ETİK
KÜLTÜR & SANAT
Elektrik Tesislerinde Güç Faktörü Düzeltme ve Harmonik Filtreleme Yazı Dizisi-1
.png)
Elektrik Tesislerinde Güç Faktörü Düzeltme ve Harmonik Filtreleme
Yazı Dizisi-1
Tercüme: Alper Çelebi
Elektrik tesislerinde, yükler şebekeden elektrik gücünü (aktif) güç kaynağı olarak çekerler (örn. kişisel bilgisayarlar, yazıcılar, tıbbi teşhis ekipmanları, vb.) veya onu başka bir enerji formuna (örn. elektrikli lambalar veya fırınlar) ya da mekanik çıkışa (örn. elektrik motorları) dönüştürürler. Bunu elde etmek için genellikle yükün şebeke ile çoğunlukla indüktif tip olan reaktif enerjiyi değiş tokuş etmesi gerekir. Bu enerji, hemen diğer formlara dönüştürülmemiş olsa da, elektrik şebekesinde üreticilerden (kaynaktan) iletkenler boyunca kullanıcıya akan toplam gücü artırmaya katkıda bulunur. Bu tarz bir negatif etkiyi azaltmak için elektrik tesislerinde güç faktörü düzeltilmesi yapılır.
Kullanışlı elektrik gücünün aktarımı için gerekli reaktif enerjiyi yerel olarak üretmek üzere kapasitör bankları kullanılarak elde edilen güç faktörü düzeltilmesi, tesislerin teknik-ekonomik yönetimini daha rasyonel hale getirir.
Dahası, elektronik devreler ve elektrikli sürücüler gibi doğru akım kullanıcılarının mevcut yayılımı, şebekeye enjekte edilen akım harmoniklerinin üretilmesi sonucu diğer yüklere bağlı dalga formlarının kirlenmesi ve bozulmasına yol açar. Bu nedenle, hem pasif hem de aktif harmonik filtrelerin kullanılması, şebekenin genel güç kalitesinin artırılması için katkıda bulunurken, bu tür filtreler düzgün boyutlandırıldığında ayrıca şebeke frekansında güç faktörü düzeltilmesini yürütür.
Bu yazı dizisi , güç faktörü düzeltilmesi tanımından başlayarak teknik-ekonomik avantajlardan güç faktörü düzeltilmeyi sağlama şekillerini ve yöntemlerini açıklamaya, çok fazla teknik detaya girmeden bu sorunların analizini yapma amacı taşır ve kapasitör banklarının anahtarlanması ve harmonik filtreleme cihazlarının uygun seçimine rehberlik eder.
Bu teknik föye entegre olarak aşağıdaki 5 adet ek teknik bilgiler açıklanacaktır.
• Çeşitli besleme gerilimi değişimlerinde reaktif gücün nasıl oluştuğuna dair belirtiler ve reaktif gücün şebekeye
verilmesini önlemek için hususlar;
• Standart güç faktörü düzeltilmesinin nasıl şebekedeki mevcut harmoniklerin değerinin indirgenmesi anlamına geldiğini gösteren bozuk kararlı durum koşullarındaki güç faktörü düzeltilmesi ve filtrelenmesi hakkında hususlar;
• Kapasitör banklarının anahtarlanması ve deşarjı sırasında gerilim ve akım karakteristiklerinin açıklamaları;
• Fotovoltaik santrallerde güç faktörü düzeltilmesi ile ilgilihususlar;
• Üç fazlı sistemlerde nötr iletkenin akım değerlendirmesine harmoniklerin katkıları konusunda notlar.
