×

Elektrik Tesislerinde Güç Faktörü Düzeltme ve Harmonik Filtreleme Yazı Dizisi-3




Elektrik Tesislerinde Güç Faktörü Düzeltme ve Harmonik Filtreleme

 Yazı  Dizisi-3


Tercüme: Alper Çelebi 

5 Güç faktörü düzeltme tipleri

Önceki bölümlerde güç faktörü düzeltmenin teknik ve ekonomik avantajları tartışılmıştı. Şimdi, bu tür avantajlardan daha iyi yararlanabilmek için kapasitörün nereye kurulacağını anlamak önemlidir.

Her tesisat tipine uygulanabilir herhangi bir genel kural yoktur ve teoride kapasitörler herhangi bir noktaya kurulabilir,ancak ilgili pratik ve ekonomik fizibilitenin değerlendirilmesi gerekir.

Kapasitörlerin bulundukları konuma göre, güç faktörü düzeltmenin başlıca yöntemler şunlardır:

• dağıtılmış güç faktörü düzeltme;
• grup güç faktörü düzeltme;
• merkezileştirilmiş güç faktörü düzeltme;
• kombine güç faktörü düzeltme;
• otomatik güç faktörü düzeltme;

5.1 Dağıtılmış güç faktörü düzeltme

Dağıtılmış güç faktörü düzeltme, uygun boyutlandırılmış bir kapasitör bankının reaktif güç talep eden yük terminallerine doğrudan bağlanmasıyla elde edilir.

Bu tür güç faktörü düzeltilmesi, sabit yük ve güce ve de uzun bağlantı sürelerine sahip büyük elektrikli ekipmanlarda tavsiye edilir ve genellikle motorlar ve floresan lambalar için kullanılır.

Şekil 5.1, motorların güç faktörü düzeltilmesi için ortak bağlantı diyagramlarını göstermektedir

Doğrudan bağlantı durumunda (diyagram 1 ve 2), aşağıdaki risk göze alınabilir: kaynaktan çıkartıldıktan sonra,motor dönmeye devam eder (artık kinetik enerji) ve kapasitör bankından çekilen reaktif enerji ile kendinden ikaz yapar ve asenkron jeneratöre dönüşebilir. Bu durumda, anahtarlamanın ve kontrol cihazının yük tarafındaki gerilim, tehlikeli aşırı gerilim riskiyle beraber korunur (nominal gerilim seviyesinin iki katına kadar).

Diyagram 3'ü kullanırken, kompanzasyon bankı yalnızca motor başlatıldıktan sonra bağlanır ve motor beslemesinin kapatılmasından önce devre dışı bırakılır.

Bu tip güç faktörü düzeltilmesi ile yükün besleme tarafındaki şebeke daha yüksek güç faktörü ile çalışır; diğer yandan, bu çözüm ekonomik açıdan külfetlidir.

5.2 Grup güç faktörü düzeltme

Özel olarak çalışan bir kapasitör bankı kurarak, benzer çalışma özelliklerine sahip yük gruplarının güç faktörünün yerel olarak iyileştirilmesidir.

Güç faktörü düzeltilmesiyle oluşan faydalar, kapasitör bankının bulunduğu noktanın kaynak yönündeki hatta hissedileceğinden bu, ucuz çözüm ve doğru tesisat yönetimi arasında bir uzlaşmaya varan bir yöntemdir.




5.3 Merkezileştirilmiş güç faktörü düzeltme

Gün boyunca bağlanan yüklerin profili, en uygun tipteki güç faktörü düzeltmesinin seçimi için birinci dereceden önemlidir.

Tüm yüklerin aynı anda çalışmadığı ve/veya bazı yüklerin günde sadece birkaç saat bağlı olduğu birden fazla yüke sahip tesisatlar için, kurulu kapasitörlerin birçoğu uzun bir süre boşta kaldığından dağıtılmış güç faktörü düzeltme çözümünün çok zahmetli hale geldiği açıktır. Bu nedenle, sadece kurulumun merkezinde bulunan bir kompanzasyon sisteminin kullanılması, kurulu kapasitörlerin toplam gücünde kayda değer bir azalma sağlar.




Genelde, merkezileştirilmiş güç faktörü düzeltmede, doğrudan ana dağıtım panolarına kurulu, adımlara ayrılmış banklarla otomatik tertibatlar kullanılır (bkz. aşağıdaki otomatik güç faktörü düzeltme); sürekli bağlı bir bankın kullanımı ancak reaktif enerjinin tüketimi gün boyu sabitse mümkündür.

