Kompanzasyona Giriş (elektrik tasarrufu)
KOMPANZASYON NEDİR?
Teknik olarak,
Voltaj ile akım arasında, idealde faz farkı olmaz. İndüktif ya da kapasitif yüklerin oluşturduğu etki neticesinde, akım sinyalinin, voltaj sinyaline göre maximum ±90 derecelik fazı kayar. İndüktif ve kapasitif etki neticesinde oluşan voltaj ve akım sinyali arasındaki faz kaymasını düzelterek, ideale yakın (0 derecede) sabit
tutmaya yarayan işleme KOMPANZASYON denir.
Pratikte ise,
Elektrik sisteminde, elektrik motoru, bobin vb, mıknatıslanma etkisi ile elektrik enerjisini yine elektrik enerjisine ya da farklı bir enerjiye çeviren cihazların, bu mıknatıslanma etkisi ile Şekil1 de görülebileceği gibi faz akımını geri kaydırmasından (indüktif güç oluşturmasından) dolayı, şebeke üzerinde yaratmış oldukları indüktif reaktif gücü dengeleme ve fazın akımını olması gereken konuma geri çekme işlemine KOMPANZASYON denir. Kompanzasyonu sağlanmış olan bir sistemin akım gerilim grafiği de Şekil2'deki gibidir.
Resim Yeniden Boyutlandırıldı. Tam Boy Görmek için tıklayınız 1040x753px Dosya Boyutu:87KB.
Şekil1
Resim Yeniden Boyutlandırıldı. Tam Boy Görmek için tıklayınız 1040x753px Dosya Boyutu:108KB.
Şekil2
* ki şekilde kompanzasyon yapılır Dinamik faz kaydırıcılar (senkron motor) ile,
* Statik faz kaydırıcılar (kondansatör) ile,
Dinamik Faz Kaydırıcılar (Senkron Motorlar)
Senkron motorların uyartım akımlarının değiştirilmesi ile motorun kapasitif veya indüktif olarak çalıştırılması sağlanabilmektedir. Ayrıca senkron motorun şebekeden çektiği reaktif gücün miktarı da, uyartım akımı ile ayarlanabilmektedir. Bundan dolayı, senkron motorlar, dinamik güç kompansatörü olarak kullanılmaktadırlar. Senkron motor, güç kompansatörü olarak kullanılırken, üzerinde herhangi bir yük yok ise, kaynaktan çekeceği aktif güç, sadece mekanik kayıpları karşılamak için gereklidir. Senkron motor, eğer kompanzasyon yapılan sitemde başka bir amaçla kullanılmıyorsa ekonomik değildir. Ekonomik olması nedeniyle reaktif güç kompanzasyon sistemlerinde kondansatörler yoğun olarak kullanılmaktadır.
Dinamik faz kaydırıcı olan senkron motorlar, statik faz kaydırıcı olan kondansatörlerin daha ucuz ve kolay bakımlı olmaları nedeni ile tercih edilmezler. Dinamik faz kaydırıcılardan sadece bilginiz olması açısından bahsettik.
Statik Faz Kaydırıcılar (Kondansatörler)
Kondansatörler, statik faz kaydırıcılardır. Kondansatörlerin bakım masrafının olmaması, ekonomik olmaları nedeni ile günümüzde reaktif güç kompanzasyonunda kullanılmaktadırlar.
İleride bahsedeceğimiz kompanzasyon konuları, statik faz kaydırıcı olan kondansatörler ile yapılan kompanzasyondur
KOMPANZASYON NEDEN GEREKLİDİR?
Elektrik enerjisinin, santralden en küçük alıcıya kadar dağıtımında en az kayıpla taşınması gerekmektedir. Günümüzde, teknolojinin gelişmesi ile her evde bulunan buzdolabı, çamaşır makinası, klima, vs. gibi ısıtma, havalandırma ve soğutma cihazları, elektrik enerjisine ihtiyacın her geçen gün biraz daha artmasına, enerji üretiminin gittikçe pahalılaşmasına neden olmakta, dolaylı olarak ta bu durum şebekede taşınan elektrik enerjisinin de kaliteli, ucuz ve hakiki iş gören aktif enerji olmasını daha zorunlu kılmaktadır.
Kompanzasyonun tanımında bahsedildiği gibi, şebe***e bağlı bir alıcı, eğer bir motor, bir transformatör, bir floresant lamba ise, bunlar manyetik alanlarının temini için bağlı oldukları şebekeden indüktif reaktif güç çekerler. İş yapmayan ve sadece motorda manyetik alan doğurmaya yarayan indüktif reaktif güç, iletim hatlarında, trafolarda, tablo, şalterler ve kablolarda lüzumsuz yere kayıplara sebebiyet vermektedir.
Bu kayıplar yok edilebildiği zaman, şüphesiz trafolar daha fazla motoru besleyebilecek bir kapasiteye sahip olacak, keza disjonktörler (disjonktör=Yüksek gerilimli enerji nakil hatlarına ve fabrikaların ana girişlerine konur. Disjonktörler akım taşıyan hatlarda açma kapama yapmaya yarar. Bu elemanlar yüksek gerilimli şebekelerin açma kapama şalteri olarak da tanımlanmaktadır.) lüzumsuz yere büyük seçilmeyecek, kullanılan kablolar ise daha küçük kesitte seçilebilecektir.
Daha az yatırımla motora enerji verme yanında, uygulanan tarifeler yönünden, her ay daha az elektrik enerjisi ödemesi yapılacaktır. Görüldüğü gibi, daha ilk bakışta reaktif gücün santralden alıcıya kadar taşınması, büyük ekonomik kayıp görünmektedir. Genellikle enerji dağıtım şebekelerinde lüzumsuz yere taşınan bu enerji, taşınan aktif enerjinin % 75 ile %100'ü arasında olduğu tespit edilmiştir.
Sonuç olarak, bu reaktif enerjinin santral yerine, motora en yakın bir bölgeden gerek kondansatör tesisleri (statik faz kaydırıcı), gerekse senkron döner motorlar (dinamik faz kaydırıcı) tarafından temin edilmesiyle, santralden motora kadar mevcut bütün tesisler bu reaktif gücün taşınması yükünden arınmış olacaktır.
KOMPANZASYON YAPILMAZ İSE NE OLUR?
Reaktif güçler kompanze edilmez ise,
* Şebekede güç kayıplarına neden olur,
* Üretim ve dağıtım sisteminin kapasitesini azaltır,
* Gerilim düşmesinin, taşınan gücü sınırladığı dağıtım hatlarında, enerji taşıma kapasitesinin düşmesine neden olur.
Bu nedenle, aşırı yüklenmeler ve gerilim düşmelerinin önlenmesi için, kompanzasyon neden gereklidir? sayfamızda anlatıldığı gibi, şebekeden en verimli şekilde faydalanılabilmesi için, reaktif yüklerin oluştukları noktada kompanze edilmesi ve giderilmesi zorunludur.
Bu neden ile, kompanzasyon panosu kurmak ile yükümlü aboneler, Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu kararı ile belirtilmiş sınırlar içerisinde kompanze edilmiş şekilde elektrik tüketmek zorundadırlar. Aksi durumda aboneler, ceza ödemek ile yükümlüdür.
KOMPANZASYON YAPILMASI ŞART MI?
Daha öncede bahsettiğimiz gibi reaktif enerjinin kompanze edilmesi ,şebeke taşıma kapasitesini arttırmasından ve enerjinin israfını önlemesinden dolayı ülke ekonomisi için vazgeçilmezdir ve Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu'ndan kurul kararı olarak en son alınan karar, Karar No:284/2 Karar Tarihi: 8/1/2004 olarak zorunlu tutulmuştur. (Bu kurul kararı 15/01/2004 tarih ve 25347 sayılı Resmi Gazetede yayımlanarak yürürlüğe girmiştir.)
Özetle aşağıda belirtilmiş şartlara haiz olan işletmeler kompanzasyon panosu kurmak ve işletmek zorunluluğundadır. Kompanzasyon panosu yapma ve işletme zorunluluğundaki bu işletmelerin harcadıkları endüktif enerji, aktif enerjinin en fazla %33'ü ;kapasitif enerji de aktif enerjinin en fazla %20'si kadar olabilir. Aksi halde işletme ceza faturası ödemek ile yükümlüdür.
"5)REAKTİF ENERJİ TARİFESİ
[Lütfen. Üye Olunuz...]
[Lütfen. Üye Olunuz...]
