Elektrik Tesislerinde Güç Faktörü Düzeltme ve Harmonik Filtreleme Yazı Dizisi-4

Elektrik Tesislerinde Güç Faktörü Düzeltme ve Harmonik Filtreleme

Yazı Dizisi-4

Tercüme: Alper Çelebi

7 Gerekli reaktif gücün hesaplanması

Sistemin güç faktörü (cosϕ₁) ve elde edilecek güç faktörü (cosϕ₂) bilindiğinde, güç faktörünü iyileştirmek için gerekli kapasitör bankının reaktif gücünü hesaplamak mümkündür.

burada:

• P kurulu aktif güçtür
• ϕ₁ güç faktörü düzeltilmesinden önceki faz kayma açısı
• ϕ₂ güç faktörü düzeltilmesinden sonraki faz kayma açısı

kapasitör bankının gücü Qc:

İlk cosϕ bilindiğinde, Tablo 7.1 tanımlanmış bir güç faktörü elde etmek için gerekli kapasitör bankı gücünü hesaplamayı (kurulu kW başına kvar) mümkün kılar.

Üç fazlı bir sistemde, aynı kapasitansa sahip üç kapasitörden oluşan kapasitör bankı üçgen veya yıldız bağlantılı olabilir. Bir bağlantı şekli seçerken, şunu hesaba katmak gerekir ki üçgen bağlantı ile her kapasitans besleme hathat gerilimine tabidir ama aynı üretilen reaktif güç seviyesinde, yıldız bağlantı durumunda sahip olacağı değerin 1/3'üne sahip olacaktır.

Yalıtım sorunlarının daha önemsiz olduğu alçak gerilim sahasında, her fazın kapasitansının daha küçük boyutlandırılmasına izin verdiğinden kapasitör bankı için genel olarak üçgen bağlantı tercih edilir.

Örnek
400 V'de 300 kW aktif güç ve cosϕ = 0.75 olan bir santral için güç faktörünü 0.90'a çıkartmak istiyoruz diyelim. Tablo 7.1'de, “ilk cosϕ” 0.75 satırı ve “son cosϕ” 0.9 sütunun kesiştiği yerde, K katsayısı için 0.398 değeri elde edilir.

Bu yüzden şu Qc gücü değerine sahip bir kapasitör bankı gerekir:

Qc = K · P = 0.398 · 300 = 119.4 kvar

K faktörü, aşağıdaki nomograf kullanılarak da belirlenebilir²⁾.

7.1 Üç fazlı motorların güç faktörü düzeltilmesi

Asenkron motorların güç faktörü düzeltilmesi büyük bir hassasiyet ile değerlendirilemez çünkü güç faktörü yüksek oranda yük koşullarından etkilenir. Nitekim, 6 kutuplu 11 kW motora sahip olduğumuzu varsayarak, aşağıdaki tablo ve diyagramdan, normal koşullarda elde edilecek güç faktörünü cosϕ_n = 0.77 olarak bulurken nominal verimi η_n ≅ 0.86 olarak buluruz.

Bu motor nominal gücün %40'ında çalışıyorsa, azaltma katsayısıyla ilgili aşağıdaki diyagramdan şunlar elde edilebilir:

burada güç faktörünü düzeltmek ve yukarıdaki nomograftan türetilmiş K=1.15 ile cosϕ= 0.9 elde etmek için gereken Qc reaktif gücü:

Motorun kullanım şartlarından güç faktörü düzeltmenin çıkartılması için genel bir kural da Pn gücüne sahip bir motor için Un nominal geriliminde yüksüz bir motor tarafından çekilen Q₀ reaktif gücünün %90'ından büyük olmayan bir Qc reaktif gücü kullanmaktır; böylece beklenen güç faktörü önlenebilir. Yanı sıra, bu ölçüm sayesinde, şebekeden motorun çıkartılması sonucu oluşan aşırı gerilimi azaltmak mümkündür; hatta, halen çalışıyorken, motor kendinden ikazlı bir şekilde işleyebilir ve şebekedekilere nazaran daha yüksek gerilimler üretebilir [IEC 60831-1].

Yük olmadan, çekilen I0 [A] akımının tamamen reaktif olduğunu varsayarak (senϕ = 1), kompanzasyon reaktif gücü şu olacaktır:

I₀ akımı genellikle motor üreticisinin belgelerinde verilmiştir.

Tablo 7.3 nominal gücün ve kutup sayısının bir fonksiyonu olarak, bazı tiplerdeki ABB motorlarının güç faktörünü düzeltmek için reaktif güç değerlerini gösterir.

Örnek
Üç fazlı asenkron motor için, 110 kW (400 V - 50 Hz- 4 kutup), önerilen güç faktörü düzeltme değeri 30kvar'dır.

Bundan sonraki yazımızda " üç fazlı trafoların güç faktörü düzeltilmesi" anlatılacaktır.

Önceki Yazı Sonraki Yazı

Paylaş: