IEC 60364-8-1:2019  Işığında  Verimli  Elektrik Tesisat Tasarımı
Teknik Kılavuzu  Bölüm-2 

Ali Uyar 
ETP-2020


 

TASARIMIN 3ncü GEREKSİNİMİ: ALTYAPISAL VERİMLİLİK İSTEMİ-3: DAĞITIM HATLARINDA “GERİLİM DÜŞÜMÜ KONTROLÜ” ile KAYIPLARIN AZALTILMASI _{bölüm 6.6, 10.2.2.3,  10.2.3.4,} 

Standardın arzusu ana besleme hatlarında oluşan kayıpların azaltılması için kablolar üzerindeki gerilim düşümlerinin kontrol edilmesidir. IEC 60364-5-52 en uygun ilk yatırım maliyetini sağlayan kesit için kablolarda oluşmasına müsaade edilen en büyük gerilim düşüm oranını belirtmiştir. Ancak bu çözüm bazı şartlarda en uygun toplam maliyeti sağlamaz. Bazen kesit arttırılarak kazanılacak kayıp azalması, ilave ek ilk yatırım maliyetinden büyük olabilir. Bu sebepten tasarımcı IEC 60287-3-2’ e baş vurulmalı ve kesiti büyütüp büyütmemek konusunu incelemeli, fayda var ise bundan yatırımcıyı haberdar etmelidir. Şayet kullanılıyor ise aynı çalışma Busbar sistemleri için de yapılmalıdır.

Standart yukarıdaki hedef doğrultusunda -kontrol amacı ile- tüm tesisat boyunca dallanarak yayılan hatlarda -gerilim düşümü(∆U %) x yıllık tüketim(kWsaat)- yani moment hesabının yapılmasını ister. Verilen formül kullanılarak tesis “ağırlıklı gerilim düşüm göstergesi” yani Kgd bulunmalıdır. Bu değer kablo kesitlerini tespit ederken yukarıda verdiğimiz standartların ne kadar iyi çalışıldığının göstergesidir. Talep yüzlerce hesaplama yapılmasını istiyor gibi görünebilir  ama değildir, çünkü:

•    Hesaplama tüketimin 80%’nini taşıyan hatlarda yapılırsa standartça yeterli bulunur.
•    Trafo-ADP ve ADP-DP/MCC hatlarından sonra yıllık tüketim miktarları hızla düştüğünden, buradan gelen katkılar belirleyicilik niteliğini kaybeder, dolayısı ile göz ardı edilebilir. Bu sebepten tasarımcının trafo-ADP bağlantısı ve kolon(ingfeeder) hatlarına, mesela ADP-DP/MCC hatlarına odaklanması yeterli olacaktır.

Tek hat şeması sonlama aşamasında besleme kabloları  iletken kesitleri ve busbar sistemleri, ilgili gerilim düşümü ve senelik yük(kWsaat) değerleri zaten belli olmuş olduğundan Kgd verilen formül ile kolayca hesaplanır. Formül şöyledir:



Burada:

K_gd    Tesis ağırlıklı gerilim düşümü göstergesi
n     Hesaba katılan devre sayısı
∆U     İlgili devrenin gerilim düşümü (%)
C     İlgili devrenin yıllık tüketimi(kWsaat)

Belirtelim ki K_gd  standartlarla müsaade edilen 5% gerilim düşümü ile doğrudan ilişkili değildir ama tesis ağırlıklı gerilim düşümü göstergesinin 5%’den büyük çıkması kesitlerin sorunlu/sıkıntılı olduğunun işaret eder. Hesaplar gözden geçirilmeli, olası yanlışlık -varsa- düzeltilmelidir.


Burada “müsaade edilen gerilim düşümü” üzerine bir parantez açalım:

Tasarımcı iletken kesitlerini tespit ederken   IEC 60364-5-52 : 2009 Tablo G.52.1’de müsaade edilen gerilim düşümü şartlarına uyar. Buna göre herhangi bir yük noktası ile tesisatın kaynağı arasındaki gerilim düşümü tesisin anma gerilim değerine göre ifade edilen Tablo G.52.1’deki değerlerden daha büyük olmamalıdır.



Burada parantezi kapıyoruz ve konumuza geri dönüyoruz:

K_gd ‘nin  4 5 !!  %’den büyük çıkması ağır yük taşıyan(kolon yani feeder) hatlarda gerilim düşümü kayıplarının standartlar içinde -ama çok yüklü- olduğuna işarettir, kesitlerin büyütülmesi tavsiye edilir.  Kesitlerin büyümesi demek ilk yatırım maliyetinin artması demektir. Yatırımcı daha sonra işletme aşamasında sağlanacak ekonomik avantajlar adına şimdiden fedakârlık yapmalı, istenilen puanı sağlayacak kesitler için ek bütçe ayırmalıdır. Tablo B.6’de yatırımcının bu gayretleri puanlanır.



Tekrar edelim: IEC 60364-5-52 : 2009 görevi yapacak ve güvenli bir şekilde akımı taşıyacak en küçük /ekonomik kesiti verir. Kablo -görev yapacağı mesela 25 yıl boyunca- ısınarak enerji harcayacak, örtülü mali gider yaratacaktır. Kesiti bir boy büyüterek ödenilecek ek maliyet,  kaybın ufalması ile elde edilen kazanç yanında düşük  kalabilir. Bunun için IEC 60287-3-2’e müracaat edilmeli, karlılık hesabı yapılmalı, uygunsa kesit yükseltilmelidir. Böylesi bir durumda Tablo B.6’dan kazanılan puan da artacaktır.  Bunu aşağıda verdiğimiz örnek ile inceleyelim:


Bir fabrika tasarımı yapılmış, yükler bara ve kablolar ile beslenmiştir. Seçilen iletken kesitlerinin IEC 60364-5-52 : 2009 şartlarını yerine getirdiği görülmüştür. Belirlenen yük cetveli verileri şöyledir:



Yapılan hesaplamada K_gd = 2,53 % olduğu görülmüş ve tablo B.6’dan 2 puan kazanılmıştır. Devamında kesitler IEC 60287-3-2’e göre yeniden incelenmiş, toplam ekonomiye katkı yapacak bazı besleme hatlarında aşağıda görüldüğü gibi kesit yükseltmesine gidilmiş ve yük cetveli şu şekilde sonlanmıştır.



Yapılan hesaplamada bu defa K_gd    değeri 1,019 % olmuş ve tablo B.6’dan 5 puan kazanılmıştır. Buna göre:

•    Kesit yükseltmenin puan kazanmaya katkısı vardır. Tasarımcı bu kazancın karşılığı olan ek bütçeyi yatırımcıya göstermeli ve onayını almalıdır.

•    En büyük katkı en büyük tüketicilerden(kWsaat/yıl) gelmektedir. Tasarımcı böylesi yükleri besleyen hatlara odaklanmalıdır.