[Lütfen. Üye Olunuz...]
Kompanzasyon Nasıl Yapılır.
KOMPANZASYON TEMEL BİLGİLERİ
Kompanzasyona giriş kısmında, bildiğiniz üzere, kompanzasyonun anlamını anlatmaya çalıştık. Şimdi ise, kompanzasyonun nasıl yapılması gerektiğini anlatacağımız için, bazı terimlerden ve bunların anlamlarından bahsetmek zorundayız. Buradaki temel amaç, başka kaynaklardan da kompanzasyon ile ilgili makale ya da bilimsel yayın okuduğunuzda bunların ne anlama geldiğini anlayabilmenizi sağlamaktır.
Her ne olursa olsun, sizleri mümkün olduğunca matematiksel işlemlere girmeden, bu işi nasıl yapabileceğiniz konusunda yardımcı olmaya çalışacağız. Asıl önemli olan kompanzasyonun temel mantığını kavramanızı sağlamaktır. Hesaplamanın nasıl yapılacağını, zaten işin temelini anladığınız anda çözmüş olacaksınız.
Genel olarak bilinmesi gereken terimler ve parantez içinde birimleri şu şekildedir;
* Akım (Amper),
* Gerilim (Volt),
* Görünen (Sanal) Güç (VA),
* Aktif Güç(Watt),
* Reaktif Güç (VAR),
* Æ (Fi açısı),
* CosÆ (Aktif Güç Çarpanı),
* SinÆ (Reaktif Güç Çarpanı),
* TanÆ (Reaktif / Aktif Güç oranı),
Şimdi bunların ne anlama geldiklerini ve birbirlerine nasıl dönüştüklerini inceleyeceğiz.
Akım (Amper)
Pratik olarak, elektrik yükünün hareketine elektrik akımı denir.
Daha detaylı incelersek, iletken maddeye elektrik uygulandığında, elektronlar negatif kutup(-)'tan pozitif kutup(+) yönüne doğru hareket etmeye başlar. Bu harekete "Elektrik Akımı" denir.
Birimi ise "Amper" 'dir. "I" harfi ile gösterilir.
Gerilim (Volt)
Elektrik akımının oluşabilmesi için, elektrik yüklü taneciklerin kutupları arasında fark olması gerekir. Yüksek bir noktadan aşağı bırakılan bir cisim nasıl aşağı düşüyor ise, elektrik akımı da akabilmek için, benzer mantık ile potansiyel farka sahip olması gerekir.
İşte bu farka "Gerilim" denir. Birimi "Volt"'tur. "V" harfi ile gösterilir.
Zahiri (Sanal) Güç (VA),
Sistemden çekilen elektrik akımının, belli bir voltaj değerindeki gücüne "Görünen (Sanal) Güç" denir.
Birimi VA (VoltAmper) dir. "S" harfi ile gösterilir.
S=I*V
Görünen (Sanal) güç , fazın akımı ile voltajının çarpımına eşittir.
Aktif Güç (Watt),
Omik direnç üzerinden geçen elektrik akımının, belli bir voltaj değerindeki gücüne "Aktif Güç" denir.
Birimi Watt'tır. "P" harfi ile gösterilir.
P=S*CosÆ
Aktif güç , fazın görünen gücü ile CosÆ (Aktif Güç Çarpanı) çarpımına eşittir.
Görünen güç yerine akım ile gerilim çarpımını alırsak aktif güç,
P=I*V*CosÆ
Aktif güç, fazın akım, gerilim ve CosÆ (Aktif Güç Çarpanı) çarpımına eşittir.
Reaktif Güç (VAr)
Bobin(Xl) ya da kapasitans(Xc) direnci üzerinden geçen elektrik akımının, belli bir voltaj değerindeki gücüne "Reaktif Güç" denir.
Birimi VAr'dir. "Q" harfi ile gösterilir. Bobin etkisi ile oluşan reaktif güce "İndüktif Güç" yani "+Q", kapasitans etkisi ile oluşan reaktif güce "Kapasitif Güç" yani "-Q" denir
Q=S*SinÆ
Reaktif Güç , fazın görünen gücü ile SinÆ (Reaktif Güç Çarpanı) çarpımına eşittir.
Görünen güç yerine akım ile gerilim çarpımını alırsak aktif güç,
Q=I*V*SinÆ
Reaktif güç, fazın akım, gerilim ve SinÆ (Reaktif Güç Çarpanı) çarpımına eşittir.
Sinüs değeri, Cosinüs ve Tanjant değerlerinin çarpımına eşit olduğu düşünülür ise
Q=I*V*CosÆ*TanÆ
Reaktif güç, fazın akım, gerilim, CosÆ (Aktif Güç Çarpanı) ve TanÆ (Reaktif Gücün Aktif güce oranı)'nın çarpımına eşittir.
Æ Açısı
Çekilen görünen güç ile aktif güç arasındaki faz açısına "Æ" denir. En ideal Æ açısı 0º'dir.
CosÆ (Aktif Güç Çarpanı)
Aktif Gücün, Görünen Güce Oranına "CosÆ" denir. CosÆ ile görünen gücün çarpımı bize aktif gücü verir. Bu neden ile CosÆ değerine "Aktif Güç Çarpanı" da denir.
CosÆ=P/S
SinÆ (Reaktif Güç Çarpanı)
Reaktif Gücün, Görünen Güce Oranına "SinÆ" denir. SinÆ ile görünen gücün çarpımı bize reaktif gücü verir. Bu neden ile SinÆ değerine "Reaktif Güç Çarpanı" da denir.
SinÆ=Q/S
TanÆ (Reaktif/Aktif Güç Oranı)
Reaktif Gücün, Aktif Güce Oranına "TanÆ" denir. TanÆ ile aktif güç çarpımı bize reaktif gücü verir. Sadece aktif güç ile TanÆ değerini ya da görünen güç, CosÆ ve TanÆ değerlerini biliyorsak ReaktifGücü bulabiliriz. Bu neden ile TanÆ değerine "Reaktif/Aktif güç oranı" da denir.
TanÆ=Q/P
Görüldüğü üzere, basit hesaplama yapılacak olan tüm formüller, birbiri içerisinden türetilerek, detaylı olarak hesaplama yapılabilinmektedir. Önemli olan bu hesaplamanın nasıl yapıldığını bilmek ya da temel olarak kompanzasyonun mantığını anlamak önemlidir.
Bir sistemin kompanzasyonun hesaplaması nasıl yapılır ve hesap yapmadan en pratik şekilde bunu nasıl yapabileceğimiz ile ilgili bilgi kompanzasyon yapılacak işletmenin ölçüm ve analizi kısmında anlatılmaktadır.
KOMPANZASYONDA RÖLENİN ÖNEMİ
Bilindiği üzere kompanzasyon birkaç şekilde yapılmaktadır.
* Münferit kompanzasyon,
* Grup kompanzasyon,
* Merkezi Kompanzasyon,
Bunların neler olduğuna bir bakalım;
Münferit Kompanzasyon
Münferit kompanzasyon, sürekli olarak işletmede bulunan büyük güçlü cihaz ya da abonelerin, reaktif enerji gereksinimini karşılamak için yapılır. Münferit kompanzasyonda temel mantık, sadece ve sadece belli cihazların devreye girdikleri zaman, kendi kompanzasyonlarını sağlamalarıdır. Örneğin floresan aydınlatma sisteminde, floresan lambalar ile birlikte, çekmede gecikmeli zaman rölesi ile floresan lambaların reaktif gücüne denk kondansatör bağlanabilir.
Elbette faydaları olduğu gibi dezavantajı da bulunmaktadır. Münferit kompanzasyonun faydası, ilgili kısmı kendi içinde kompanze ediyor olmasıdır. Dezavantajı ise, münferit olarak kısmi kompanze edilmiş bölümün kondansatörü arızalanırsa, abonenin durumu geç farketmesi durumunda indüktif cezaya düşme olasılığı vardır. Aynı şekilde, cihaz ya da cihaz grubunda arıza olursa ve sistemden indüktif yük çekilmeyeceği için, geç farkedilmesi ya da farkedilmemesi durumunda, kapasitif reaktif güç nedeni ile kapasitif sayacınız ileryebilir. Bu neden ile belli bakım aralıkları ile münferit kompanzasyon kontrol edilmelidir.