1. Güç faktörü düzeltmenin genel özellikleri
Alternatif akım devrelerinde, bir yük tarafından çekilen akım iki bileşen ile temsil edilebilir:
• Aktif bileşen IR, besleme gerilimi ile uyum içerisinde olup, çıkış (ve bu yüzden farklı türde enerjiye dönüştürülen elektrik enerjisinin bir bölümü: mekanik enerji, ışık enerjisi, termal enerji…) ile doğrudan ilgilidir;
•Reaktif bileşen IQ, gerilim ile dik evreli olup, elektrik veya manyetik alan boyunca güçlerin dönüştürülmesi için gerekli olan akımı oluşturmak için kullanılır ve besleme ve yük arasında enerji transferi göstergesidir. Bu olmadan, gücün net transferi olamaz. Örneğin, transformatörün çekirdeğindeki manyetik kaplin veya motordaki hava boşluğu yoluyla.
En sık görülen durumda, ohmik indüktif tip yüklerin varlığında, toplam akım I, aktif bileşen IR 'ye göre geriden gelir.
Bu nedenle, bir elektrik tesisatında aktif güç P'ye ek olarak, elektrik enerjisinin dönüştürülmesi için gerekli
olan ama şebeke ile değiş tokuş yüzünden yükte kullanılamayan belirli bir Q reaktif gücü üretmek ve aktarmak gerekir. Üretilen ve iletilen gücün birleşimi görünen güç S'yi teşkil eder.
Güç faktörü cosϕ aktif bileşen IR ve toplam I akımı değeri arasındaki oran olarak tanımlanır;
ϕ gerilim ve akım arasındaki faz açısıdır. Verilen bir V faz gerilimi için, sonuç:
.png)
Tablo 1.1 bazı elektrikli cihazlardaki tipik güç faktörlerini gösterir.
.png)
Güç faktörünün iyileştirilmesi, gerekli reaktif gücü yerel olarak sağlayarak tesisatın tanımlanmış bir bölümünde güç faktörünü artırmak için gerekli işlemlerin yapılması anlamına gelir. Böylece akım ve dolayısıyla şebekeden yukarı yönde akan gücün değeri, gerekli aynı çıkış gücünde azaltılabilir. Böylece, hatlar, güç kaynakları ve transformatörler aşağıdaki bölümde daha iyi açıklandığı üzere, daha düşük bir görünür güç için boyutlandırılabilir.
Tamamen teknik bir bakış açısından bakıldığında, uygun büyüklükteki bir tesisat düşük güç faktörü durumunda da düzgün çalışabilir; bu nedenle bir elektrik tesisatında olması gereken güç değerini tam olarak belirten bir standart yoktur.
Ancak, güç faktörünü iyileştirmek, teknik ve ekonomik avantajlar sağlayan bir çözümdür; hatta, düşük cosϕ 'a sahip bir tesisatın yönetimi, elektrik tedarikçisi kurum için maliyetlerde bir artış anlamına gelir ve dolayısıyla düşük güç faktörleri ile enerji çekilmesini cezalandıran bir tarife yapısı uygular.
Farklı ülkelerde yürürlükte olan yasal tedbirler, ulusal elektrik tedarikçilerinin az ya da çok detaylı bir tarife sistemi oluşturmasına izin verir; detaylara çok girmezsek, böylesi bir sistem, kaynağın gerilim seviyesine (düşük, orta ya da yüksek) ve güç faktörüne bağlı olarak 0.9'a eşit bir cosϕ'yi aşan çekilen bir reaktif enerjinin belirlenen miktarlara göre ödeneceği şekilde yapılandırılır.
Uygulanan tarifeye göre, tüketici kendi ek ücret miktarını belirleyebilir ve böylece güç faktörü düzeltilmesi için bir tesisat maliyeti ile karşılaştırıldığında ödenecek cezalara ilişkin tasarrufları değerlendirebilir.
2. Güç faktörü düzeltmenin teknik avantajları
Daha önce bahsedildiği üzere, gerekli reaktif gücü yerel olarak besleyerek bir tesisatın güç faktörü düzeltildiğinde, aynı gerekli çıkış gücü seviyesinde, akım değerini ve dolayısıyla yük tarafında çekilen toplam gücü indirgemek mümkündür; bu da birçok avantaj anlamına gelir. Bu avantajlar arasında elektrik makinelerinin (generatör ve transformatörler) ve elektrik hatlarının (aktarım ve dağıtım hatları) daha iyi kullanımı vardır.