Sonuç olarak örneğimizde bara ve kablo kesitlerini “toplam maliyet” temelinde doğru seçilmiş, Standarttan da yüksek puan kazanılmıştır.

Bu başlık altında toplanan puanların Standart içindeki ağırlığı 18/381 olup önem sıralamasında ortalardadır. Satın alma (ve işletmeye yönelik ilave ek tasarım gayreti) ile kazanılır.

SÖZÜN ÖZÜ-5: KOLON HATLARINI  BÜYÜK SEÇ


TASARIMIN 3ncü GEREKSİNİMİ: ALTYAPISAL VERİMLİLİK  İSTEMİ-4: BÜYÜK YÜKLER’ de VERİMLİLİKbölüm 10.2.1.1, 10.2.3.1, 


IEC60364-8-1 trafo ve kolon hatlarında verimliliği aradığı gibi “Büyük Yüklerde” de verimlilik arar. Yıllık tüketimi, tesis yıllık toplam tüketiminin(kWsaat) 5%’ini aşan yükler bu tanıma girer. Bu yük(ler) tek bir pompa olabileceği gibi, içinde birçok farklı elektrikli cihazın olduğu bir sistemi veya gruplanmış şekilde tüketimi takip edilen yüzlerce benzer cihaz  -mesela- pencere tipi klima cihazı da olabilir. Standart bu konuda Sanayi, Ticari ve Altyapı tesislerinde yerinde sabit, akım çeken tüm büyük cihazlara kural koyar ancak konutları hariç tutar. 

Tasarım aşamasında hangi yükün yıllık tüketimi(kWsaat), yıllık toplam tüketimin 5%’inden büyük olacağını öngörmek için tesis yük profiline bakılmalı ve bu çalışma yapılırken mutlaka kullanım ve gruplar da göz önüne alınmalıdır. Bu kriteri karşılayan yükler Standart gereği verimli birimlerden meydana gelmelidir. Burada bir zorluk vardır; Aydınlatma  dışındaki yüklerin nerede ise tamamı elektrik motoru içeren mekanik sistemlerdir ve mekanikçi tarafından tasarlanır. Bu aşamada elektrik tasarımcı şartları mekanikçiye bildirmeli, mekanikçi de doğru satın alma yapmalıdır. Verimli birimlerden oluşan sistemin satın alındığı (sertifika ile) belgelenebilmelidir yoksa puan kazanılamaz. Burada verimlilik iki şekilde kazanılabilir:

•    Sistemde verimli elektrik motorları kullanılıyordur. İlgili verimlilik sınıfları için IEC 60034-30-1’e başvurmak gerekir.

•    Elektrik motorları genel verimlilik optimizasyonu için “Değişken frekanslı motor  sürücü kullanılacak  ise IEC61800-9-1 ve 61800-9-2 gözden geçirilmelidir.  Mesela elektronik sürücü kullanmak, fan veya pompa gibi yüklerde ekonomi yapmayı kolaylaştırır. 

Tekrar belirtelim verimli motorlar ve elektronik sürücüler pahalıdır. Tasarımcı piyasa bilgilerine sahip olmalı, kazanılacak puan/maliyet hesabını yapmalı, yatırımcıyı ikna etmeli, böylece ek bütçeyi sağlamalıdır. Yatırımcının göstereceği ekonomik gayret/fedakârlık Standartta Tablo B.8 ile puanlanır:


Formülde:
R_ec      İyileştirilmiş verimlilik oranı
Pe      Verimli sistem nominal enerji tüketimi
P       Standart sistem nominal enerji tüketimi



Tablonun bizden istediği yapılacak iyileştirmenin 5%’den büyük olmasıdır. Bunun gerçek hayata yansıması, 2 puan almak  için -mesela- 100 kW’lık standart motor yerine:

•    Aynı işi yapabiliyorsa  90-80 kW’lık arası bir motor almalıyız. Ancak bunu yeterli bulmuyor ve  4 puan kazanmak istiyor isek aynı işi yapanbiliyorsa  80  kW’lık dan daha  küçük bir motor almalıyız.

•    Varsayalım ki 4 puan almak istiyoruz ve ayni işi yapan motor ancak 90 kW olarak imal edilebiliyor. O zaman elektronik sürücü kullanarak süreci 15% daha verimli hale getirmeyi araştırmalıyız. Sürülen yük, fan veya pompa ise böyle bir imkân vardır ve tablodan 4 puan kazanılır.

Bu başlık altında toplanan puanların Standart içindeki ağırlığı 12/381 olup önem sıralamasında altlardadır. Bu başlıkta, Mekanik tasarımcı elektrikçiden gelen uyarılara mutlaka uymalı, elektrikçi de verdiği bilgileri net, açık, tam ve yazılı şekilde vermelidir. Puanlar Satın alma ve işletmeye yönelik ilave tasarım gayreti ile kazanılır. 

Görüldüğü gibi tüm önemli alt yapıda kullanılan büyük güçlü  donanım(cihazlar)    Standart tarafından tek tek  ele alındı. Peki küçük  yüklere ne olacak? Standart bunun için de çözüm üretmiş ve kazanılabilecek toplam puanın yarısına yakınını bu konuda gösterilecek gayretlere ayırmış: Ufak ve fakat aynı yapıda birçok yük varsa  bunlar kullanım’lar olarak ölçüm ve gözlem altına alınıyor, grup’lar olarak da röleler üzerinden kontrol ediliyor. Sanayi tesisleri için Tablo B.3 ; B.9 ; B.10 ; B.13 ; B.14 ; B.20 ; B.21 , Konutlar için Tablo B.31 ; B.32 ; B.34 ; B.37’de ilgili gayretler puanlanıyor, değerlendiriliyor. Görüldüğü gibi bölgeler, kullanımlar ve gruplar olarak standardın ayrıntılı şekilde incelemeye aldığı bu yükleri gelecek sayfalarda inceleyeceğiz. 

SÖZÜN ÖZÜ-6: MEKANİK SİSTEMLERİN MOTORLARI VERİMLİ TİPTE OLSUN



TASARIMIN 4ncü GEREKSİNİMİ: KONTROL HEDEFLİ VERİMLİLİK İSTEMİ-5: BÖLGE’lerin TANIMLANMASI _bölüm7.1

Tesisler, elektrik  tüketen birçok farklı hizmet aracının yan yana geldiği yapılardır. Konuttan sanayi tesislerine doğru kapsam ve boyut genişler, birimler arası ilişkiler karmaşıklaşır. Bu sebepten büyük tesisleri tek seferde ele alıp çözümlemeye çalışmak anlamlı değildir. Bu durumda IEC 60364-8-1;2019 -ne kadar karmaşık olursa olsun- bizi kolayca ve ekonomik olarak  çözüme götüren akılcı bir yöntem önerir. Tasarımcı ilk adımda bütünü Bölge’lere ayırmalıdır. Devamında:

•    Her bir bölge içindeki Kullanım’ları belirlemeli ve bu kullanımları -sayaçlar üzerinden-  ayrı ayrı ölçümlemelidir.