Grup Kompanzasyon
Grup kompanzasyon, bir tesiste birden fazla tüketicinin (su motoru, aydınlatma gibi) birlikte bulunduğu, ayrı ayrı münferit kompanze edilmek yerine, birlikte kompanzasyonunun sağlandığı yapıya denir.
Bu tür kompanzasyon tesis ya da panosunda, kondansatörlerin özel anahtarla ve gerekli miktarda şebe***e bağlanmaları gereklidir. Münferit kompanzasyona benzer. Aynı avantaj ve dezavantajlara sahiptir.
Merkezi Kompanzasyon
Merkezi kopanzasyon, değişen yük koşullarına ayak uydurabilen, grup kompanzasyonun gelişmiş bir şeklidir.
Bu tür kompanzasyonun yapıldığı tesis ya da panoda, tüketici sayısı çok olduğu ve bunların sürekli sistemde bulunmalarının imkansız olduğu durumlarda uygulanır.
Merkezi kompanzasyonda, sürekli kondansatör devrede olmayacağı için, yükün durumuna göre kompanzasyonun gerektirdiği şekilde devreye kondansatör alıp çıkarabilen, anahtarlamayı sağlayacak bir düzenek bulunur. İşte bu düzeneğin merkezini de "REAKTİF GÜÇ KONTROL RÖLESİ" oluşturmaktadır.
STANDART REAKTİF GÜÇ KONTROL RÖLELERİ'nin KOMPANZE ETME METODU
Reaktif Güç Kontrol Rölesi, bir deyiş ile merkezi kompanzasyonun beynidir. Seçilen röle, sizin sisteminizin kompanzasyonunu sağlayacak ünitedir.
* Standart bir reaktif güç kontrol rölesi Tek faz ve tek akım trafosundan kumanda alır,
* İndüktif güç oluştukça, aktif güç çarpanı olan CosÆ değeri küçülür,
* CosÆ değeri küçüldükçe reaktif güç kontrol rölesi devreye sırayla kondansatör alarak CosÆ değerini ayarlandığı değere doğru büyütür.
* CosÆ değeri, ayarlanmış olduğu değeri geçer ise CosÆ kapasitif eksene geçer ve sistem kapasitif olduğundan dolayı reaktif güç kontrol rölesi sıra ile kondansatör çıkarmaya başlar.
* Normal kabul edilen alanın belirlenebilmesi için C/K denilen ayarlama yapılır ki röle hedef Kabul edilen CosÆ değerinin etrafındaki normal aralığı içinde yerini bulabilsin.
Bu kondansatör alma çıkarma işlemleri sonucunda kompanzasyon sağlanır.
STANDART REAKTİF GÜÇ KONTROL RÖLELERİ'nin YETERSİZ YANLARI
Öncelikle, üç fazından da eşit olmayan yük çekilmesi ya da bir fazdan hiç yük çekilmemesi durumunda, ölçüm alınacak fazın seçimi problem yaratacaktır. Temel neden, yük çekilen faz için kondansatör alınması, sisteminizi kompanze ederken, yük çekilmeyen faz üzerinde gereksiz kapasitif yük oluşmasına neden olur. Bu neden ile sisteminizdeki yüklerin %95'i trifaze değil ise tek faz ve tek akım trafosundan ölçüm alan röle kullanılmamalıdır.
Sisteminizdeki yükler, birbirinin aynı değil ve farklı farklı reaktif güç değerlerinde yükler devreye girip çıkıyorlar ise, kompanzasyon yapılırken, sıra ile kondansatörün alınması ve çıkarılması da, kompanzasyonda gecikmeye neden olacaktır. Bunun nedeni, kondansatörlerin sıra ile alınması, çıkarılması zorunluluğundan ve kondansatörlerin küçük değerli kondansatörden büyük değerli kondansatöre mecburi sıralı olmasından kaynaklanmaktadır.
Teorik olarak, sıralı çalışan reaktif güç kontrol röleleri, kondansatörler küçükten büyüğe doğru sıralanmışlar ise, sıra ile kondansatör alıp çıkarırken, gerekli reaktif güç değerini mutlaka temin ederler, bir şekilde güç çarpanı hedef değerine ulaşırlar. Asıl gözardı edilen faktör zaman faktörüdür. Sıra ile çalışan reaktif rölelerde amaç, hedef değeri elde etmektir. Reaktif güç değeri elde edilir, fakat bu zaman dilimi içerisinde reaktif sayaçlar ilerler. Bu nedenlerden dolayı reaktif güç kontrol röleniz, üç faz ve üç akım trafosundan kumanda alıyor olsa bile, eğer sıralı kondansatör alıp çıkarıyor ise, kompanzasyonu yeterli hız ile sağlayamayabilir.
Ayrıca, standart reaktif güç kontrol rölelerinde, kondansatör alma ve bırakma kontrolünün dengeye ulaştığı an, alma-bırakma işleminin kesilmesi ve bulunulan pozisyon korunması gerekmektedir. Bunu standart reaktif rölelerde C/K ayarı ile yapabiliyorsunuz. C/K'nın temel mantığı hedef CosÆ'nin ne kadar indüktif ya da kapasitifini normal bölge kabul edeceğinizdir. Genel yapılan hata, C/K ayarının yanlış yapılması ve bu neden ile cezaya girilmesidir. Bu neden ile, C/K ayarı standart reaktif güç kontrol rölelerinde kritik bir ayardır.
En son olarak ta, devreye alınan ve bırakılan kondansatörler tam deşarj olamayabilirler. Bu nedenledir ki, kondansatörlerin deşarj direnci ile desteklenmesi ya da deşarj bobinli kontaktör tercih edilmesi gerekir ki, kondansatör tekrar alınacağı zaman, "0" potansiyel ile devreye alınabilsin. Benzer şekilde, sisteme alınmış kondansatörün de hemen bırakılması iyi olmayacaktır. Çok kısa zaman aralıkları ile devreye alınıp-bırakılan kondansatörlerin, hem ömürleri çok kısa olur, hem de sisteminize zarar verebilirler. Bu nedenden dolayı, standart rölelerde kondansatör alma bırakma zamanları çok küçük değerler verilemez. Sonuç olarak standart reaktif güç kontrol rölelerinde, kondansatör devreye alma ve bırakma zamanını küçültmek, kondansatörün ömrünü azaltır. Zamanların büyük seçilmesi de kompanzasyonun gecikmesine neden olur.
REAKTİF RÖLE SEÇMENİN ÖNEMİ
Reaktif röle seçiminin hatalı yapılması sonucunda, birçok işletmede kompanzasyon tam olarak sağlanamamakta, doğal olarak ta işletmeler harcadıkları enerjiyi verimli olarak tüketememekte ve bu neden ile ceza faturaları ile karşılaşmaktadırlar.
Birçok elektrik mühendis, teknisyen ve teknikeri, reaktif kompanzasyon konusunda müşavirlik yapmakta ve yanlış röle kullanımı neticesinde, işletmelerin ceza faturalarını ödemek zorunda kalmaktadirlar. Bu gibi istenmeyen durumların oluşmasını engelleyebilmek elbette elinizdedir. Doğru sistem için doğru reaktif güç kontrol rölesinin kullanılması, hem işletmelerin hem de müşavirlerin zarar etmesini engeller, hem de ülke ekonomisine katkıda bulunur.
* Reaktif güç kontrol rölesi seçerken, rölenin bulundurması gereken önerimiz olan özellikler. Sistemden çekilen güç miktarına uygun değerde kondansatörü kendisi tespit edip devreye alıp çıkarabilmelidir.
* Sadece CosÆ değerine göre değil sayacınızın yazma şekline göre reaktif kompanzasyonunuzu düzenlemelidir.
* Elektronik sayaç tipine uygun şekilde enerji sayabilmelidir.
* Sisteminizde, kondansatör alma bırakma zamanını, sizin belirlediğiniz sınırlar içerisinde, indüktif veya kapasitif sayacınızın açılması durumunda, kondansatör alma ve bırakma zamanını kendisi küçültüp büyütebilmelidir.
* Normal kabul edilen alanın belirlenebilmesi için C/K ayarlamasına gerek kalmadan, normal bölge aralığını kendi hesaplamalıdır.
KOMPANZASYONDA ÖLÇÜM ve ANALİZ
Kompanzasyon yapılabilinmesi için, sistemin öncelikle elden geçirilmesi, sistem üzerindeki yüklerin karakteristiğinin bilinmesi gereklidir. Sistemin ölçümlerinin bilinmemesi, kompanzasyonun tamamen hatalı olmasına neden olabilmektedir.