Sinüzoidal dalga formları durumunda, cosϕ1 bir güç faktöründen cosϕ2 güç faktörüne geçmesi gereken reaktif güç şu ilişkiyle verilir (hem üç fazlı hem tek fazlı sistemler için geçerlidir):
.png)
Örnek
Ortalama 300 kW güç çeken üç fazlı bir santralde (Un=400 V) güç faktörünü 0.8'den 0.93'e çıkarmak istiyoruz diyelim.
Çekilen akım:
.png)
Önceden açıklanan formülü uygulayarak, Qc tarafından yerel olarak üretilecek reaktif güç şu şekilde elde edilebilir:
.png)
Güç faktörü düzeltme etkisi nedeniyle, çekilen akım 540 A'dan şu değere düşecektir:
.png)
Yukarıda söylenenler için, güç faktörü düzeltilmesinin başlıca avantajları şöyle özetlenebilir:
• Elektrik makinelerinin daha iyi kullanımı
• Elektrik hatlarının daha iyi kullanımı
• Kayıpların azaltılması;
• Gerilim düşümlerinin azaltılması.
2.1 Elektrik makinelerinin daha iyi kullanımı
Generatörler ve transformatörler S görünür gücüne göre boyutlandırılır. Aynı P aktif gücünde, sağlanacak Q reaktif gücü ne kadar küçük olursa, görünür güç de o kadar küçük olur. Böylece, tesisatın güç faktörünü iyileştirerek, bu makineler daha düşük bir görünür güç için boyutlandırılabilirken halen aynı aktif gücü sağlayabilirler.
Örnek olarak, Tablo 2.1'de OG/AG üç fazlı transformatörler için aktarılabilen gücün değişimi, yükün cosϕ fonksiyonu olarak gösterilmektedir.
.png)
Yukarıdaki tablodan çıkan sonuca göre cosϕ=0.7 olan 170 kW toplam gücü bir dizi yüke beslemek için 250 kVA bir transformatör kullanılmalıdır. Eğer yükler 0.7 yerine cosϕ=0.9 ile aynı gücü çekerlerse, 200 kVA bir transformatör kullanmak yeterli olacaktır.
Aynısı generatörler için de geçerlidir
2.2 Elektrik hatlarının daha iyi kullanımı
Güç faktörü düzeltilmesi, kablo boyutlandırmada da avantajlar elde edilmesini sağlar. Nitekim, daha önce
bahsedildiği üzere aynı çıkış gücünde, güç faktörünün artırılmasıyla akım azalır. Akımdaki bu indirgeme, daha az kesit alanına sahip iletkenlerin seçimini sağlayacak şekilde yapılabilir.
Pratik bir örnek üzerinden açıklamak için cosϕ = 0.7 ile, Un= 400 V geriliminde 170 kW'ye eşit bir Pn yükünü ele alalım; çekilen I0.7 akımı:
.png)
Delikli bir kablo tavasına düz bir şekilde monte edilmiş EPR yalıtımlı tek damarlı bir bakır kablo seçerken, standart şartlar altında, 120 mm2 bir kesit alanı gerekecektir (bkz. Tablo 2.2).
0.9 cosϕ değeri elde edecek şekilde yerel olarak güç faktörünü düzeltmek için, gerekli akım:
.png)
Bu akım değeri ile kablo 70 mm2 kesit alanına sahip olabilir.
.png)
2.3 Kayıpların azaltılması
Bir elektrik iletkeninin güç kayıpları iletkenin kendi direncine ve bunun üzerinden akan akımın karesine bağlıdır; iletilen aynı aktif güç değeri ile cosϕ ne kadar büyük olursa, akım o kadar düşük olacağından, buna müteakip güç faktörü arttığında güç faktörü düzeltilmesinin gerçekleştiği noktanın besleme tarafındaki iletkendeki kayıplar azalacaktır.