•    Her bir bölge içindeki -uygulamayı düşündüğü enerji verimlilik senaryoları doğrultusunda- tüketicileri Grup’lamalı ve hangi kıstasa göre devreye alıp devreden çıkaracağına yani nasıl kontrol edeceğine karar vermelidir. 

Bu şekilde çözümlenmiş bölgelerin birleştirilmesi ile bütünün çözümü kolayca başarılmış olacaktır. Standartın istediği parçalardan bütüne doğru, tesis elektrik dağıtım, ölçümleme ve kontrol  tek hat şemasının oluşturulmasıdır. 

BÖLGE

Genel anlamda Bölge aynı çevre, işletme şartları ve kullanım amacını paylaşan birimlerin içinde bulunduğu, tanımlanabilen bir alan’dır. Birimi m2 dir ve tesis bütününün bir parçasını temsil eder. Bölgeler ve tanımlan(a)mamış arta kalan parçanın toplamı bir bütünü oluşturur. Bölge yanındaki alan(lar)dan çevre şartları ve/veya işletme farklılıkları nedeni ile ayrılır. Ayırımın mutlaka fiziksel ve mimari öğeler içermesi gerekmez ama olabilir de. Bölgeler bitişik olabilir ama  -tanım gereği- iç içe geçemezler yani kesişim kümesi oluşturamazlar.

Tasarım dünyasında Bölge, yatırımcı ihtiyaçlarına göre mimarın benzer işlevleri bir araya getirerek oluşturduğu bir yapı bloğudur. Yangın güvenlik kıstasları,  Mekanik ve Elektrik istemler doğrultusunda son şeklini alır.

Mekanikçi havalandırma, iklimleme, basınçlandırma ve duman atım gibi tasarımları bu bölgelere uyarak yapar. Elektrikçi acil kaçış aydınlatması gibi tasarımı bu bölgelere göre şekillendirir. 

Elektrikçi için her bölge bir tüketicidir, bunun işareti olarak her bölgeye bir pano koyar, alt bölgeler oluşturacak ise panoya ilave gözler veya alt bölgelere kendilerine ait  alt-panolar koyar. 

Aşağıdaki örneklerden her biri bölge olarak tanımlanabilir:

•    Binanın bir katı 

•    Hotel mutfağı, çamaşırhanesi, yüzme havuzu+Spa ve saunası

•    AVM kapalı otoparkı

•    Fabrikanın kolaylıklar atölyesi, deposu, ofis ve laboratuvar alanı, imalathanesi

•    Koridor ve erişim yolları

•    Ve benzerleri alanlar

Bölgesel tüketim bilgisi enerji verimliliği takibinde önemlidir ama asıl önemli katkı tanımlanan bölgelerin “kullanım”ları ve “grup”ları tanımlamaya temel teşkil etmesidir. Bölge içindeki kullanım ve gruplar sorunlara odaklaşmayı kolaylaştırır. Unutmayalım ki bölgelerin iyileştirilmesi bütünün de iyileşeceği anlamına gelir. Standard bölge tanımlama gayretlerini sanayi için Tablo B.9’de, konutlar için ise   Tablo B.32 ‘de şöyle puanlar:



Formülde:
a       tesise ait tanımlanmış bölgelerin m2 olarak toplam alanı
b       tüm tesisin m2 olarak toplam alanı



Sanayi tesisleri için Standart, tesis alanının 80%’ninden fazlasının bölgelere ayrılmasını ister. Bu tasarımcı için kolay bir iştir ve harcanacak gayret karşılığı alınacak puanın Standart içindeki ağırlığı 3/381 olup son derece düşük bir ödüldür. 


Konutlar için ise konut alanının 40%’dan fazlası bölgelere ayrılmalı, her bir basamak gelişme için artan puanlar kazanılmalıdır. Burada da alınacak ödülün Standart içindeki ağırlığı 3/112 olup düşük bir seviyeye karşılık gelir. Ama yanılgıya düşülmemeli. Bölge’ler  kullanım ve gruplar ile kazanılacak büyük ödüllerin giriş kapısıdır. Bu sebepten şimdi bölgeler içinde tanımladığımız kullanım ve grupları ele alalım.

SÖZÜN ÖZÜ-7: BÜTÜNÜ BÖLGELERE AYIR ki  ÇÖZÜMLEME KOLAYLAŞSIN



TASARIMIN 4ncü GEREKSİNİMİ: KONTROL HEDEFLİ VERİMLİLİK İSTEMİ-6: KULLANIM’ların  TANIMLANMASI _{bölüm7.1,  7.2,  8.3.1.2,  8.3.1.3,  8.3.4.1,}  

 KULLANIM 

Elektrik tasarımında “Kullanım” bir bölge içinde özgün işlevi olan elektrik tüketicisidir ve bir etkinlik cinsini temsil eder. Bir bölgede bir veya birden fazla/farklı kullanım olabilir. Kullanımın en görünen işareti  söz konusu faaliyetin enerji tüketimi ve bununla ilgili akış grafiğinin takibi için ölçüm analizörü veya sayaç ile donanmış olmasıdır. Kullanımların bir bölge ile sınırlı kalması gerekmez. Her bölgede tanımlanmış kullanımlardan birkaçı veya hepsi olabilir. Standardın dikkate almamızı  önerdiği bazı etkinlik cinsleri/kullanımlar  şunlardır:

•    Basınçlı hava üretimi
•    Isıtma, Havalandırma ve İklimlendirme (HVAC)
•    Isıtma, soğutma nemlendirme
•    Aydınlatma
•    Hizmet/üretim için motor içeren sistemler; asansörler, yürüyen merdivenler, yürüyen yollar , hidroforlar vs.
•    Genel Hizmet prizleri
•    Dolum/şarj istasyonları
•    Kiralık dükkanlar
•    Ve benzerleri


Burada hemen bilgilendirelim: Kullanımların ne kadar elektrik enerjisi tükettiği ve gösterdikleri yük özelliklerini anlamak için uygun yerlere  “Güç ölçüm ve izleme cihaz(lar)ı” yani  GÖİC yerleştirilmesi gerekir. İngilizcesi PMD olan bu cihaz IEC 61557-12 ile tanımlanmış ve daha eski standartların(IEC 62053-21-22-23) bazı kısımlarını da içine almıştır. PMD yani “GÖİC” sayaçlar ile karıştırılmamalıdır. GÖİC’ler  MID belgesi ile gelmedikleri sürece sayaç sayılmazlar ve resmî kurumlarca faturalama işleminde kullanılmazlar. Sayaçlar konusunda bilgi sahibi olmak isteyenleri EN 50470, IEC 62052, IEC 62053, IEC 62053, IEC 62054 ve IEC62054 gibi standartların güncellenmiş nüshalarına bakması önerilir.