Genel olarak, elektrik ve pano işleri ile uğraşan arkadaşlarımızın hatalı davrandıkları bir durum sözkonusudur ki, kompanzasyonun temelinin yanlış anlaşılmasından kaynaklanmaktadır. Hatalı olan davranış şekli, sistemden çekilen akımlara göre tahmini olarak I x V x Cosfi x 0,67 gibi bir formül uygulayıp buldukları değerin %60'ı ile sistemin gücünü tahmini olarak bulmaya çalışmaktan kaynaklanır.
Halbuki günümüzde, küçük sistemlerin çoğu monofaze yüklerden oluşmakta ve bu yükler değişik karakteristikte olabilmektedir. Örneğin, sistemi inceleyen bir elektrikçi, fazın birini 4 amper, ötekini 3 amper diğer fazı da 5 amper ise her faz için CosÆ değeri almamış ise sistemdeki reaktif gücü hesaplayamaz. Çünkü Æ açısındaki değişiklik, reaktif ve aktif güçlerin değerlerinin değişmesine neden olur.
Çünkü akım, görünen gücün voltaja oranıdır. Bu nedenden dolayı doğru kompanzasyonu sağlayabilmek için çekilen reaktif gücün miktarının tespit edilmesi gerekmektedir. Eğer sistemde omik yükler var ise, sadece akımı ölçüp tahmini CosÆ değeri ile yola çıkıldığında bilimsel, olarak ta hata yapılmış olur.
* Bilindiği üzere iki şekilde kompanzasyon sağlanabilir Değişmeyen reaktif yüklerde, aktif enerji tüketimini sağlamak,
* Belli bir miktar tüketilen aktif enerjide, reaktif enerji tüketimini engellemek,
Bizim yapmamız gereken, belli bir miktar tüketilen aktif enerjide, reaktif enerji tüketimini engellemek olmalıdır. Çünkü reaktif oranı düşürmek için aktif enerji harcamanın, ceza ödemekten farkı kalmayacaktır. Önemli olan, gereken enerji harcanmalı, harcanırken de reaktif güç dengesi sağlanmalıdır.
Reaktif Güç Hesabı
Reaktif güç hesaplaması şu şekilde sağlanabilir.
Q=S*SinÆ
Reaktif Güç , fazın görünen gücü ile SinÆ (Reaktif Güç Çarpanı) çarpımına eşittir.
Görünen güç yerine akım ile gerilim çarpımını alırsak aktif güç,
Q=I*V*SinÆ
Reaktif güç, fazın akım, gerilim ve SinÆ (Reaktif Güç Çarpanı) çarpımına eşittir.
Sinüs değeri, Cosinüs ve Tanjant değerlerinin çarpımına eşit olduğu düşünülür ise
Q=I*V*CosÆ*TanÆ
Eğer sadece aktif ve görünen güç değerleri elde edilebiliyor ise reaktif güç
Q*Q=S*S-P*P
Formülü ile de bulunabilir.
Sonuçta bir şekilde ölçümü alınmış olan akım, voltaj, cosÆ, sinÆ, tanÆ, S, P değerlerinden Q (reaktif güç) elde edilir.
Her fazın reaktif gücü ayrı ayrı bulunmalıdır ve bu yüklerin hangi durumlarda oluştuğu mutlaka göz önüne alınmalıdır. Toplam reaktif güç değeri de üç fazın reaktif güçlerinin toplamına eşit olur.
Qtoplam=Qr+Qs+Qt
Ölçüm alırken sistemde kondansatör bulunmadığına özellikle dikkat etmeniz gerekmektedir. Sistemde bir reaktif güç kontrol rölesi çalışırken, doğal olarak sisteme kondansatör girer ya da çıkar. Bu durumda, sistemin çektiği reaktif güç değerlerini bulmak imkansız olacaktır.
Hesap Yapmak Zor Derseniz Reaktif Güç Ölçümünü Nasıl Bulacaksınız?
Eğer bu hesaplamalar karışık geliyor, ya da bu hesapları yaparken aynı anda bütün bu değerleri elde etmekte zorlanıyorum diye yakınıyor olabilirsiniz. KAEL Mühendislik ve Elektronik Ltd. Şti. bu sorununuza da MULTIMET-01 cihazı ile çözüm üretmiştir.
MULTIMET-01, çoklu ölçeri sisteminize, 3 faz ve 3 akım trafosundan ölçüm alacak şekilde üzerindeki bağlantı şemasına uygun bir biçimde bağlayarak ve akım, gerilim trafosu değerlerini cihaza girerek, sisteminizde anlık olarak çekilen Akım, Gerilim, CosÆ, şebeke frekansı, aktif güç, reaktif güç, ve görünen güç değerinizin gerçek ölçümünü alabilirsiniz.
Önemli olan MULTIMET-01'in reaktif güç ölçümünü yapıp, sizi hesaplama ve ölçüm hatalarından kurtarmasıdır. Böylece çok büyük bir zahmetten kurtulmuş ve doğruluğu güvenilir reaktif güç ölçüm değerine ulaşabilirsiniz.
Ölçülen Reaktif Gücün Analizi
Ölçmüş olduğunuz reaktif güç değerini, analiz edebilmek için ölçümleri şu şartlar altında almanız gerekmektedir,
* Sistemde sadece trifaze yükler çalışırken sistemin reaktif gücünün ölçülmesi,
* Sistemin sadece monofaze yükler çalışırken sistemin reaktif gücünün ölçülmesi,
Eğer sisteminizde ölçmüş olduğunuz, trifaze reaktif güç toplam büyüklüğü, genel reaktif güç toplamının en az %95'ini oluşturuyor ve trifaze yükler sürekli devrede çalışacak ise monofaze yükler kompanzasyonda etkisi çok az hatta etkisiz sayılabilecek elemanlar haline gelir. Bu durumda tek faz ve tek akım trafosundan kumanda alarak sistemi kompanze edebilmek mümkündür. KAEL Mühendislik Elektronik Ltd. Şti.'nin üretmiş olduğu VARko-1XX model reaktif röleler bu konuda başarılı sonuçlar vermişlerdir.
Eğer sisteminizde ölçmüş olduğunuz, trifaze reaktif güç toplam büyüklüğü, genel reaktif güç toplamının en az %85'ini oluşturuyor ise monofaze yüklerin baskın olabileceği asla unutulmamalıdır. Eğer trifaze yükler genellikle çalışacaklarını varsayarsak bile, tek faz tek akım trafosundan kumanda alan reaktif röle yetersiz kalacaktır. Kesinlikle üç faz ve üç akım trafosundan kumanda alan reaktif güç kontrol rölesi seçilmelidir.
Monofaze yüklerin %50 den fazla olması durumunda, hatta ve hatta monofaze yükler eş zamanlı olarak devreye giriş çıkış yapmıyorlar ise, mekanik sayaçlarda 3 faz 3 akım trafosundan kumanda alan VARko-3XX reaktif rölelerde, bileşke güçlerin hesaplaması yapılıyor olduğu için, gereken miktar, kondansatör ile üç faz kompanze edilir. Elektronik sayaçlar için ise münferit kompanzasyon çözümleri ile üç fazın arasında kondansatörler kullanılmalı ya da KAEL Mühendislik Elektronik Ltd. Şti. tarafından yeni geliştirilmiş olan, monofaze(faz-nötr), iki fazlı(faz-faz) ve trifaze(rst) kondansatörler ile uyumlu çalışabilen VARkombi-12 rölenin kullanılması gerekebilir.
Sisteme uygun reaktif rölenin seçimi? kısmında reaktif röle seçiminin ince ayrıntıları daha detaylı anlatılmaktadır.
Yine sistemdeki güç dengesinin dağılımına göre ve sistemdeki cihazların çektikleri güçlere ve bunların yineleme sıklığına göre kondansatör seçilmelidir. Örneğin yüklerin anlık olarak sürekli girmesi ve çıkması durumunun olduğu işletmelerde, birim zaman içerisinde devrede olan yük kadar kondansatör seçilmeli ve arka arkaya gerektiğinde alınması ve çıkarılması işlemi gerçekleşeceği için yük miktarına göre 3-4 adet aynı değerde kondansatör kullanılmalıdır.
Stabil sistemlerde, yani sistemin belli yük yoğunluğunu sürekli olarak koruduğu, anlık yüklerin bulunmadığı sistemlerde, kondansatörlerin küçükten büyüğe doğru belli bir minimum aralık olarak belirlenmiş KiloVAr değeri aralıkla yerleştirilmesi en iyi kompanzasyonu sağlayacaktır.
