ortalama 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 merkezleri üzerindeki irili ufaklı motor ve Neon ıģıklarının artmasıdır.
2 Sosyal hayatın geliģmesi ile baģlayan refah; Buzdolabı, çamaģır makinası, klima vs. gibi ısıtma, havalandırma ve soğutma cihazlarının kullanımını arttırmıģ ve bu durum günümüzde reaktif enerji tüketimini arttırmıģtır. Kompanzasyonda genel kaide olarak en gerçekçi yol; reaktif akımlar kendilerini tüketen cihazlara en yakın noktada üretilmelidirler. Bu durumda abonelerden baģlayarak dağıtım hatlarından itibaren üretim kaynağına kadar söz konusu cihazlar için gerekli reaktif 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 TÜKETİCİYE FAYDALARI Tüketici, tesisini kurarken güç faktörünü düzeltecek önlemleri alırsa veya mevcut tesisin güç faktörünü düzeltirse; Gereksiz yatırım yapmamıģ olur. Kayıpları azalır. Gerilim düģümü 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 ) 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 ve akımın gerilime göre faz durumunu tayin ederler. Bunun için 3 hal mümkündür:
3 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. Akım vektörel olarak gerilime göre açısı kadar ileridedir. 2..f.L = WL ( Ohm ) Xc = 1 / 2..f.C = 1 / Wc ( Ohm ) XL = 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 2 ~ 1.41 alınmalıdır. ENDÜKTİF DİRENÇ 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, sanki yanındaki 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 akmasına engel olacak Ģekilde durum göstermektedir ve gerilim ile akım arasında bir faz kayması mevcuttur.
4 ġebekeye bağlı bir alıcı, eğer bir motor, bir transformatör, bir fluoresan lamba ise, bunlar manyetik alanlarının temini için bağlı oldukları Ģebekeden bir reaktif akım çekerler. FAZ FARKI OLAN AKIMIN AKTİF VE REAKTİF BİLEŞENLERİ Gerilim ile akım arasındaki faz farkını akımı bileģenlerine ayırarak izah etmek mümkündür. I alternatif akımın aktif = Iw, reaktif = Ib bileģenleri, birbirine paralel bağlı aktif ve reaktif dirençlerin üzerinden geçen akımlardır. Iw = U / R = I. Cos I = U / Z = Iw ² + Ib ² Ib = U / X = I. Sin 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. Cos = S. Cos ( W ) Reaktif Güç Q = U. Ib = U.I. Sin = S. Sin ( VAR ) P = S. Cos de aktif güç zahiri gücün Cos ile çarpılmasıyla elde edildiği için Cos ye aktif güç katsayısı veya kısaca güç katsayısı adı verilmektedir.
5 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 alıcıya kadar beraberce akmakta, iģ yapmayan, sadece motorda nagnetik alan doğurmaya yarayan reaktif akım, havai hatta, trafoda, tablo, Ģalterler ve kabloda lüzumsuz yere kayıplara sebebiyet vermektedir. Bu kayıplar yok edilirse, Ģüphesiz 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 bakıģta reaktif akımın santralden alıcıya kadar taģınması, büyük ekonomik kayıp olarak görünmektedir. Genellikle enerji dağıtım Ģebekelerinde lüzumsuz yere taģınan bu enerji, taģınan aktif enerjinin % 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 taģınmasından, yükünden arınmıģ olacaktır.