Kullanım’ın GÖİC’sı gerçek zamanlı ölçüm yapan ve bu veriyi  bir veri yolu üzerinden uygun haberleşme protokolü ile veri işleme merkezine ileten cihazdır. Enerji verimliliği gereksinimleri doğrultusunda kullanılırlar. Bağımsız bir yapıda olabileceği gibi,  mesela ilgili devre kesicinin içine/üstüne entegre edilmiş şekilde de gelebilir:

•    Firma içi enerji maliyet analizi amacı ile -ADP ve DP seviyelerinde- kullanılan GÖİC’lar (PMD) ve duyargaları amaçla uyumlu, standart tarafından tanımlanan hassasiyet sınıfında olmalıdır. Sayaçlar yükten ADP’ye doğru -aynı veya artan- hassasiyet seviyelerinde yerleştirilmelidir.

•    Bu GÖİC’ler ile kullanılan gerilim ve akım duyargaları  IEC 61869’e uygun seçilmelidir. 

Burada ölçümleme  hassasiyet/klas sorununa açıklık getirelim çünkü iki sorun vardır:

1.    Duyarga  ile beraber bir güç ölçüm ve izleme cihazı ölçümleme hassasiyet sınıfı iki parçadan oluşur ve  IEC 61557-12 ‘de tanımlanır. Buna göre:
 
Yani bir GÖİC’den beklediğimiz ölçümleme hassasiyet/klas değerini elde etmek istiyor isek, kullanacağımız cihaz ve de duyarga belirlediğimiz değerden çok daha hassas olmalıdır.

2.    Ölçülen yükün akım/gerilim değerleri sıfır birimden 100 birim ve üstü değerler alabilir. Ölçülen değişken çok veya geniş dalgalanıyor ise duyarganın sadece hassasiyet/klas değeri sağlıklı ölçümlemeye yeterli olmayabilir. Burada duyarganın minimum ve maksimum algılama değerlerinin belli bir genişlikte/yelpazede  olması istenir. Mesela hassasiyeti anma akım/gerilim değerinin 50% ve üzeri için onaylanmış duyarga  düşük değerleri sağlıksız ölçüyor veya hiç ölçmüyor olabilir. Geniş hassasiyet yelpazeli duyarga sağlıklı bilgi verecektir.

Doğru tasarımdan beklenen işletme esnasında yapının girişinde  ölçülen toplam kWsaat’in  aşağı seviyelerde tüketilen kWsaat’lerin  toplamına eşit olmasıdır. Ön görülen kayıplar ve standartlarca kabul edilen  hata payı dışında  tutarsızlık oluşmamalıdır. Şayet fark var ise kaçak aranmalı, tasarım gözden geçirilmelidir.


Bu şekilde yapılandırılmış GÖİC’ler  bölge, kullanım ve gruplardaki enerji tüketimi ve enerji akışı ile ilgili özgün bilgiler verir. Bu bilgiler enerji verimliliği yönünde yapılacak iyileştirme veya verimli işletim çalışmalarında temel olacaktır.

Kullanım’ın GÖİC’ı  sadece enerji tüketim bilgisi vermez. Gerçek zamanlı gerilim ve akım bilgilerine sahip güç ölçüm ve izleme cihazı,  iç yapısına göre tüm diğer türevsel ve niteliksel değerleri üretip gönderebilir. IEC 61557-12’de PMD(Güç Ölçüm ve Gözlemleme Cihazı) olarak belirtilen bu sayaçlar ürettikleri bilgi sayısına göre şu üç sınıfta toplanır:

•    PMD-3 sınıfı cihaz, P,Q,S,Ea,Er,Eap,f,I,U,V,PF,THDu ve THDı değerlerini verir. ADP ana giriş, yerel enerji kaynakları ana çıkışı, önemli ADP çıkışları ve önemli ve özel yük girişlerinde kullanılmalıdır.

•    PMD-2 sınıfı cihaz, P,Q,S,Ea,Er,Eap,f,I,U,V ve PF değerlerini verir. Normal ADP çıkışlarında kullanılmalıdır.

•    PMD-1 sınıfı cihaz, P,f,I,U,V ve PF değerlerini verir. Normal DP çıkışlarında kullanılmalıdır. 

Standardın kullanımlar ile ilgili istemlerinin genel bir değerlendirmesini  yaparsak panolarda hemen her yere, tasarımcının PMD koymasını istediğini görüyoruz. Günümüzde birçok saygın üretici -ölçüm ve haberleşme birimi ile gelen devre  kesiciler içinde-  veya -akım hattına takılabilen ek   ilave cihazlar ile -  bu işlevi gören ürünleri piyasaya sunmuş olduklarını biliyoruz.

Toparlar isek kullanımlar en çok enerji tüketenden aza doğru tanımlanmalı, proje ve bütçe büyüklüğüne göre çeşitlendirilmelidir. Doğaldır ki çok az tüketim yapan kullanımlar tanımsız bırakılabilir. Standard kullanım tiplerini tanımlama ve ölçümleme gayretlerini sanayi ve ticari tesisler için Tablo B.14 ve Tablo B.10’da  şöyle puanlar:




Formülde:
R_mu    Ölçümleme başarısı
a       Kullanımlara ait  yüklerin yıllık enerji tüketimi toplamı
b       Tüm tesisatın yıllık enerji tüketimi



Tablo B.14’ten puan alabilmek için tesis toplam tüketimin yarısından fazlası kullanımınlar altında tanımlanmalı ve ölçümlemesi yapılmalıdır. Standart bu talebi ticari tesislerde daha yoğun şekilde dile getiriliyor. Puanlar kapsam genişliğine göre kademeli olarak artıyor. İkinci tabloya geçersek:



Formülde:
K_U      Baraj geçme/üstün başarı değerlendirilmesi
n          Ölçülen kullanım tiplerinin/çeşitlerinin sayısı
a_i       Her bir kullanımın yıllık enerji tüketimi
b        Tesisin yıllık enerji tüketimi



Tablo B.10 tesis elektrik tüketiminin kullanımlar temelinde ölçümlenmesi ve gözlenmesinin  80% mertebesi üstüne çıkması durumunda ilave puan veriyor. Özenli çalışıp her bölgede 80% üstü ölçümleme başarılır ise tam puan alınıyor . 

Her iki tablodan da Kullanım için sarf edilecek gayretlerden kazanılacak puanın Standart içindeki ağırlığı 20(14+6)/381 olup orta üstü bir ödüllendirmeye denk geliyor.