Sisteme uygun kondansatör seçimi kısmında sisteminiz ve reaktif rölenize en uygun kondansatör seçme yöntemleri detaylı olarak anlatılmaktadır.
REAKTİF RÖLENİN SEÇİMİ
Günümüzde,
Elektronik sayaçların, mekanik sayaçların yavaş yavaş yerini alması ve mekanik sayaçların kullanımdan kaldırılması, son kullanıcıların kompanzasyonda zorlanmalarına neden olmaktadırtur. Çünkü, elektronik sayaçlar enerjileri her faz için ayrı biriktirmektedir. Yani mekanik sayaçlar gibi vektörel toplama bakmaz. Sonuç olarak trifaze kondansatör grupları ve monofaze eski tip röleler sonuç vermeyebilmektedir.
Bu nedenden dolayı KAEL Mühendislik ve Elektronik Ltd. Şti. , günün şartlarına göre çözüm olacak üç model reaktif güç kontrol rölesini piyasaya sürmüştür. Bunlar, VARko-1XX , VARko-3XX ve son olarak da VARkombi 'dir. Doğru kompanzasyon yapılabilmesi için, doğru ölçümlerin yapılması ve doğru rölenin seçilmesi gerekmektedir.
Kompanzasyonda ölçüm ve analiz kısmında ve kompanzasyonda rölenin önemi kısmında konunun girişi yapıldığı gibi, röle seçimi kompanzasyonun ilk anahtarını oluşturmaktadır.
* Öncelikle röle seçimini, Mekanik sayaçlarda röle seçimi,
* Elektronik sayaçlarda röle seçimi,
olmak üzere iki ana başlık altında toplayabiliriz.
Mekanik Sayaçlarda Röle Seçimi
* Mekanik sayaçlı abonelerin, seçim yapabilmeleri için iki alternatif mevcuttur. VARko-1XX reaktif güç kontrol rölesi,
* VARko-3XX reaktif güç kontrol rölesi,
Çünkü,
Mekanik sayaçlarda, tüm işlem fiziksel olarak gerçekleşir. Sadece ve sadece güç vektörleri işleme tabi tutulur. Doğal olarak mekanik olarak, elektriğin vektörel toplamını (bileşke) almış olur. Bu bileşke doğrultusunda harcanan enerjiyi yazmış oldukları için, fazları bağımsız olarak değerlendiremezler.
Bu sayededir ki, mekanik sayaç bulunan işletmelerde, ortalama akım çekilen tek fazdan ölçüm alınarak, ve CosÆ değeri 0.96 ya da 0.95 değerlerinde ayarlanarak kompanzasyon sağlanabilmekteydi. Çünkü, fazla reaktif güç çekilen faz indüktif, az reaktif yük çekilen kapasitif, ortalama yük çekilen faz da tam kompanze düşünürsek, mekanik sayaç üzerinde infüktif ve kapasitif olan fazların farkı kadar bir reaktif enerji yazıldığı gözlenir.
Yalnız, tam olarak ayarlanamayan husus, monofaze yüklerin ya da yüklerdeki dengesizliğin fazla olması durumunda, bu CosÆ set değerinin ne olacağının kestirilememesidir. Bu durum, genel olarak bir fazdan hemen hemen hiç reaktif güç çekilmediği durumlarda ya da aynı anda çalışmayan monofaze cihazların çok olması durumunda meydana gelir.
Mekanik sayaçlı sistemi analiz ederken tek dikkat etmeniz gereken unsur, fazların arasında ne kadar reaktif güç farkı olduğudur. Mekanik sayaçlarda, bileşke reaktif güç kadar reaktif sayaçlar işleyeceği için fazları tamamen bağımsız düşünmenize ihtiyaç yoktur.
Bu neden ile bizim önerimiz, eğer mekanik sayaç kullanılıyor ve sistemdeki fazlar arasında çekilen reaktif güç değerleri birbirine çok yakın ise (faz-faz arası ±%5 gibi küçük bir reaktif güç değer farkı) VARko-1XX reaktif güç kontrol rölesi kullanarak sisteminizi kompanze edebilirsiniz. VARko-1XX röleyi, ortalama akım çekilen faz üzerindeki akım trafosundan aldığınız akım trafo polarite uçları (K ve L seconder çıkışı) ile yine aynı fazdan voltajı alarak bağlayabilirsiniz. Tekrar değinmek isteriz ki fazlar arasında reaktif güç dengesizliği var ise (monofaze yüklerin üç fazda da birlikte devreye girmemeleri, ya da tek fazın üzerinden çok fazla yük çekilmesi gibi dengesizlikler) tek faz ve tek akım trafosundan kumanda alan reaktif güç kontrol rölesi kullanılması doğru olmayacaktır!
Sistem fazları arasında almış olduğunuz ölçümlerde (Yük çekme miktarlarında var ise farklılık bunu tespit etmek amacıyla gündüz ve gece ayrı ölçüm alınması gibi olabilir.) eğer fazlar arasında çok büyük reaktif ölçüm farkı var ise tek faz ve tek akım trafolu reaktif röle yerine, 3 faz ve 3 akım trafosundan kumanda alarak, bileşke güçleri hesaplayan, mekanik sayacınız ile %100 uyumlu olarak ilerleyerek en iyi şekilde kompanzasyonu sağlayabilecek VARko-3XX reaktif güç kontrol rölesini tavsiye ediyoruz.
Çünkü, üç fazdan ölçüm alan VARko-3XX fazlar arasındaki reaktif güç farklarını değerlendirmeye alarak, fazları en dengeli duruma getirecek kondansatör ya da kondansatörleri kendisi seçer. Mekanik sayaçta %100 kompanzasyonu sağlar. Böylece fazların arasındaki dengesizlik kabusu ortadan kalkar. Sayacınızın gereksiz reaktif yazması engellenmiş olur. Böylece "Acaba sayaç fazla yazar mı?", "Acaba reaktif ceza yer miyim?" korkunuz kalmadan sisteminizi kullanabilirsiniz.
Elektronik Sayaçlarda Röle Seçimi
* Elektronik sayaçlı abonelerin, seçim yapabilmeleri için üç alternatif mevcuttur. VARko-1XX reaktif güç kontrol rölesi,
* VARko-3XX reaktif güç kontrol rölesi,
* VARkombi-12 reaktif güç kontrol rölesi,
Çünkü,
Elektronik sayaçlarda, elektrik sayma işlemi, sayaç entegresi ve sayaç entegresinden ölçüm değerlerini alıp işleyen ve hafızasında tutan mikroişlemci bulunur. Elektronik sayaçtaki mikroişlemci yazılımı her fazdan ölçülmüş olan değerleri birbirinden bağımsız olarak aktif, indüktif, ve kapasitif sayaçlara işler. Bu durumu başka bir deyiş ile fazın biri indüktif, diğeri de aynı anda kapasitif ise bu iki fazın reaktif gücünün farkını almaz. Bu iki faz bağımsız olarak sayaçlara işlenir. Fazları bağımsız değerlendirince de, dengesiz yük sistemlerinin RST arasında üçlü kondansatör alarak yapılan kompanzasyonda, bileşke bakımından kompanzasyon sağlansa bile, elektronik sayaç her hem indüktif hem kapasitif taraftan yazabilir. Bu nedenden dolayı, reaktif güç kontrol rölesi seçmek çok daha önemli bir hale gelmektedir.
Elektronik sayaçlı sistemin analizi, mekanik sayaç kullanan işletmelerdeki gibi değildir! Sadece fazların arasındaki reaktif güç dengesizliğine bakmak yeterli olmayacaktır! Öncelikle, trifaze ve monofaze yüklerin kendi başlarına devreye alınarak ölçümleri alınmalıdır. Trifaze yükler, trifaze kondansatörler ile kompanze edilebilirler. Monofaze yükler de eğer üç faz üzerinde dengeli dağılmış ve eşzamanlı çalışıyorlar ise, trifaze üçlü grup kondansatörler ile kompanze edilebilir. Asıl sorun, monofaze yük ağırlıklı ve fazlar arası reaktif güçleri dengesiz sistemlerde üçlü grup kondansatörler ile kompanzasyon yapmaya çalışınca başlamaktadır. Bunu nasıl yapcağınızı öğrenmek için lütfen dikkatle okuyunuz.