6 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 ise ancak P = U.I.Cos aktif enerjiyi almaktadır. REAKTİF 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 kalkınca tekrar 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 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 ) : Faz açısı Aktif akım : Ip = I.Cos Reaktif akım : Iq = I.Sin Hat akımı : I = / Ip + Iq
7 Aktif güç : P = S.Cos Reaktif güç : Q = S.Sin 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 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 ile kontrol edilemez, bunu kaydetmek için ayrı bir reaktif enerji sayacına ihtiyaç vardır. REAKTİF GÜÇ GEREKSİNİMİ Güç faktörü düzeltmede baģlangıç noktası, yük karakteristiğinin tam olarak belirlenmesidir. ĠĢe güç sistemi yönünden bakıldığında, sistemin en fazla zorlandığı yükteki güç faktörünün bilinmesi yeterlidir. Türkiye de müģteri gruplarının puant yükteki güç faktörleri üzerinde yapılmıģ çalıģmalar 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-ENDÜSTRİYEL KURULUŞLAR Endüstriyel kuruluģların güç faktörlerinin arasında değiģtiği, alt sınırın ark ocakları, kaynak makinaları veya küçük elektrik motorları kullanan ve aydınlatmanın fluoresan lambalarla yapıldığı kuruluģlarda, üst sınırın ise büyük güçte motor kullanan, aydınlatmanın da cıva buharlı lambalarla yapıldığı kuruluģlarda tekabül ettiği gözlenmiģtir. 2-MESKENLER Yapılan ölçmelerde güç faktörünün yaģam standartları ile doğrudan bağlı olduğu gözlenmiģtir. Ülkemizde meskenlerde elektrik enerjisini genellikle aydınlatma (akkor veya fluoresan lamba) ve birazda ısıtma için kullanıldığı düģünülürse bunun sebebi ortaya çıkmaktadır. 3-TİCARETHANELER Ticarethanelerin yükleri aydınlatma ve küçük elektrik motorlarından oluģmaktadır. Ticarethaneleri bürolar ve alıģveriģ merkezleri olarak ayırırsak; alıģveriģ merkezlerinin güç faktörleri , büroların ise 0.88 olarak ölçülmüģtür. 4-RESMİ DAİRELER
8 Resmi dairelerde ana yükü aydınlatma oluģturmakta, dolayısıyla güç faktörü aydınlatmanın türüne bağlı olarak değiģmektedir. Yalnız fluoresan lamba kullanılan dairelerde 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 aydınlatmada güç faktörü 0.86 olarak belirlenmiģtir. REAKTİF GÜÇ VE GÜÇ FAKTÖRÜ REAKTİF GÜÇ TÜKETİCİLERİ Magnetik veya statik alanla çalıģan bütün elektrikli araçlar Ģebekeden aktif güç yanında 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 REAKTİF 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 tercih edilirler. Kompanzasyon tesislerinde 2 tip kondansatör kullanılır; Yağlı Tip Kondansatör: Belli peryotlarda bakım gerektirirler. ( Suyunun değiģmesi vb..) Kuru Tip Kondansatör: Bakım gerektirmezler. En kötü yanı harmoniklerinin fazla olmasıdır.
9 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 Ģöyle özetlenebilir: ÜRETİCİ YÖNÜNDEN Kurulacak bir tesiste: Generatör ve transformatörlerin daha büyük güçte seçilmesine, Ġletkenlerin daha kalın kesitli olmasına, cihazlarının daha büyük ve hassas olmasına neden 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. TÜKETİCİ 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. ŞEBEKENİN A.G. TARAFINDA KOMPANZASYON MüĢteriler açısından kompanzasyonun A.G. tarafında gerçekleģtirilmesi büyük avantajlar sağlar. Çünkü büyük sanayi tesislerinde dahi A.G. kompanzasyon tesislerinin sayısı fazla değildir. Derli toplu olup, iģletilmeleri ve bakımları kolaydır. Bundan baģka ekonomik açıdan değerlendirildiğinde kullanılan tüm cihazlar gerek fiyat olarak ve gerekse de kapladıkları hacim itibarı ile oldukça avantaj temin eder. ġehir ve kasaba Ģebekelerinde kompanzasyon tesisinin A.G. de yapılması iģletme ve bakım açısından büyük zorluklar taģımaktadır. Bu nedenlerden dolayı Ģehir ve kasaba Ģebekelerinde O.G. de kompanzasyon yapmak tercih edilebilir. Zira bu durumda kompanzasyon tesisi sayısı oldukça sınırlı olacaktır.