Konutlar için puanlamaya gelince Standard kıstas olarak  enerji temelli kapsam değerlendirmesinden kullanım tipleri temelli sayı/çeşit değerlendirmesine geçer ve Tablo B.32’de K_z değerine göre puanlar:

K_z =

Formülde:

b      Her bir kullanım cinsi için b =1 (kullanım cinslerine örnek olarak bakınız yukarı)



Konutlar için Standart, ne kadar çok kullanım cinsine ayrılır ve ölçümlenirse o kadar çok esirgemeden puan verir. Bu gayretlerden kazanılacak puanın Standart içindeki ağırlığı 20/112 olup son derece yüksek  bir ödüllendirmeyi oluşturur. 

Hemen belirtelim:Uygulamada gereken cihazlar pahalıdır ve standart pano boyutlarını büyütebilir. Panodan ara merkeze, oradan EEYS ’ye yani Elektrik Enerji Yönetim Sistemine  fiziki veri yolu düzenlemesi gerekebilir . Verilerin toplandığı yerde, veri işleyecek uygun yazılım ve güvenli depolama cihazları lazımdır. IEC 62974-1’ göre düzenlenecek bu merkez, analiz sonuçları, uyarı , alarm, raporlama ve faturalama yapabilmelidir. Bu kazanımların olabilmesi için her proje bürosunun gösterebileceği özenli tasarım ve oluşacak ek mali yükü göğüsleme kararlılığında olan işveren gerekir. Bir kere karar alındıktan sonra puanlar gelecek, Tek Hat Şeması ve  panolar akıllı ölçerler ile  donanacaktır.

SÖZÜN ÖZÜ-8: YÜKLERİ KULLANIMLAR TEMELİNDE SINIFLA ki ÇÖZÜMLEME KOLAYLAŞSIN. DİKKAT: ÖLÇÜMLEME BİRİMLERİ GELECEK, PANOLAR BÜYÜYECEK


TASARIMIN 4ncü GEREKSİNİMİ: KONTROL HEDEFLİ VERİMLİLİK İSTEMİ-7: AĞ GRUBU TANIMLANMASI b_{ölüm7.1,  7.4.1,  7.4.2,  7.4.3,  8.6,}  

AĞ GRUBU YAPISI

Yabancı literatürde Örgü/Ağ(Mesh) bizde Grup olarak tanımlanan bu kavram, işletme amaçlı olarak yüklerin senaryoya göre gerekli şekilde demetlendiği bir kontrollü besleme uygulamasıdır. Söz konusu yükler, bir kıstasa göre devreye alma/devreden çıkarma yapabilen bir düzeneğe bağlıdır. Yani bir otomasyon  devresinden  söz ediyoruz.

Tanım olarak Ağ grubu , bir veya birçok bölgeye ve/veya  kullanıma yayılabilir. Bir bölgede veya kullanımda birçok grup kurulabileceği gibi, birçok bölgedeki ve/veya kullanımdaki yükler gerekli kontrol düzenekleri kurularak tek bir grup olarak da çalışabilir. Bir grubu(ağı)  tanımlayan 5 öğe vardır:

•    Amaç: Yapılan kontrol/otomasyon enerji verimliliği hedefine hizmet ediyor olmalıdır.

•    İşin nesnesi/yük: Işık kaynağı, klima cihazı, yürüyen merdiven, sayaç vs.

•    Devreye alma/devreden çıkarama yapan araç/düzenek: Röle, kontaktör, eyleyici(aktüatör), frekans kontrollu motor  sürücüsü, elektronik devre vs.

•    Haberleşme yolu ve protokolü: Grubun yükleri ve araçları karmaşık şekilde her yöne dağılmış olsa dahi hepsi birbiri ile çok iyi haberleşiyor olmalıdır. Her bir parça haberleşerek hep birlikte bir örgü/ağ yani mesh yani grup oluşturur. Burada kullanılan “AĞ” kavramı “Nesnelerin İnternetindeki” Ağ kavramıdır, bir elektrik enerjisi dağıtım şekli olan “ağ” değildir. Bu haberleşme:

1.    RS 485 gibi seri haberleşme yolu üzerinden

2.    WiFi veya Bluetooth üzerinden

3.    M-Bus üzerinden 

4.    PSTN hatlar üzerinden

5.    GSM, GPRS, NB-IoT, LTE-M  üzerinden

6.    Powerline üzerinden  

7.    Çok ender olarak klasik “uçtan uca” kontrol kablolaması şeklinde olur.


•    İşin öznesi/Ölçüt. Elektrikli cihazların  çalışması ile ilgili içinde bulunduğu bölgeye ait bir hedef ayar değeri vardır. Bu ölçüt bir duyarga ile tespit edilen teknik bir bilgi olabileceği gibi, bir düzenek tarafından verilen zaman bilgisi, tasarımda kullanılan binaya özgün doku  ve konum bilgisi, hesaplama sonucu sisteme girilen bir fiyat bilgisi veya algoritma veya öncelik tercih bilgisi olabilir. Ölçüt, açma/kapama düzeneğini tetikleyerek kontrolü/otomasyonu başlatır. Bu ölçütler:

1.    Varlık/yokluk/çokluk bilgisi 

2.    Isı bilgisi

3.    Günışığı/Aydınlatma şiddeti bilgisi

4.    Basınç bilgisi

5.    Temiz hava/C₀₂ bilgisi

6.    Zaman bilgisi

7.    Enerji(kWsaat) bilgisi

8.    Yüklerin sakım bilgisi

9.    Veya benzeri bilgi olabilir.  Hedef ayar değerine erişildiğinde Örgü Ağ içi cihaz(lar) devreye girer veya çıkar, böylece hizmet gerektiği zaman, gerektiği kadar verilir, en yüksek verime erişilir. Örnek olarak bazı grup uygulamaları şunlardır:

1.    Mekanları gün ışığı şiddetine göre aydınlatma. Mesela pencere kıyısı ışık kaynaklarını duvar kıyısı ışık kaynaklarına  göre ayrı gruplama ve kontrol.

2.    Mekanları varlık/yokluk bilgisine  göre aydınlatma. Mesela merdiven, lavabo, koridor, kapalı otopark aydınlatmasını ayrı gruplama ve  insan yokken kısma veya devre dışı bırakma.

3.    Mekanları yapı dokusu ve konuma göre aydınlatma/iklimleme. Mesela kuzey ofis aydınlatmasını/iklimlemesini, güney ofis aydınlatma/iklimlemesinden  ayrı gruplama ve kontrol.

4.    Mekanları zamana göre aydınlatma. Mesela ofisler aydınlatma beslemesini koridor aydınlatmasından ayrı gruplama ve saat 20.00 – 05.00 arası devre dışı bırakma. 

5.    Mekânın dış kapı önünü güvenlik lambasını fotosel ile kontrol 

6.    Mekanları doluluk seviyesine göre iklimlendirme: Mesela AVM yeme/içme alanındaki iklimlendirmeyi  ayrı gruplama ve kontrol.

7.    Mekanları işlevine göre ısıtma/iklimlendirme. Mesela ofis odaları ve koridor klimalarını farklı termostatlar üzerinden ayrı ayrı gruplanma ve kontrol

8.    Mekanları O₂ veya C_O2 seviyesine göre havalandırma. Mesela toplantı odası havalandırmasını ofis genel havalandırmasından ayrı gruplama ve kontrol.