Bizim önerimiz, mekanik sayaçlı işletmelerde olduğu gibi, üç fazdaki reaktif güçler (Dikkatli olun akım değil hep reaktif çekilen güçten bahsediliyor.) sürekli denge içinde, aralarında ±%5 ten daha büyük fark yoksa, üç fazın reaktif güç değeri aynı denilebilecek statüdeyse, monofaze yüklerin etkisi yok denecek kadar az denilebilirse, sistemin %95'ini trifaze yükler oluşturuyorsa ve bu trifaze yükler sürekli çalışıyorlarsa, VARko-1XX reaktif güç kontrol rölesi kullanarak sisteminizi kompanze edebilirsiniz.
Eğer fazlar arasında reaktif fark var, lakin ±%5-%10 aralığında bir değer ise, çok büyük reaktif ölçüm farkı yok demektir. Bu durumda, tek faz ve tek akım trafolu reaktif röle yerine, 3 faz ve 3 akım trafosundan kumanda alarak, bileşke güçleri hesaplayan, enerji sayma şekli elektronik seçilen elektronik sayacınız ile enerji sayma açısından uyumlu olarak ilerleyeren VARko-3XX reaktif güç kontrol rölesini, CosÆ değeri 0.99 , indüktif ceza sınır değeri %20-%25, kapasitif ceza sınır değeri %5-%7 aralığında kullanmak üzere tavsiye edebiliyoruz.
ÖNEMLİ NOT: Dikkat ederseniz, mekanik sayaçtakinden farklı olarak CosÆ değeri 1.00'dan 0.99'a çekilerek, kompanzasyon çalışma hedefi indüktif eksene %14 kadar kaydırılmış oluyor. İndüktif ceza sınır değerini %20-%25 aralığında, kapasitif sınır değerini de %5-%7 aralığına getirdiğinizde, VARko-3XX rölenizin çalışma aralığını indüktif eksene doğru kaydırmış oluyorsunuz. Böylece, fazlar arasındaki reaktif güç dengesizliği eksenin aynı tarafında bıraktırılarak, çift taraflı yazmanın önüne geçimiş ve üçlü kondansatör grupları ile kompanzasyon sağlanmış olur. En önemlisi de elektronik sayaçlı işletmelerde VARko-3XX reaktif güç kontrol rölenizin, enerji sayma ve çalışma şeklini düzenleyen sayaç tipi seçimi, mutlaka ELEKTRONİK SAYAÇ UYUMLU olacak şekilde ayarlanması gerekmektedir. VARko-3XX kullanım klavuzunda bulabileceğiniz bu ayarlama yapılmaz ise, mekanik sayaçtaki gibi, sadece bileşke hesabından yola çıkan cihaz, hafızasında ilerlettiği sayaç değerlerini mekaniğe göre ilerleteceğinden, sayacınız ile uyumsuzluk oluşabilir. VARko-3XX fabrika çıkış sayaç tipi ayarı, mekanik sayaç ile uyumlu olacak şekildedir.
Fazlarınızdan çekilen reaktif güç değerleri arasında, ±%10 veya daha büyük fark olması durumunda ise, hem kapasitif, hem indüktif eksende sayacınızda taşmalar yaşanması olasılığı bulunmaktadır. Bu durumda yapılabilecek çözümler şunlardır;
* İşletme içerisinde dengesizliğe neden olan monofaze cihazları, münferit kompanzasyon ile merkezi panoyu etkilemeyecek şekilde kendi içinde kompanze edip, VARko-3XX kullanarak sistemi kompanze etmek,
* Üç fazı da kendi içerisinde 3 adet VARko-1XX kullanarak,VARko-1XX çıkışlarına sadece faz-nötr kondansatörler takarak kompanze etmek,
* Faz-nötr monofaze, Faz-Faz iki fazlı ya da RST trifaze her tip kondansatör ile uyumlu olan VARkombi röle ile kompanze etmek,
Bizim önerimiz, KAEL Mühendislik ve Elektronik Ltd. Şti.'nin en son piyasaya sürmüş olduğu VARkombi reaktif güç kontrol rölesi ile kompanzasyon yapılmasıdır. Çünkü hem trifaze, hem faz-faz, hem de faz-nötr kondansatörler ile uyumlu çalışabilen VARkombi, sistemin ihtiyaç duyduğu faz ya da fazlarda, en uygun değerli kondansatör ya da kondansatörleri seçer. Önemli olan sisteminizdeki monofaze, faz-faz ve trifaze yükleri ölçerek, röle çıkışlarına uygun kondansatörleri yerleştirmektir. Böylece yük durumuna göre öncelikle kompanzasyonu sağlayan trifazeler olmak üzere VARkombi tarafından en uygun kondansatör değerleri sisteme dahil edilerek kompanzasyon sağlanır. Bilhassa, trifaze yüklerin haricindeki monofaze, faz-faz yüklerin dengelenmesinin imkansız ya da çok masraflı olduğu ya da monofazeler işletme içinde dengeli dağıtılmış olsa bile eş zamanlı kullanılmadığı işletmelerde, VARkombi yüksek başarı sağlamıştır.
Bir başka alternatif te münferit kompanzasyon ile birlikte VARko-3XX reaktif güç kontrol rölesini kullanarak kompanzasyonu sağlamak kullanılmasıdır. Bu tarz bir sistemde de, dengesizliğe neden olan monofaze ya da iki fazlı çalışan cihazlar, kendi başlarına sisteme girdiklerinde, cihazlar ile birlikte devreye girebilen kondansatörler bağlanır. Bu tür kompanzasyonda amaç, monofaze cihazların, pano üzerindeki bileş***e göre temel işlemlerini gerçekleştiren VARko-3XX reaktif güç kontrol rölesine, dengesizliğin yansımasını engellemektir. Bu durumda VARko-3XX, sadece sistemdeki trifaze cihazları kompanze etmiş olur. Trifaze cihazlar da üç fazdan dengeli yük çekecekleri için elektronik sayaçta her iki taraftan açılma durumu meydana gelmez.
Çok çaresiz kalınmış olan işletmelerde, üç fazı da kendi içerisinde 3 adet VARko-1XX kullanarak,VARko-1XX çıkışlarına sadece faz-nötr kondansatörler takarak kompanze etmek te mümkündür. Tüm yükler monofaze ise bu uygulama yapılabilir. Lakin, yüklerin bir kısmının trifaze olması durumunda, nötr ile ilgisi olmayan trifaze yükler, nötr üzerinden kompanze edilmeye çalışıldığı için, kanımızca nötr üzerine gereksiz yük bindirecektir. Trifaze yüklerin yine trifaze kondansatörler ile kompanze edilmesi, tek olan nötr hattınızın, olası aşırı yüklenmeye maruz kalmasını engeller. Bu nedenlerden dolayı, trifaze cihazların olduğu bir işletmede, kompanzasyon sisteminin, tamamen faz-nötr kondansatörler ile yapılması iyi bir çözüm olmayabilir.
Sistemimize uygun reaktif güç kontrol rölemizi seçtikten sonra, artık kondansatör seçmemiz gerekmektedir. Reaktif güç kontrol rölemizi seçtikten sonra, ölçümlerden alınan değerler değerlendirilerek, uygun kondansatörler bulunmalıdır. Uygun degerdeki kondansatörler Sisteme uygun kondansatör seçimi sayfamızda anlatılmaktadır.
SİSTEME UYGUN KONDANSATÖR SEÇİMİ
Uygun reaktif güç kontrol rölemizi VARko-1XX, VARko-3XX veya VARkombi olacak şekilde seçtik. Henüz rölemizi seçmediysek, sisteme uygun reaktif güç kontrol röle seçimi sayfamızı okumanızı öneririz. Reaktif güç kontrol rölemizi seçtiysek, o zaman reaktif güç kontrol rölemize en uygun kondansatörleri seçip bağlamamız gerekmektedir. Eğer kondansatör değerlerimizi iyi seçemezsek, rölemiz KAEL VARko Serisi olsa bile, beklediğimiz sonucu alamıyor olabiliriz. İşimiz doğru röleyi seçmek ile malesef bitmemektedir.
kondansatör seçiminde, iki farklı şekilde kondansatör grubu hazırlama şekli mevcuttur. Bunlar;
* VARko-1XX ya da VARko-3XX reaktif güç kontrol röleleri için kondansatör seçimi,
* VARkombi reaktif güç kontrol rölesi için kondansatör seçimi,
Çünkü , VARko-1XX ve VARko-3XX reaktif güç kontrol röleleri, sadece trifaze kondansatörler ile kompanzasyon yapacakları için, tüm kademeler trifaze kondansatörlerden oluşturulacaktır. VARkombi reaktif güç kontrol rölesinde ise, kademeler monofaze, iki fazlı ya da trifaze kondansatörlerden oluşturulabilir. Şimdi röleye ve sisteminize uygun kondansatörleri nasıl belirleyeceğimizi inceleyelim.