Üç fazlı bir sistemde kayıplar aşağıdaki gibi açıklanır:
.png)
Bu formülden [2.4] çıkan sonuca göre, örneğin, güç faktörünü 0.7'den 0.9'a çıkartarak, kayıplarda %39.5
oranında tasarruf elde edilir. Tablo 2.3'te güç faktörünü ilk cosϕ1 değerinden 0.9 ve 0.95 son değerlerine yükselterek kayıplarda elde edilen tasarruf görülebilir.
.png)
Güç faktörünü iyileştirerek, güç faktörünün iyileştirildiği noktanın kaynak yönünde, kurulumun tüm kısımlarındaki güç kayıplarında indirgenme elde edilir.
(1)
.png)
2.4 Gerilim düşümünün azaltılması
Hat-Hat geriliminin üç fazlı bir hatta düşüşü şu şekilde açıklanabilir:
.png)
Burada:
• R ve X, sırasıyla hattın direnç ve reaktansıdır;
• P aktarılan aktif güçtür;
• I akımdır;
• Un nominal gerilimdir.
Aynı aktarılan aktif güç seviyesinde, güç faktörü(2) ne kadar yüksek olursa gerilim düşümü daha küçük olacaktır.
Faz gerilim düşümü ΔVyi gösteren diyagramlardan görüleceği üzere, gerilim ve akım arasındaki faz kayma akımı ϕ ne kadar küçük olursa (yük akımının aynı aktif bileşeni ile ve bu yüzden, aynı aktif güç ile) gerilim değişimi o kadar küçük olur; bir reaktif güç çekimi yok ise, bu değişim minimumdur (eş fazlı akım)(3).
.png)
(2) Aktardıkları güç karakteristik güce eşit olacak şekilde tasarlanan çok yüksek gerilimli hatlarda, gerilim değişimi hali hazırda kendi içinde sınırlandırılmıştır (eğer hatta kayıp olmadığı varsayılırsa sıfır) ve üstelik seri indüktanstaki akımın akışı yüzünden indüktif reaktif güç tüketimi, türetilmiş kapasitanslarca üretilen kapasitif reaktif güce kusursuz bir şekilde eşittir.
(3) Tanım olarak ve diyagramlarda belirtildiği üzere, gerilim düşümü modülün giriş ve çıkış gerilimi arasındaki farktır. [2.5] formülüyle ΔV hesaplanırken, gerilimin 1/200'üne eşit ilave bir terim verilmez, bu yüzden ihmal edilebilir.
Bundan sonraki yazımızda "Güç Faktörünü Düzeltmenin Ekonomik Avantajları, Reaktif Gücün Üretim Araçları, " anlatılacaktır.
Kullanışlı elektrik gücünün aktarımı için gerekli reaktif enerjiyi yerel olarak üretmek üzere kapasitör bankları kullanılarak elde edilen güç faktörü düzeltilmesi, tesislerin teknik-ekonomik yönetimini daha rasyonel hale getirir.
Dahası, elektronik devreler ve elektrikli sürücüler gibi doğru akım kullanıcılarının mevcut yayılımı, şebekeye enjekte edilen akım harmoniklerinin üretilmesi sonucu diğer yüklere bağlı dalga formlarının kirlenmesi ve bozulmasına yol açar. Bu nedenle, hem pasif hem de aktif harmonik filtrelerin kullanılması, şebekenin genel güç kalitesinin artırılması için katkıda bulunurken, bu tür filtreler düzgün boyutlandırıldığında ayrıca şebeke frekansında güç faktörü düzeltilmesini yürütür.
Bu yazı dizisi , güç faktörü düzeltilmesi tanımından başlayarak teknik-ekonomik avantajlardan güç faktörü düzeltilmeyi sağlama şekillerini ve yöntemlerini açıklamaya, çok fazla teknik detaya girmeden bu sorunların analizini yapma amacı taşır ve kapasitör banklarının anahtarlanması ve harmonik filtreleme cihazlarının uygun seçimine rehberlik eder.
Bu teknik föye entegre olarak aşağıdaki 5 adet ek teknik bilgiler açıklanacaktır.