10 Ancak köy Ģebekelerinde kompanzasyon yapılması gerektiğinde A.G. de kompanzasyon yapmak daha uygundur. Çünkü köy Ģebekeleri, trafo sayısı bakımından oldukça sınırlıdır. A.G. de kompanzasyon belli baģlı 3 Ģekilde düzenlenir ; Alıcıların müstakil kompanzasyonu Grup kompanzasyonu Merkezi kompanzasyon ALICILARIN MÜSTAKİL KOMPANZASYONU Sürekli olarak iģletmede bulunan büyük güçlü abonelerin reaktif enerji gereksinimlerini 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 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, düģük devirli motorlar, daha yüksek mıknatıslanma akımı çekerler. BoĢta çalıģan motor ise, Ģebekeden hemen hemen yalnız mıknatıslanma akımı çeker. ġu halde düģük devirli motorların güç katsayıları da daha düģüktür. Yıldız Üçgen Ģalterlerle yol verilen asenkron motorlara yapılan kompanzasyonda 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 geçme esnasında çok kısa süreli olarak Ģebekeden ayrılırlar ve üçgen durumunda fazlar ters olarak tekrar Ģebekeye bağlanırlar. Dolayısı ile bu durum darbe akımları meydana getirir. Bu da motorun, kondansatörlerin ve bağlama elemanlarının aģırı zorlanmasına yol 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 aģırı kompanzasyondan baģka devreden ayrılmıģ olup kinetik enerjisi ile dönmekte olan motorda kendi kendini uyarma olayı baģ gösterir. Motor Ģebekeden ayrıldığı anda kinetik enerji ile dönmeye devam eder. Kondansatörden gerekli uyarma akımını çekerek bir müddet daha generatör olarak çalıģmaya 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 kalkıģ anında Ģebekeden kısa süreli (yaklaģık 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 karģılayacak gerekli güçte kondansatör bataryası devreye girene kadar motor yol almıģ olur ve nominal güçte çalıģmaya baģladığı için Ģebekeden kalkıģ anına göre daha az reaktif güç çeker.
11 Bu olay sırasında tesisin reaktif enerji sayacı hızla döner, kompanzasyon amacına ulaģmamıģ 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 Ģebekesinden 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 değiģebildiğinden, kompanzasyon için gerekli kondansatör gücü, en büyük reaktif güç ihtiyacına göre seçilmez. Aksi halde düţük yüklü saatlerde aģırı kompanzasyon baģ gösterebilir ve transformatörün sekonder uçlarında gerilim yükselebilir. Ayrıca Ģebeke geriliminde harmoniklerin mevcut olması halinde, kondansatör Ģebekeden aģırı akım çekerek transformatörü aģırı yükleyebilir. Transformatörlerin kompanzasyonunda kullanılacak 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 gerekli kondansatör güçleri aģağıdaki 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 ) AYDINLATMADA KOMPANZASYON
12 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 Ģekilde 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 deģarjı ile ıģık yaymasına denir. Bu lambalar 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 aydınlatmada kullanılmamaktadır. Bu yüzden kompanzasyon hesabına direkt etkileri yoktur, ihmal edilebilirler. Daha ziyade ölçme aygıtlarının kadranlarını aydınlatmak, pasif korunmada ıģıklı sinyaller oluģturmak ve yatak odalarında loģ bir aydınlatma sağlamak gibi amaçlarla kullanılırlar. 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 ıģıktan daha ziyade ısı verdiklerinden gün geçtikçe kullanımı azalmaktadır. 3 - DeĢarj Lambaları : Fluoresan lambalar ile Civa buharlı ve Sodyum buharlı lambalar Ģebekeye ancak bir Balast ve Ignitör ( ateģleyici ) yardımı ile bağlanırlar. Balast, bir empedans yada 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 ömürleri dolayısıyla bu lambalar günden güne yaygınlaģmaktadır. Ayrıca akkor lamba gibi basit bir duya vidalanabilen, balastı ile deģarj hücresini kapsayan fluoresan lambalar ( PL serisi PHILIPS ) geliģtirildiğinden, deģarj lambalarının hızla yayıldığı söylenebilir. Bu yüzden 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 ototransformatörle 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;
13 ancak kapasite kullanıldığı taktirde, alternatif akımın her yarım peryotunda meydana gelen akım tepeleri yüksek bir değere ulaģacağından, lambanın elektrotları çabuk yıpranır ve ömrü kısalır. Bu nedenle seri empedans, endüktif bir reaktanstan oluģturulur. Lambaların, balastları dolayısıyla, Ģebekeden çektikleri endüktif güç, devreye bağlanan kondansatörlerin çektikleri kapasitif yükle kompanze edilir. Endüktif yük oluģturan aydınlatma armatürlerinde kompanzasyon kondansatörü kullanılmaktadır. Bu armatürlerde kullanılan kondansatörler, polipropilen-metalize yapısında olup çevreye, insan sağlığına zararlı hiçbir madde içermemektedir. Kullanılan kondansatörler,içerisinde bulundurduğu deģarj direnci ile gerilim kesildikten 1 dakika sonra üzerinde 50 V u aģmayan bir gerilim tutarak, yine insan hayatını tehlikeye atmayacak bir Ģekilde dizayn edilmiģtir. Bu kondansatörler sadece aydınlatma armatürleri için dizayn edilmiģ olup, çalıģma gerilimi, ısı özellikleri, montaj ve güvenlik kilidi ile tamamen özeldir. Eğer kondansatör üzerinde aģırı bir yük oluģursa kondansatör kesinlikle patlamadan ve çevreye zarar vermeden devre dıģı kalır. ( LAMP 83 ) FLUORESAN ARMATÜRLERDE KULLANILAN BALASTLARIN COS DEĞERLERĠ Fluoresan Ampul Balast Akım ( A ) Cos 1 x 20 W 1 x 20 W x 18 W 1 x 20 W x 20 W 1 x 40 W x 18 W 1 x 40 W x 40 W 1 x 40 W x 36 W 1 x 40 W x 40 W 2 x 40 W x 36 W 2 x 40 W CĠVA BUHARLI ARMATÜR BALASTLARININ COS DEĞERLERĠ Lamba Tipi Balast Tipi Cos HPI-T 50 W BHL 50L HPI-T 80 W BHL 80L HPI-T 125 W BHL 125L HPI-T 250 W BHL 250L HPI-T 400 W BHL 400L HPI-T 700 W BHL 700L HPI-T 1000 W BHL 1000L HPI-T 2000 W BHL 2000L
14 SODYUM BUHARLI ARMATÜR BALASTLARININ COS DEĞERLERĠ Lamba Tipi Balast Tipi Cos SON (-T ) 50 W BSN 50L SON (-T ) 70 W BSN 70L SON 100 W BSN 100L SON (-T ) 150 W BSN 150L SON (-T ) 250 W BSN 250L SON (-T ) 400 W BSN 400L SON (-T ) 1000 W BSN 1000L Yukarıdaki tablolarda Cos değerleri verilen lamba ve balast tipleri belli armatürlerden 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 beslenmesi daha pratik ve ekonomik sonuçlar verir. Bu durumda kondansatörler gerektiği miktarlarda 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 devrelere karģı gecikmeli sigorta ile korunmalıdır. MERKEZİ KOMPANZASYON Elektrik motorları, transformatörler, bobin gibi cihazlar, mıknatıslanma akımlarından dolayı Ģebekeye ek bir yük getirirler. Reaktif enerji denilen bu enerji, iģ görmediği halde, cihazdan enerji santralına kadar olan iletim, dağıtım ve üretim tesislerini yükler ve kablo kesici gibi elemanların yararlı güç aktarma kapasitelerini düģürür. Bu nedenle, endüktif yüklerin bulundukları devreye kondansatör bağlanarak, yüklerin yakınında reaktif güç üretilebilir ve böylelikle bu gücün, tüm Ģebekeyi etkilemesi 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 tip tesislerde kondansatör gücünü, değiģen kompanzasyon gücüne uydurabilmek için merkezi ve otomatik kompanzasyon yapılması uygundur. Merkezi Otomatik Kompanzasyon Sistemi, temel olarak uygun düzenlenmiģ kondansatör bataryaları, reaktif gücü algılayıp, uygun kondansatör bataryalarının devreye alınıp çıkarılmasını sağlayan reaktif güç kontrol rölesi ve kondansatör gruplarına kumanda eden kontaktörlerden oluģur. OTOMATİK KOMPANZASYON İLE İLGİLİ KAVRAMLAR