ÖNEMLİ NOT: VARko-1XX, VARko-3XX ve VARkombi reaktif güç kontrol rölelerinin ölçüm hassasiyeti seconderde "1" VAr ya da "1" Watt ya da 1VA'dır. Seconderde "5-1100 VAr" ya da "5-1100 Watt" ya da "7-1100 VA aralığında çalışırlar. Fakat kondansatör alt değeri, faz başına seconderde minimum 5VAr'dır (ölçüm alt sınır gereği). Akım trafosunun seconder çıkışında, faz başına bu değerin altında kapasitif etkisi olan kondansatörlerin değeri cihaz tarafından "0" kabul edilir. Kondansatör değerinin cihaz tarafından sıfır okunmaması için, bu değerin en az %100 fazlasını güvenli kullanım için öneriyoruz.
Akım Trafo değeri Faz Başına Kullanılabilen En Küçük Kondansatör Değeri
(VAr) Faz Başına Kullanılması Önerilen Kondansatör Güvenli Alt Değeri
(VAr)
X/5 X 2X
100/5 100 VAr (0.1 KVAr) 200 VAr (0.2 KVAr)
500/5 500 VAr (0.5 KVAr) 1000 VAr (1 KVAr)
2500/5 2500 VAr (2.5 KVAr) 5000 VAr (5 KVAr)
10000/5 10000 VAr (10 KVAr) 20000 VAr (20 KVAr)
* Kırmızı ile yazılan değerler, ilgili akım trafosu değeri için, röle tarafından kabul edilen , kondansatörün sıfır olması alt sınırıdır. İlgili akım trafosunda bu değere eşit ya da daha küçük kondansatör kullanılması önerilmez.
* Yeşil ile yazılan değerler, ilgili akım trafosu değeri için, röle tarafından güvenli kabul edilen , %100 toleranslı değerlerdir. İlgili akım trafosunda bu değere eşit ya da daha büyük kondansatör kullanılması önerilir.
* Kullanılan kondansatörlerin, ilgili akım trafosuna göre, faz başına değeri, Yeşil ile yazılan değerlerin altına düşmesi durumunda, kırmızı ile yazılan değerlere kadar düşmeden değiştirilmesi önerilir.
* İlgili değerler faz başına yani monofaze kondansatör değerleridir. İki fazlı kondansatörler için tablodaki değerlerin 2 katı, trifaze kondansatörler için tablodaki değerlerin 3 katı geçerlidir.
VARko-1XX ve VARko-3XX reaktif güç kontrol röleleri için kondansatör seçimi,
VARko-1XX ve VARko-3XX reaktif güç kontrol röleleri, üç fazlı sistemin kompanzasyonunda, trifaze kondansatörler ile uyumludur. Bu nedenle kondansatorlerin belirlenmesi icin kriterlerimizi iki parametre belirler. Bunlar;
* Sistemin toplam reaktif gücü nedir?
* Sistemde aynı güç değerinde sisteme anlık girip çıkan yük miktarı nedir?
Sistemin toplam reaktif gücü, kullanılacak olan kondansatörlerin toplam gücü demektir. Sadece ve sadece sistemden çekilen reaktif güç, sistemi kompanze edecek olan kondansatör toplam gücü demektir. Sistemin emniyet ile çalıştırılması için, toplam kondansatör değerine en az %20 toleranspayı eklenmeli ve kondansatör toplam değeri bu değer üzerinden yapılmalıdır.
Sisteminizde kullanılacak olan kondansatörler, bildiğiniz gibi sistem stabil ise küçükten büyüğe doğru, ara değerleri elde edebilecek şekilde sıralanmalıdır. İyi kompanzasyon için en çok dikkat edilmesi gereken konu, ilk 3 kademeden sonrası için, bir kondansatörün değeri, kendisinden önceki kondansatörlerin değerinin toplamından kesinlikle daha büyük olmamasıdır!. İlk 3 kademe de kondansatörler arası adım aralıklarının belirlenmesinde önemli rol oynar.
* Kademeler dizilirken, en az kademe sayısında kompanzasyon sağlanmak isteniyorsa şu yöntem izlenmelidir. İlk 3 kademe adım aralığının ne olacağını belirler. Olabildiğince küçük değerler tercih edilmelidir.
* 3 kademeden sonraki kademeleri, kendisinden önceki güç değeleri toplamı kadar güçte kondansatör koyarak değerlerini bulmak.
* Kademeler dizilirken en fazla kademe sayısında, ama en hassas kompanzasyon için şu yöntem izlenmelidir. İlk 3 kademe adım aralığının ne olacağını belirler. Olabildiğince küçük değerler tercih edilmelidir.
* 3 kademeden sonraki kademeleri, kendisinden önceki güç değeleri toplamının yarısı kadar güçte kondansatör koyarak değerlerini bulmak.
* Röle kademe sayısında, sistemin ihtiyacı olan toplam güce ulaşamazsanız, son kademelerden başlayarak başa doğru, kondansatör güçlerini kendinden önceki kademelerin toplam gücün yarısı değil, kendisinden önceki kademelerin toplam gücü kadar seçilebilir.
* Kademeler dizilirken, sistemde aynı zamanda senkronize olarak girip çıkan mevcut yükler var ise ve büyüklüğü biliniyor ise, en hassas kompanzasyon için şu yöntem izlenmelidir. İlk 3 kademe adım aralığının ne olacağını belirler. Olabildiğince küçük değerler tercih edilmelidir.
* 3 kademeden sonraki kademeleri, kendisinden önceki güç değeleri toplamı kadar güçte kondansatör koyarak değerlerini bulmak.
* Tekrarlı olarak sistemde devreye giren yüklerin gücüne ulaştığımız zaman, ilgili güçte, arka arkaya en az alt zaman aralığının değeri adedinde kondansatör konulur. (Örneğin, sürekli 1.5 KVAr gücünde 5 adet yük saniyede bir devreye girip çıkıyor ise kondansatör diziliminde 1.5 KVAr gücüne ulaştığımız kademeden sonra zaman alt sınır değerimiz "talt" ne ise o adet kadar arka arkaya 1.5 KVAr'lık kondansatörleri bağlamak gerekir.)
* Tekrar edilen kademelerden sonra, kendisinden önceki güç değeleri toplamı kadar güçte kondansatör koyarak değerlerini bulmak ve kademeler dolana kadar bu işlemi yapmak.
* Röle kademe sayısında, sistemin ihtiyacı olan toplam güce ulaşamazsanız, aynı güçte olan tekrar edilen kondansatör adedini azaltmalı ve kondansatör seçimini baştan yapmalısınız
Örnek1;
Bir sistemin akım trafosu 50/5 tir. Sistem tamamen açık olup maksimum güç çekiliyor iken üç fazdan da eşit olarak 5 Kvar reaktif güç çekiliyor ise bu sistemin kondansatör seçimi nasıl olmalıdır. (Sayaç mekanik farzediliyor.)
Cevap1;
Öncelikle üç fazdan toplam çekilen yük miktarı, üç fazdan da eşit ve 5 Kvar olduğu için
Toplam Reaktif Güç=5+5+5=15KVAr
demektir. Kondansatör toplam değeri için minimum %20 tolerans ilavesi yapmak gerekeceği için
Minimum Tolerans=Toplam Reaktif Güç*(20/100)
demektir. Yani sistemin çektiği toplam reaktif gücün %20'u, minimum tolerans değeri kabul edilir.
Minimum Tolerans=15*(20/100)=3KVAr
Demek ki kondansatör gücümüzün toplamı en az
Toplam Kondansatör Gücü=Toplam Reaktif güç + Minimum Tolerans
olacak ise,
Toplam Kondansatör Gücü=15 + 3= 18KVAr
demektir.