9.    Mekandaki araçları varlık/yokluk/çokluk bilgisine  göre çalıştırma. Yürüyen merdivenleri ve  asansörleri insan sayısı ve hareket yönüne göre hareketlendirme ve kontrol.

10.    Mekandaki farklı hassasiyetteki sayaçları hassasiyet seviyelerine göre gruplama, kontrol ve bilgi işleme.

11.    Mekandaki sıcaklığının korunması için panjurları kapama ve iç aydınlatmayı devreye alma, böylece soğuk kış günü toplamda enerji verimliliği  kontrolü.

12.    Tüm bölgelerdeki kritik olmayan yükleri gruplayıp, acil durumda devre dışına alma ve jeneratörü rahatlama, yükleri kontrol. 

13.    Jeneratör ile üretilen enerji bedeli, şebeke yüksek tarife bedelinden düşük ise jeneratörü devreye alma ve yük kontrolü.

Ağ’lar işletim verimliliğinin temel taşları olduğundan tasarımcı büyük tasarruf sağlayacak yüklerden başlayarak gruplamalar yapmalı ve bunları kontrol etmelidir. 

Burada bir noktayı aydınlatalım: Yaptığımız kontrolün başarısını çözümlemek için mutlaka tüketilen enerjiyi ölçümlüyor olmamız gerektiğidir. Bu bilgiyi “kullanım”lardan alabiliyor olabiliriz ve/veya eksik bilgiyi tamamlamak için ilave ölçüm yapıyor olabiliriz.  Basit ve ucuz bir termostat veya fotosel varsa bir tane dahi ışık/ısı kaynağı boşuna devrede olmamalı, pompa/fan boşuna çalışmamalıdır. Enerji sadece gerektiği yerde gerektiği kadar kullanılmalıdır. Standart, gruplama kapsamını ve kıstas yelpaze genişliğini Tablo B.3 ve Tablo B.13’te puanlar.
Buna göre:


Formülde:
a       Grupların kontrolünde tüketilen yıllık toplam enerji (kWsaat)
b       Tüm Tesisatın yıllık enerji tüketimin(kWsaat)







Standartın istediği tüketimin en az 50%’si gruplanarak otomatik olarak kontrol ediliyor olmasıdır. Katmerli ödüllendirme 80% seviyesi aşıldığında kazanılır. Burada ayrıntılı çalışmanın işareti olan kıstas sayısı devreye girer ve yapılan özenli çalışmayı taçlar. Hemen belirtelim ki bütün grup uygulamaları dağıtım veya MCC panolarını büyütür veya  ek kontrol panoları  gerektirir. Puanlar, işverenin gerekli mali fedakarlığı ve tasarımcının dağıtım ve kontrol şemasını hazırlarken sarf ettiği yoğun çaba karşılığı kazanılır. Bu puanların Standart içindeki ağırlığı 38/381 olup en büyük dereceyi ifade eder.

Standart Konutlar için de Gruplama yapılmasını ister ve ayni şekilde sarf edilen gayretleri puanlar. Bunun için  kullanılacak Tablo B.31’dir.





Standartın istediği konutlarda tüketimin en az 40% gruplanarak otomatik olarak kontrol ediliyor olmasıdır. Katmerli ödüllendirme yine 80% seviyesi aşıldığında kazanılır. Burada ayrıntılı çalışmanın işareti olan kıstas sayısı devreye girer ve yapılan özenli çalışmayı taçlar. Konut küçük ölçekli bir çalışma olduğundan burada tasarımcının işi kolaydır. Ana zorluk içindeki düzenekler sebebi ile büyüyen konut panosunu -kötü bir alışkanlıkla yetersiz yer ayrılmasından dolayı- yerine yerleştirebilmektir. Tasarımcı mimarı zamanında uyarmalı, gerekli  yer rezervasyonunu yapmalıdır. Tekrar söyleyelim, grup panosu normal daire panosundan 2-4 defa daha büyüktür! Harcanacak tüm bu  gayretlerin karşılığı alınacak puanın Standart içindeki ağırlığı 40/112 olup  en büyük dereceyi temsil eder.

Standardın gruplar için verdiği puanlar bunlarla da kalmaz. Diğer tasarım öğeleri içinde kullanılan özel gruplama çalışmalarını ayrıca puanlar. Yani grup’lama tasarımları katmerli ödüllendirilir. Bazıları şunlardır:

•    Aydınlatma kontrolü/Aydınlatma Otomasyonu

•    HVAC kontrolü/HVAC Otomasyonu

•    Yük atma kontrolü/ Güç otomasyonu parçası olarak

•    EEYS / Güç Otomasyonu

Verimli İşletmenin belkemiğini oluşturan Bölge, Kullanım ve Grup’lar İIEC 60364-8-1;2019’un en ağırlıklı konusudur. Tasarımcı verimli elektrik tesisatı tasarlıyor ise bu konulara hak ettiği  ilgi ve saygıyı  göstermek  ve gereğini yapmak durumundadır. 

SÖZÜN ÖZÜ-9: YÜKLERİ OTOMASYON İLE YÖNET. DİKKAT: KONTROL BİRİMLERİ GELECEK, PANOLAR BÜYÜYECEK


TASARIMIN 4ncü GEREKSİNİMİ: KONTROL HEDEFLİ VERİMLİLİK İSTEM-8: VARLIK ve DOLULUK ALGILAMA _{bölüm 7.5.2}

İnsanın ihtiyacı olduğu hizmetleri alırken sarf edilen enerji israf savurganlık değildir. İsrafın Savurganlığın çoğu insan yokken ve/veya gereği yokken çalışan cihazların devreden çıkarılmamalarıdır. Uyumaya bırakılan TV cihazı, modem, bilgisayar, desktop box, charger, veya devamlı çalışan ufak akvaryum devirdaim pompası ve benzerleri yükler sinsi, yorulmaz hırsızlardır. Hayal ettiğimizin ötesinde israf yaratırlar. Özel bir amacı yok ise tüm araçlar insan yok iken şebeke ile bağlantıları kesilmesi gerekir. Bunun için de “insan varlık dedektörüne” ihtiyaç duyarız. Olan teknolojik ürünler hayli geliştirildi ve  ilaveten ek olarak yeni  -kişi mahremiyetini gizliliğini koruyan, kamera/video bilgisi işleme temelli- hatasız ve anonim varlık bilgisi üreten algılayıcılar  yapıldı. Yakınındaki kişinin özelini değil sadece cismini algılayan, bunu hafızasındaki çevre bilgisi ile karşılaştırıp, farkı -hareket etmese dahi- varlığı fark eden dedektörleri şimdi piyasada bulmak mümkün. Artık insanın olmadığı yerde -mesela odada, çoklukla yerel ölçekte- ışık, ısıtma, soğutma ve havalandırma hizmetleri  -senaryo gerektirmiyor ise- güvenli bir şekilde kapatılacak. Standart bunu önemsiyor ve böylesi  gayretleri Tablo.B15’te şöyle puanlıyor:



Formülde

a      Varlık dedektörlerince kontrol edilen devrelerin yıllık enerji tüketimi
b      Tesis yıllık enerji tüketimi


Tasarım aşamasında söz konusu tüketimler yeteri hassasiyette ön görülemiyor ise tüketim yerine güç kullanılabilir. Ancak ilk işletme yılı sonunda sonuçlar kontrol edilip sapma olup olmadığı araştırılmalıdır.