• Çeşitli besleme gerilimi değişimlerinde reaktif gücün nasıl oluştuğuna dair belirtiler ve reaktif gücün şebekeye
verilmesini önlemek için hususlar;
• Standart güç faktörü düzeltilmesinin nasıl şebekedeki mevcut harmoniklerin değerinin indirgenmesi anlamına geldiğini gösteren bozuk kararlı durum koşullarındaki güç faktörü düzeltilmesi ve filtrelenmesi hakkında hususlar;
• Kapasitör banklarının anahtarlanması ve deşarjı sırasında gerilim ve akım karakteristiklerinin açıklamaları;
• Fotovoltaik santrallerde güç faktörü düzeltilmesi ile ilgilihususlar;
• Üç fazlı sistemlerde nötr iletkenin akım değerlendirmesine harmoniklerin katkıları konusunda notlar.
1. Güç faktörü düzeltmenin genel özellikleri
Alternatif akım devrelerinde, bir yük tarafından çekilen akım iki bileşen ile temsil edilebilir:
• Aktif bileşen IR, besleme gerilimi ile uyum içerisinde olup, çıkış (ve bu yüzden farklı türde enerjiye dönüştürülen elektrik enerjisinin bir bölümü: mekanik enerji, ışık enerjisi, termal enerji…) ile doğrudan ilgilidir;
•Reaktif bileşen IQ, gerilim ile dik evreli olup, elektrik veya manyetik alan boyunca güçlerin dönüştürülmesi için gerekli olan akımı oluşturmak için kullanılır ve besleme ve yük arasında enerji transferi göstergesidir. Bu olmadan, gücün net transferi olamaz. Örneğin, transformatörün çekirdeğindeki manyetik kaplin veya motordaki hava boşluğu yoluyla.
En sık görülen durumda, ohmik indüktif tip yüklerin varlığında, toplam akım I, aktif bileşen IR 'ye göre geriden gelir.
Bu nedenle, bir elektrik tesisatında aktif güç P'ye ek olarak, elektrik enerjisinin dönüştürülmesi için gerekli
olan ama şebeke ile değiş tokuş yüzünden yükte kullanılamayan belirli bir Q reaktif gücü üretmek ve aktarmak gerekir. Üretilen ve iletilen gücün birleşimi görünen güç S'yi teşkil eder.
Güç faktörü cosϕ aktif bileşen IR ve toplam I akımı değeri arasındaki oran olarak tanımlanır;
ϕ gerilim ve akım arasındaki faz açısıdır. Verilen bir V faz gerilimi için, sonuç:
Tablo 1.1 bazı elektrikli cihazlardaki tipik güç faktörlerini gösterir.
Güç faktörünün iyileştirilmesi, gerekli reaktif gücü yerel olarak sağlayarak tesisatın tanımlanmış bir bölümünde güç faktörünü artırmak için gerekli işlemlerin yapılması anlamına gelir. Böylece akım ve dolayısıyla şebekeden yukarı yönde akan gücün değeri, gerekli aynı çıkış gücünde azaltılabilir. Böylece, hatlar, güç kaynakları ve transformatörler aşağıdaki bölümde daha iyi açıklandığı üzere, daha düşük bir görünür güç için boyutlandırılabilir.
Tamamen teknik bir bakış açısından bakıldığında, uygun büyüklükteki bir tesisat düşük güç faktörü durumunda da düzgün çalışabilir; bu nedenle bir elektrik tesisatında olması gereken güç değerini tam olarak belirten bir standart yoktur.
Ancak, güç faktörünü iyileştirmek, teknik ve ekonomik avantajlar sağlayan bir çözümdür; hatta, düşük cosϕ 'a sahip bir tesisatın yönetimi, elektrik tedarikçisi kurum için maliyetlerde bir artış anlamına gelir ve dolayısıyla düşük güç faktörleri ile enerji çekilmesini cezalandıran bir tarife yapısı uygular.
Farklı ülkelerde yürürlükte olan yasal tedbirler, ulusal elektrik tedarikçilerinin az ya da çok detaylı bir tarife sistemi oluşturmasına izin verir; detaylara çok girmezsek, böylesi bir sistem, kaynağın gerilim seviyesine (düşük, orta ya da yüksek) ve güç faktörüne bağlı olarak 0.9'a eşit bir cosϕ'yi aşan çekilen bir reaktif enerjinin belirlenen miktarlara göre ödeneceği şekilde yapılandırılır.
Uygulanan tarifeye göre, tüketici kendi ek ücret miktarını belirleyebilir ve böylece güç faktörü düzeltilmesi için bir tesisat maliyeti ile karşılaştırıldığında ödenecek cezalara ilişkin tasarrufları değerlendirebilir.
2. Güç faktörü düzeltmenin teknik avantajları
Daha önce bahsedildiği üzere, gerekli reaktif gücü yerel olarak besleyerek bir tesisatın güç faktörü düzeltildiğinde, aynı gerekli çıkış gücü seviyesinde, akım değerini ve dolayısıyla yük tarafında çekilen toplam gücü indirgemek mümkündür; bu da birçok avantaj anlamına gelir. Bu avantajlar arasında elektrik makinelerinin (generatör ve transformatörler) ve elektrik hatlarının (aktarım ve dağıtım hatları) daha iyi kullanımı vardır.
Sinüzoidal dalga formları durumunda, cosϕ1 bir güç faktöründen cosϕ2 güç faktörüne geçmesi gereken reaktif güç şu ilişkiyle verilir (hem üç fazlı hem tek fazlı sistemler için geçerlidir):
Örnek
Ortalama 300 kW güç çeken üç fazlı bir santralde (Un=400 V) güç faktörünü 0.8'den 0.93'e çıkarmak istiyoruz diyelim.
Çekilen akım:
Önceden açıklanan formülü uygulayarak, Qc tarafından yerel olarak üretilecek reaktif güç şu şekilde elde edilebilir:
Güç faktörü düzeltme etkisi nedeniyle, çekilen akım 540 A'dan şu değere düşecektir:
Yukarıda söylenenler için, güç faktörü düzeltilmesinin başlıca avantajları şöyle özetlenebilir:
• Elektrik makinelerinin daha iyi kullanımı
• Elektrik hatlarının daha iyi kullanımı
• Kayıpların azaltılması;
• Gerilim düşümlerinin azaltılması.
2.1 Elektrik makinelerinin daha iyi kullanımı
Generatörler ve transformatörler S görünür gücüne göre boyutlandırılır. Aynı P aktif gücünde, sağlanacak Q reaktif gücü ne kadar küçük olursa, görünür güç de o kadar küçük olur. Böylece, tesisatın güç faktörünü iyileştirerek, bu makineler daha düşük bir görünür güç için boyutlandırılabilirken halen aynı aktif gücü sağlayabilirler.
Örnek olarak, Tablo 2.1'de OG/AG üç fazlı transformatörler için aktarılabilen gücün değişimi, yükün cosϕ fonksiyonu olarak gösterilmektedir.
Yukarıdaki tablodan çıkan sonuca göre cosϕ=0.7 olan 170 kW toplam gücü bir dizi yüke beslemek için 250 kVA bir transformatör kullanılmalıdır. Eğer yükler 0.7 yerine cosϕ=0.9 ile aynı gücü çekerlerse, 200 kVA bir transformatör kullanmak yeterli olacaktır.
Aynısı generatörler için de geçerlidir
2.2 Elektrik hatlarının daha iyi kullanımı
Güç faktörü düzeltilmesi, kablo boyutlandırmada da avantajlar elde edilmesini sağlar. Nitekim, daha önce
bahsedildiği üzere aynı çıkış gücünde, güç faktörünün artırılmasıyla akım azalır. Akımdaki bu indirgeme, daha az kesit alanına sahip iletkenlerin seçimini sağlayacak şekilde yapılabilir.
Pratik bir örnek üzerinden açıklamak için cosϕ = 0.7 ile, Un= 400 V geriliminde 170 kW'ye eşit bir Pn yükünü ele alalım; çekilen I0.7 akımı:
Delikli bir kablo tavasına düz bir şekilde monte edilmiş EPR yalıtımlı tek damarlı bir bakır kablo seçerken, standart şartlar altında, 120 mm2 bir kesit alanı gerekecektir (bkz. Tablo 2.2).
0.9 cosϕ değeri elde edecek şekilde yerel olarak güç faktörünü düzeltmek için, gerekli akım:
Bu akım değeri ile kablo 70 mm2 kesit alanına sahip olabilir.
2.3 Kayıpların azaltılması
Bir elektrik iletkeninin güç kayıpları iletkenin kendi direncine ve bunun üzerinden akan akımın karesine bağlıdır; iletilen aynı aktif güç değeri ile cosϕ ne kadar büyük olursa, akım o kadar düşük olacağından, buna müteakip güç faktörü arttığında güç faktörü düzeltilmesinin gerçekleştiği noktanın besleme tarafındaki iletkendeki kayıplar azalacaktır.
Üç fazlı bir sistemde kayıplar aşağıdaki gibi açıklanır:
Bu formülden [2.4] çıkan sonuca göre, örneğin, güç faktörünü 0.7'den 0.9'a çıkartarak, kayıplarda %39.5
oranında tasarruf elde edilir. Tablo 2.3'te güç faktörünü ilk cosϕ1 değerinden 0.9 ve 0.95 son değerlerine yükselterek kayıplarda elde edilen tasarruf görülebilir.
Güç faktörünü iyileştirerek, güç faktörünün iyileştirildiği noktanın kaynak yönünde, kurulumun tüm kısımlarındaki güç kayıplarında indirgenme elde edilir.
(1)
2.4 Gerilim düşümünün azaltılması
Hat-Hat geriliminin üç fazlı bir hatta düşüşü şu şekilde açıklanabilir:
Burada:
• R ve X, sırasıyla hattın direnç ve reaktansıdır;
• P aktarılan aktif güçtür;
• I akımdır;
• Un nominal gerilimdir.
Aynı aktarılan aktif güç seviyesinde, güç faktörü(2) ne kadar yüksek olursa gerilim düşümü daha küçük olacaktır.
Faz gerilim düşümü ΔVyi gösteren diyagramlardan görüleceği üzere, gerilim ve akım arasındaki faz kayma akımı ϕ ne kadar küçük olursa (yük akımının aynı aktif bileşeni ile ve bu yüzden, aynı aktif güç ile) gerilim değişimi o kadar küçük olur; bir reaktif güç çekimi yok ise, bu değişim minimumdur (eş fazlı akım)(3).
(2) Aktardıkları güç karakteristik güce eşit olacak şekilde tasarlanan çok yüksek gerilimli hatlarda, gerilim değişimi hali hazırda kendi içinde sınırlandırılmıştır (eğer hatta kayıp olmadığı varsayılırsa sıfır) ve üstelik seri indüktanstaki akımın akışı yüzünden indüktif reaktif güç tüketimi, türetilmiş kapasitanslarca üretilen kapasitif reaktif güce kusursuz bir şekilde eşittir.
(3) Tanım olarak ve diyagramlarda belirtildiği üzere, gerilim düşümü modülün giriş ve çıkış gerilimi arasındaki farktır. [2.5] formülüyle ΔV hesaplanırken, gerilimin 1/200'üne eşit ilave bir terim verilmez, bu yüzden ihmal edilebilir.
Bundan sonraki yazımızda "Güç Faktörünü Düzeltmenin Ekonomik Avantajları, Reaktif Gücün Üretim Araçları, " anlatılacaktır.
Paylaş:
E-BÜLTEN KAYIT
Güncel makalelerimizden haberdar olmak için e-bültene kayıt olun!
Güncel makalelerimizden haberdar olmak için e-bültene kayıt olun!