Toplam olarak sistemin çekmiş olduğu reaktif güç değerini bulduk ve buna minimum toleransımızı ekledik. Eğer isterseniz daha fazla tolerans koyarak, olası ilave yüklerden dolayı, düşük kompanzasyona kalmadan, sisteminiz bunun üstesinden gelebilir. Minimum tolerans sadece zaman içerisinde azalacak olan kondansatör güçlerinizin sistemde sorun çıkarmasını engellemek ve sisteme dahil olabilecek ilave küçük yüklerden sisteminizin etkilenmemesi amaçlıdır.
En az kademe sayısında çözüme ulaşmak için kondansatörler
0.5 KVAr|1 KVAr|1.5 KVAr|2.5 KVAr|5KVAr|7.5KVAr
Fakat en az sayıda çözüme ulaşılması bir çok sistem için iyi sonuç vermeye bilir. O neden ile bizim tavsiyemiz kademelerin sayısını arttırmak, ve kondansatör değerlerini bu kademelere yaymaktır. Önceki dizilişte 6 kademe ile yapmıştık. Bunu daha hassas nasıl yapabiliriz? Şöyle ki;
Daha fazla kademe sayısında daha hassas çözüme ulaşmak için kondansatörler
0.5 KVAr|1 KVAr|1.5 KVAr|1.5 KVAr|2 KVAr|2.5 KVAr|5KVAr|7.5KVAr
Görüldüğü üzere 6 kademe üzerinde yapılan hamleler 8 kademeye yayılınca daha küçük aralıklar ile sıralanabilmektedir. Dikkat ettiyseniz, 5 ve 7.5 KVAr değerlerden vazgeçmedik ama ara adımları azalttık. Çünkü büyük adım atmamızı sağlayan kondansatörler, anlık işlemlerimizi hızlandıracakları için onları çok küçültmememiz de gerekmektedir. En azından sistemimizde tek başına büyük yük çeken cihazlarımız mevcut ise, o cihazlarımızın değerlerine uygun kondansatör değerleri küçültülmemelidir.
VARkombi ve reaktif güç kontrol rölesi için kondansatör seçimi,
VARko-1XX ve VARko-3XX reaktif güç kontrol röleleri, sadece trifaze kondansatörler ile sistemi kompanze etmeye yönelik cihazlardı. Bu nedenden dolayı, sistemin ihtiyacı olan toplam reaktif güç üzerine %20 tolerans dahilinde kondansatörleri, kolayca sıralayabilmekteydik.
VARkombi reaktif güç kontrol rölesinde ise mutlaka daha öncede bahsedildiği üzere, her tip kondansatör takılabilmektedir. Önemli olan, rölenin ihtiyaç duyulan fazda ve gerekli güç miktarında kondansatöre ihtiyacı olmasıdır. Çünkü VARkombi, sistemin tek fazdan kondansatöre ihtiyacı olursa, bunu başka fazlarda etkisi olan kondansatör ile sağlamaz. Bu neden ile sistemi incelerken monofaze, iki fazlı ve trifaze yükler olarak incelememiz gerekmektedir.
Şöyle ki;
* Sistemi incelerken yapılması gerekenler, Sistemdeki tüm yükleri kapattırıp, sadece monofaze yükleri devreye aldırın ve sistemin her fazının reaktif güçlerini, ayrı ayrı ölçüp not alın,
* Monofazeler için yapmış olduğumuz ölçümü, iki fazlı yükler için önce 1-2 fazları üzerindekiler, 2-3 fazları üzerindekiler, ve 1-3 fazları üzerindekiler olmak üzere ölçün. ve ayrı ayrı not alın..
* Tüm sistemi kapattırıp, sadece trifaze yükleri devreye alıp, trifaze yüklerin toplam reaktif gücünü not alın.
Sonuç olarak elimizde, her fazda monofaze yüklerin güçleri, iki fazlı yüklerin güçleri ve trifaze yüklerin güçleri olmuş oluyor. Bu sayede, ilgili fazlardaki ihtiyaçları belirlemiş oluyoruz. İlgili aralıklarda fazları belirledikten sonra yapılacak şey bu aralıklarda ihtiyaç kadar kondansatörleri kullanmak.
VARko-1XX ve VARko-3XX teki kondansatör sıralama mantıklarına uygun olarak, bu sefer ilgili fazlarda kondansatörlerimizi yerleştirmeliyiz. VARko-1XX ve VARko-3XX'deki kondansatör sıralama mantığı iyi anlaşıldıysa, her fazın toplamı için, her iki fazlı yüklerin toplamı için ve toplam trifaze yük için aynı mantık uygulanır. Dikkat edilmesi gereken VARkombi rölenizin kademelerini en uygun dağılım ile kullanmaktır. Aşağıdaki örnek ile durum çok daha iyi şekilde anlaşılacaktır.
Örnek2;
Bir sistemin akım trafosu 50/5 tir. Sistemde sadece monofaze yükler var iken ölçülen reaktif güçler, R fazında 2.1KVAr, S fazında 4.1 KVAr, T fazında da 1.25 KVAr'dır. Sistemde sadece trifaze yükler var iken her fazda da 2.8 KVar indüktif yük çekildiği gözleniyor ise VARkombi röle için kondansatör dizilimi nasıl olmalıdır. (Sayaç elektronik kombi farzediliyor.)
Cevap2;
Öncelikle bize her fazdan ayrı ayrı monofaze yükler ve trifaze yüklerin faz başına çekilen yük miktarları, verilmiştir. böylece
Faz 1 Monofaze Toplam Reaktif Güç=2.1
Faz 2 Monofaze Toplam Reaktif Güç=4.1
Faz 3 Monofaze Toplam Reaktif Güç=1.25
Trifaze Toplam Reaktif Güç=2.8+2.8+2.8
demektir. Kondansatör toplam değeri için minimum %20 tolerans ilavesi yapmak gerekeceği için
Minimum Tolerans=Toplam Reaktif Güç*(20/100)
demektir. Yani sistemin çektiği faz başına ve toplam reaktif gücün %20'u, minimum tolerans değeri kabul edilir.
Faz 1 Minimum Tolerans=2.1*(20/100)=0.42KVAr
Faz 2 Minimum Tolerans=4.1*(20/100)=0.82KVAr
Faz 3 Minimum Tolerans=1.25*(20/100)=0.25KVAr
Trifaze Minimum Tolerans=8.4*(20/100)=1,68KVAr
Demek ki kondansatör gücümüzün toplamı en az
Toplam Kondansatör Gücü=Toplam Reaktif güç + Minimum Tolerans
olacak ise,
Faz1 Toplam Kondansatör Gücü=2.1 + 0.42= 2.52KVAr
Faz2 Toplam Kondansatör Gücü=4.1 + 0.82= 4.93KVAr
Faz3 Toplam Kondansatör Gücü=1.25 + 0.25= 1.5KVAr
Trifaze Toplam Kondansatör Gücü=8.4 + 1.68= 10.08KVAr
demektir.
Fazların kendi içlerinde ve trifaze toplam olarak sistemin çekmiş olduğu reaktif güç değerini bulduk ve buna minimum toleransımızı ekledik. Eğer isterseniz daha fazla tolerans koyarak, olası ilave yüklerden dolayı, düşük kompanzasyona kalmadan, sisteminiz bunun üstesinden gelebilir. Minimum tolerans sadece zaman içerisinde azalacak olan kondansatör güçlerinizin sistemde sorun çıkarmasını engellemek ve sisteme dahil olabilecek ilave küçük yüklerden sisteminizin etkilenmemesi amaçlıdır.
VARkombi ile en uygun kademe değerleri şu şekildedir
Faz1 Üzerinde Monofaze Kondansatörler(R)
1 KVAr |1.5 KVAr
Faz2 Üzerinde Monofaze Kondansatörler(S)
1 KVAr|1.5 KVAr|2.5 KVAr
Faz3 Üzerinde Monofaze Kondansatörler(T)
0.5 KVAr|1 KVAr
Trifaze kondansatörler
1 KVAr|1.5 KVAr|2 KVAr|2.5 KVAr|3 KVAr
Burada dikkat edilmesi gereken fazların ihtiyaçlarına cevap verecek olan kondansatörleri ilgili fazlara bağlamaktır. Çünkü, VARkombi röle, hangi fazda ihtiyaç var ise, ilgili fazdaki gerekli miktarda kondansatörü sisteme alır. Kompanzasyon fazlasını sistemden çıkarır.
Unutulmamalıdır ki, sisteme uygun olmayan çözümler, sisteminizde kesinlikle sizi sonuca ulaştıramaz. En iyi sonuç, en iyi analiz edilmiş sistemden elde edilir.