Standardın istediği  tüketimin yarıdan fazlasının varlık bilgisine göre kontrol ediliyor olmasıdır. Bu zor bir hedef ancak standardın işaret ettiği yön doğru. Daha çok insan yoğun tesisler hedef alınmış. Böylesi bir AVM veya ofis modern  algılayıcı ve akıllı panolar ile donatılmış olacaktır. Buradan kazanılacak puanın  Standart içindeki ağırlığı 22/381 olup orta üst  dereceyi ifade eder.

Bazen tesis genelinde veya bölge temelinde kontrol için daha hassas bilgi gerektiğinde insan sayısının bilinmesi önem arz edebilir. Stratejik bir noktaya yerleştirilen kamera(lar) ve ilgili yazılım ile bölgeye giren/çıkan insan sayısını tespit etmek mümkündür. Birçok hizmetin temeli insan olduğu için bu bilginin kullanılarak ön hazırlık yapmak ve konforu ve güvenliğ
i sağlamak işletmeci için önemlidir. Bu amaç için kamera kullanıldığından iki nokta önemlidir:

•    Kamera kişisel bilgiler kanununun izin verdiği şartlara/yere kurulmalıdır.

•    Kurulum güvenlik sisteminden bağımsız olmalı ve EEYS’ne bağlanmalıdır.

Standart böylesi bir gayreti Tablo B.16’da puanlar.




Buradan kazanılacak puanın  Standart içindeki ağırlığı 6/381 olup değeri düşük gözükebilir ancak yaptığı iş büyük ve yatırım bedeli de uygundur. Buradan anladığımız,  Standardın  yaşadığımız mekanları insan hatalarından arınmış, iş ve hizmet odaklı,  özerk tesisler haline getirmek istiyor olmasıdır.

SÖZÜN ÖZÜ-10: VARLIK / DOLULUK BİLGİSİNİ HER SİSTEM TASARIMDA KULLAN(MAYA ÇALIŞ).


TASARIMIN 4ncü GEREKSİNİMİ: KONTROL HEDEFLİ VERİMLİLİK İSTEMİ-9: GÜÇ FAKTÖRÜ ve  THD KONTROLÜ _{bölüm 4.1.3, 6.6.3,  6.6.4,  10.2.2.4, 10.2.3.5, 10.2.3.6}

GÜÇ FAKTÖRÜ KONTROLÜ

AC sistemlerde, bir kablo üzerinden taşınan gerçek güç değerini azaltmadan akım değerini azaltmak ve böylece kablo üzerinde kaybolan enerji miktarı minimuma indirmek mümkündür. Bunun yolu çekilen reaktif gücü kapasitör/endüktör kullanarak, tüketim noktasında kompanse etmektir. Ülkemizde güç faktörü düzeltmesi ADP‘de merkezi kompanzasyon şeklinde yapılmakta ve elektrik idaresinin talep ettiği 95% değerinin yakalanması hedeflenmektedir. Bu değer yakalanamadığında ceza ödendiğinden ülkemizde kompanzasyon ciddiye alınır ve uygulanır. CosΦ değeri ADP girişinde ölçülen değer olup tasarımcının en kolay kazanabildiği puan budur diyebiliriz. Standart bu gayreti Tablo B.25 ile puanlar.



Kazanılan puanın standart içindeki ağırlığı 16/381 olup orta bir değere karşılık gelir. Düzgün bir kompanzasyon sistemi ile tam puan kazanmak çok kolaydır ancak bunun bir istemi kondansatörleri harmonik bozunumdan korunmaktır. Bu sebepten Güç faktörü kontrolünde harmonik akımların da ele alınıp incelenmesi gereklidir.

Burada kişisel bir hatırlatma yapalım: Standardın 2014 nüshasında değindiği ama 2019 nüshasında unuttuğu bir yaklaşımı gündeme taşıyalım. Güç faktörü düzeltmesi yapıldığı noktanın arkasına faydası olur  önüne değil. Yani ADP’de yapılan merkezi güç faktörü düzeltmesi trafonun yükünü hafifletir, kolon hatlarının değil. Besleme hatlarında kayıplar devam eder. Enerji verimliliği hedefleniyor ise asıl çözüm yük noktasında  güç faktörü düzeltmesi yapmaktır. Bu mümkün olamıyor ise DP’ler seviyesinde güç faktörü düzeltmesi yapılabilir. Özetler isek:

•    Büyük motor yüklerinde güç faktörü düzeltmesi motor terminalinde veya MMC motor besleme çıkışında yapılmalıdır.

•    ADP’deki merkezi güç faktörü düzeltme düzeneği  parçalara ayrılarak DP ve MCC’lere yayılmalı/taşınmalıdır. Bu şekilde ana besleme hatlarında kayıplar azalacaktır.

 Tabiidir ki bu düzenleme daha pahalıdır ama IEC 60364-8-1’in ruhuna daha uygundur.



THDi ve HARMONİK AKIMLARIN FİLTRELENMESİ 

Şebeke kaynağımız temel frekansı 50Hz olan bir sinüs gerilim dalgasıdır. Şebekenin beslediği doğrusal olmayan her yük -yapısına göre- oluşan akım içine şebeke temel frekansının tekil katlarından oluşan “Harmonik” akımlar basar ve standart dalga formunu bozar. Bu olay  THDi yani  akım değerinin  toplam harmonik bozunumu ile ifade edilir.  Günümüzde yüklerin nerede ise tamamı doğrusaldışı/doğrusal olmayan  olduğu için şebekedeki harmonik akımların miktarı artmıştır. Biz burada konunun teorisine girmeyecek sadece -elektrik verimliliği ile ilgili- sonuçlarına -kısaca- odaklanacağız. Harmonik akımlar zararlıdır çünkü: 

•    Temel frekansın 3ncü ve katlarında olan Harmonik akımlar Üç fazlı AC devrelerde nötr iletkeninde -birbirlerini yok edeceğine- toplanır, ısınmaya ve önemli gerilim düşümüne neden olur. Bu sebepten:

1. Üç fazlı dengeli sistem gerilim düşümü hesaplarında harmoniklerin de etkisi hesaba katılmalı, iletken kesit seçimleri buna göre yapılmalıdır.