15 Otomatik kompanzasyonun yapılıģı ve iģletilmesinde söz konusu olan önemli kavramlar 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 hemen sabit 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 sayaçların kullanıldığı 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. Bu durumda çok sayıda bağlama elemanlarına ihtiyaç görülür. Buna karģılık bağlama elemanları 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 güçlerinin toplamından, ilk grup gücü kadar fazla, yani 1 / 2 / 4 / 8 / gibi olabilir. Böylece grup sayısı az olacağı için tesisat malzemesinden tasarruf edilir. Aritmetik seriye göre düzenlenen sistemde grupların güçleri eģit olduğundan eģit kademeli düzenli bir ayar mümkün olur ve kademeler eģit sayıda devreye girip çıkarlar. Bu yüzden bağlama tesisatı eģit bir Ģekilde yıpranır. Geometrik seriye göre düzenlenen grupların güçleri arasındaki farklar büyük olduğundan, kademe değiģtirmeler esnasında büyük geçici olaylar baģ gösterir. Bundan baģka bu sistemde birinci grubun en çok devreye girip çıkması sakıncalı bir durum yaratır. Bu iki sistemin ekonomik karģılaģtırmasını 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 titreģimli bir Ģekilde devrenin açılıp kapanmasını, yani salınımların baģ göstermesini önlemek için, rölenin faaliyete 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 devreye sokma değeri ile devreden çıkarma değeri arasında kalan bölge ) geniģliği
16 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 çalıģmaya baģlar. 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. C / k değeri iģletmenin özelliklerine ve karakteristik büyüklüklerine göre tayin edilir. C / k değeri Ģu Ģekilde 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 değiģiklik yapılırsa veya akım trafosu değiģtirilirse, C / k oranının yeniden hesaplanıp rölenin bu değere göre ayarlanması gerekir. Kompanze edilmemiģ bölgenin geniģliği Ģebeke gerilimine bağlı olarak kendiliğinden geniģlemekte veya daralmaktadır. REAKTİF GÜÇ KONTROL RÖLESİ Reaktif Güç Kontrol Rölesi, otomatik kompanzasyon sistemlerinde, çeģitli yük durumlarında gerekli sayıda kondansatör grubunu devrede bulundurarak, güç katsayısını ayar edilen değerde tutmaktadır. IEC standartlarına uygun olarak imal edilen rölelerin üzerinde dijital Cos metre bulunmaktadır. Bu sayede röle üzerinden kompanze edilen sistemin 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 karģılaģtırma devresinde C / k oranına uygun olarak ayarlanır. Akımın endüktif veya kapasitif olduğunu belirleyerek zaman devresine kumanda verilir. Bu da çıkıģ devresine kumanda eden 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 güç rölelerinin görevini hafifletmek ve sık sık devreye girip çıkmalarını önlemek için büyük güçlü tesislerde sabit güç ihtiyaçlarını karģılamak 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 iģlem için 1 Adet pako Ģalter, grup sayısı kadar 0-1 pako Ģalter gereklidir pako Ģalterin 1 konumu röleye, 2 konumu direkt olarak Ģebekeye bağlanır. 0-1 pako Ģalterler ise pako Ģalter 2 konumunda iken kondansatörleri devreye alıp çıkarırlar. Böylece elle kumanda sağlanmıģ olur.
17 ENTES RG SERİSİ REAKTİF GÜÇ KONTROL RÖLELERİ Reaktif Güç Rölelerinin Temel Özellikleri: Modern malzemelerle imal edilen röleler uzun çalıģma ömrüne sahiptir Harici ısı değiģimlerine ve harici manyetik etkilere karģı duyarsızdır Ön paneldeki LED ler kompanzasyon konumlarını sürekli gösterir Devredeki kondansatörler ön paneldeki LED lerden kolayca görülebilir Ön paneldeki butonlarla kondansatörler manuel olarak devreye alınıp çıkarılabilir Kademeler arası gecikme 8 15 sn. dir Röle direkt olarak 380 V ve 50 Hz e bağlanabilir, ayrıca bir elemana ihtiyaç göstermez Gerilim kesilmesinde tüm kondansatörler devre dıģı bırakılır. Gerilim yeniden geldiğinde gerekli kademeler ihtiyaca göre devreye alınır Reaktif güç kontrol rölesi, panoya önden montajı uygundur Boyutları : 144 x 144 mm dir. Kullanım ve Çalışma 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 rölelerini besler. Ölçme Devresi: ĠĢletmedeki reaktif akımı algılayarak ölçer. Bu ölçme devresi cihaz içinde yer alan akım-gerilim trafoları ve elektronik devreden oluģmuģtur. Reaktif akımla doğru orantılı 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, yada çıkarır. 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, endüktif ) AĢırı Gerilim Rölesi:
18 440 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 tip röleler,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 gücü x kvar seçilmiģse, kurulabilecek en yüksek güç sıralaması: x : 2x : 4x : 8x : 16x : 32x : 64x 1.kademeye en düģük 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 taģır. ÇalıĢma Bölgesi Ayarı ( % 100 Potansiyometresi ): Bu potansiyometre, rölenin çalıģma bölgesini belirler. Ayar, iģletme koģullarına 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 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 değerlerde etkinleģir. 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 uygun sonuç verir. Akım Trafosu Seçimi:
19 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 çalıģırlar. Bu nedenle akım trafoları ne çok büyük ne de çok küçük seçilmelidirler. IN = Paktif / 3.UN Örneğin; bir tesiste aktif güç 60 kw, Ģebeke gerilimi 380 V ise iģletmenin nominal akımı, _ IN = / = 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 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: % ayar düğmesi 0.50 ye getirilir. ( TEK in öngördüğü değerdir.) Röle otomatik konumuna alınır 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 nolu uçlar ters çevrilir Bundan sonra geriye kalan tek iţlem 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. Adımdaki 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 değerini geçmiģ olmalıdır. Eğer geçmiģse, röle otomatik konuma alınır. Normal ıģığı yanmalıdır. Yanmıyorsa C / k düğmesi sağa doğru çok az çevrilmelidir. 5 s bekledikten sonra normal ıģığı yanmadıysa tekrar çok az sağa çevrilip beklenmelidir. Normal ıģığı yandığı anda rölenin ayarı tamamlanmıģtır. KarĢılaĢılabilecek Sorunlar:
20 a)röle sürekli kondansatör alıyor, devrede sürekli kondansatör olup aģırı kompanzasyon olduğu halde ( Cos metre kapasitif gösterecektir.) çıkarmıyor. Çözüm: Akım trafosu, hem yük hem de kondansatör akımlarını sezecek biçimde bağlanmamıģtır. Akım trafosundan yük ve kondansatör akımlarının geçmesi gerekir. Kompanzasyon panosunu besleyen güç kablosu akım trafosundan önce alınmıģtır. 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 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 iki cihazda 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 V ĠĢletme Aralığı : ( ) x Un ĠĢletme Akımı :... / 5 A ĠĢletme Akım Sınırları ( In ) : ( ) x In ĠĢletme Frekansı : 50 Hz Güç Harcaması : Akım 2 VA Gerilim 6-12 VA Kademe sayısına bağlı olarak. ÇıkıĢ Kontağı : 1500 VA 220 V Sıfır Gerilim : Gerilim kesintisinde bütün kademeler devre dıģı. Ayar Sınırı : C / k Kademesiz. % : % 0 - % 100 Kademesiz.
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
KOMPANZASYON SİSTEMLERİNDE HARMONİKLER VE ETKİLERİ
KOMPANZASYON SİSTEMLERİNDE HARMONİKLER VE ETKİLERİ Günümüzde elektrik enerjisini verimli kullanmak üretim maliyetlerini düşürmek ve enerji tüketimini azaltmak doğanın korunmasını açısından büyük önem kazanmıştır.
DENEY 8- GÜÇ KATSAYISI KAVRAMI VE GÜÇ KATSAYISININ DÜZELTİLMESİ
Devre nalizi DENEY 8 GÜÇ KTSYS KM E GÜÇ KTSYSNN DÜZELTİLMESİ 1.1. DENEYİN MÇL Güç katsayısı kavramını öğrenmek ve güç katsayısının düzeltilmesinin deneysel olarak inelenmesi Deneyde kullanılaak malzemeler:
T.C. MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI ELETRİK-ELEKTRONİK TEKNOLOJİSİ KOMPANZASYON SİSTEMİ 523EO0079 Ankara, 2012 Bu modül, mesleki ve teknik eğitim okul/kurumlarında uygulanan Çerçeve Öğretim Programlarında yer
ÖZGÜR BOBİNAJ Motor & Generatör Megger cihazıyla iletkenlerin yalıtım seviyeleri ölçülmektedir. Bu cihazlar çeşitli markalarda imal edilmekte olup, elle veya motorla çevrilen manyetolu (bir kol ile çevirmek
ALÇAK GERİLİM DAĞITIM PANOSU VE MALZEMELERİ
ALÇAK GERİLİM DAĞITIM PANOSU VE MALZEMELERİ 1. Alçak Gerilim Panosu Fabrika, atölye ve iş yerlerinde elektrik enerjisinin ana dağıtımının yapıldığı panolardır. Bina tipi trafo merkezli tüketicilerde, trafo