2. Bazı harmonik akımlar(3.ncü, 9.ncu..) trafo veya motor üçgen sarımlarında sönümlenirler yani bir anlamda böylesi cihazlar pasif filtre görevi görürler, ancak gereğinden fazla ısınırlar, ömürleri azalır. Çözüm ya önleyici   önlem almak veya  bu gereçleri bir boy büyük seçmektir.

Harmonik akım üreten cihazlar IEC 61000-2-2 ve IEC 61000-3-12 ile uyumlu olmalıdır. Değişken frekans sürücüler ve şarj cihazları bunlara örnektir. Burada elektrik tasarımcının yapması gereken satın alma şartnamesine bu istemin açık ve net konmasıdır. Böylesi bir seçim mekanik tasarımcı tarafından yapılıyor ise (proje başlama safhasında) elektrik tasarımcı tarafından uyarılmalı ve aynı istemlerin ilgili şartnameye konduğunu kontrol etmelidir. 

İşletme aşamasında sağlıklı ve kaliteli besleme temelinde ADP ve DP’lerde  THDi ölçümlemesi yapılmalı ve harmonik bozunumun olduğu durumlarda  ilgili panoya aktif/pasif filtreleme ilave edilebilmelidir. Tasarımcı böylesi bir durumu ön görmeli, ADP ve/veya DP’lerde rezerv yer bırakmalıdır. Çözüm ilgili pano seviyesinde sağlanmaz ise bozunum bütün tesise, oradan da şebekeye yayılacaktır. İdareler kendi bölgelerinde kayıplara neden olacak bu bozunumları istemezler ve belli bir oranı aşan bozunumlar için kullanıcılara ceza keserler.

Hemen belirtelim, pasif filtreler uygun fiyatlı ancak düşük yükte etkin değildir. Aktif filtreler pahalıdır ancak her yükte çözüm sunarlar; en uygun/ekonomik çözüm merkezi melez filtre kullanmaktır. Standart bu konudaki gayretleri Tablo B.27’da puanlar:


Standart 20%’den daha az bozunumları ödüllendirir. Bu değerin üzeri aşırı enerji kayıplarına ve cihazlarda erken yaşlanmaya yol açacağından tavsiye edilmez. Bir veya iki puan alabilmek için özenli tasarım ve ucuz pasif filtreler yeterlidir. Ancak ucuz pasif filtrelerin sürekli tam yükte çalışan devreler için uygun olduğu, sürekli tam yükte çalışmayan bir cihazda bir çok probleme yol açtığıda unutulmamalıdır. Tam puan alabilmek için ise pahalı “aktif filtre”  şarttır.

Üreticiler ürünlerinin çektiği nominal akım değeri yanında şebekeye saldığı harmonik akım değerlerini de vermeye başladılar. Bir zaman içerisinde bu uygulamanın yaygınlaşacağını, standartların harmonik hesaplamalar için daha ayrıntılı kurallar koyacağını düşünüyoruz. Pasif filtreler özgün harmonik yük ile bütünleşik kullanıldıklarında en etkin ve ucuz çözümdür. Ancak bu çözüm sürekli tam yükte çalışan devreler için uygundur.  Mesela yüksek güçlü bir VFD için çok kolay uygulama yapılabilir. VFD üreticileri ucuz olmak için tekliflerine THDi filtresi koymazlar. Bu filtreyi mekanik tasarımcı bütçelemeli ve VFD’nin konulacağı pano içinde filtre için uygun yer bıraktırmalıdır. Böylesi noktasal çözümler başarılamaz ise merkezi çözüme gidilmeli mesela ADP panosunda merkezi THDi filtresi kullanılmalıdır. Pasif filtre tüm  düşük yüklerde çalışan cihazlarda  yüklerde etkin olamadığından mutlaka pasif/aktif yani melez filtre kullanılmalıdır. Yakın gelecekte toplam belirsizlik azaldıkça tasarımcılar gerekli aktif ve pasif harmonik filtre hesaplamaları ve tanımlamalarını daha isabetli yapacaklar, bugün kapsamını ön görmekte zorlandığımız sorunların çoğu mazi olacaktır. 


THDu YANİ HARMONİK GERİLİMLERİN FİLTRELENMESİ 

Şebeke kaynağımızın verdiği gerilimin 50Hz temel frekansında ideal sinüs dalgası olduğu varsayılır. Doğrusal olmayan yüklerin yarattığı harmonik akımlar kaynak empedansı üzerinde gerilim düşümü yaratarak kaynak ideal sinüs dalga formunu bozabilirler. Bu olay  THDu yani  gerilim değerinin  toplam harmonik bozunumu ile ifade edilir. Harmonik akımlar kaynağa kadar (kolaylıkla) gidemediklerinden ve kaynak empedansının ufak olması nedeni ile gerilim bozunumu görünür seviyede oluşmaz. Ancak bozunum 5% üzeri ise ortada büyük bir ihmal var demektir! Tasarımcı mutlaka  ADP girişinde THDu gözlemesi yapıyor olmalıdır. Tesiste THDi değerleri normal ise bozunum dışarıdan geliyordur! Şebekeyi kirleten bir komşu vardır. Elektrik idaresi hemen uyarılmalıdır. THDu değerinin aşırı olması koruma rölelerinin hatalı çalışmasına neden olur. Çözümü bozunumu yaratan kaynağın  pasif/aktif/melez harmonik filtre kullanmasıdır. 

Tablo B26, Tablo B.27’nin ayna resmidir. Bu sebepten puan için ya biri ya öteki kullanılmalı, mükerrer kullanım yapılmamalıdır. Burada bilgi için THDu tablosunu sunuyoruz.



Standart 7%’den daha az bozunumları ödüllendirir. Bu değer bile bazı sorunlar olduğunun işaretidir. Burada bozunumun dışarıdan da gelebilmesi mümkün olduğundan bu tablonun kullanımını tavsiye etmiyoruz. 

Düzgün bir tasarım ve harmonik filtreleme sistemi ile tam puan kazanmak çok kolaydır. Ancak bu puan asıl işletmeye alma aşamasında yapılacak ince ayar ile sağlanacaktır çünkü bir tesis çalışmadan harmonik yükünün niteliği ve niceliği (şimdilik) bilinemez. Kazanılan puanın standart içindeki ağırlığı 11/381 olup orta bir değere karşılık gelir. Bu sistem kompanzasyon ile birlikte düşünüldüğünde 27/381 olup önemli bir kalemdir, bu bakımdan gerekli özen gösterilmelidir.

SÖZÜN ÖZÜ-11: HARMONİK  PROBLEMLERİNİ  ÇÖZ !

ETP IEC 60364-8-1:2019  Işığında  Verimli  Elektrik Tesisat Tasarımı Teknik Kılavuzu 'nun yayınlanması önümüzdeki hafta  3. Bölüm ile  son bulacaktır.