Merkezileştirilmiş çözüm, kapasitör bankı maliyetlerinin optimizasyonunu sağlar ama dezavantajı şudur ki güç faktörü düzeltme cihazının yük tarafındaki dağıtım hatlarının yükler tarafından çekilen tam reaktif gücün hesaba katılarak boyutlandırılması gerekir.

5.4 Kombine güç faktörü düzeltme

Bu çözüm dağıtılmış ve merkezi güç faktörü düzeltme çözümlerinin birlikte kullanılmasıyla oluşur ve iki çözümün de avantajlarını sunar. Bu şekilde, dağıtılmış kompanzasyon yüksek güçlü elektrikli ekipman için kullanılırken geri kalan kısım için merkezileştirilmiş yöntem kullanılır.

Kombine güç faktörü düzeltme, genellikle yalnızca büyük ekipmanların sık kullanıldığı tesisatlarda kullanılır; bu gibi durumlarda güç faktörleri ayrı ayrı düzeltilirken küçük ekipmanın güç faktörü merkezileştirilmiş yöntem ile düzeltilir.

5.5 Otomatik güç faktörü düzeltme

Çoğu tesisatta, farklı elektriksel özelliklere sahip makineler kullanıldığı için çalışma çevrimi yüzünden reaktif güç sabit olarak çekilmez.

Bu gibi tesisatlarda, izleyici bir varmetrik cihaz ve bir güç faktörü düzenleyicisi sayesinde, otomatik güç faktörü düzeltme için sistemler vardır ve bunlar da farklı kapasitör banklarının otomatik anahtarlanmasını sağlar ve böylece çekilen reaktif güç değişimlerini takip eder ve tesisat sabitinin güç faktörünü sabit tutar.

Otomatik kompanzasyon sistemi şunlardan oluşur:

• akım ve gerilim sinyallerini algılayan bazı sensörler;
• ölçülen güç faktörünü istenen faktör ile karşılaştıran ve gerekli reaktif güç ile kapasitör banklarının bağlantısını ve kesilmesini yürüten akıllı bir birim (güç faktörü düzenleyici);
• anahtarlama ve koruma cihazlarından oluşan bir elektrik enerji panosu;
• kapasitör bankları.

Mümkün mertebe talep edilene yakın bir besleme sağlamak için kapasitör bağlantısı kademeli olarak yapılır. Burada öngörülen kademe sayısı ne kadar fazla ve bu kademeler arasındaki fark ne kadar küçük olursa kontrol hassasiyeti o kadar yüksek olur.

6 Güç faktörünün hesaplanması

Bir tesisin güç faktörünün geliştirilmesi için kurulacak kapasitör bankının boyutlandırılmasında, güç faktörünün tüketime veya tesisin yük döngüsüne göre hesaplanması gerekir. Bu, normalde elektrik tedarikçisi kurumlar tarafından yasaklanan bir durum olan aşırı reaktif enerjinin tüketimini önlemek içindir.

Dağıtılmış veya grup güç faktörü düzeltme yapmak için tek yükün veya yük grubunun (fabrika alanları) cosϕ değerinin hesaplanması gerekir; bu, aşağıdaki şekilde gerçekleştirilir:

• direkt olarak bir güç faktörü ölçer ile doğrudan ölçme yoluyla;
• dolaylı olarak, aktif ve reaktif enerji ölçerlerin okunması yoluyla.

Güç faktörü ölçer, yükün çektiği enerjiye göre güç faktörü cosϕ 'yi gösterebilen bir ölçme cihazıdır. Cihazın okunması yük döngüsünün farklı anlarında yapılır, böylece ortalama güç faktörü değeri elde edilir.

Eğer yük tarafından veya bir çalışma döngüsü sırasında fabrika alanlarını oluşturan yüklerin tamamı tarafından çekilen aktif ve reaktif enerji ölçümleri mevcutsa, ortalama güç faktörü aşağıdaki gibi hesaplanabilir:




burada:

• EPi ve EQi çalışma döngüsünün başında okunan aktif ve reaktif enerji değerleridir;
• EPf ve EQf çalışma döngüsünün sonunda okunan aktif ve reaktif enerji değerleridir;

Merkezileştirilmiş güç faktörü düzeltmesi yapmak için, aylık ortalama güç faktörü daha önce gösterildiği şekilde veya elektrik tedarikçisi kurumun faturalarından elde edilebilir.

Bundan sonraki yazımızda "gerekli reaktif gücün hesaplanması, üç fazlı motorların güç faktörü düzeltilmesi"  anlatılacaktır. 
Paylaş:
E-BÜLTEN KAYIT
Güncel makalelerimizden haberdar olmak için e-bültene kayıt olun!
Sosyal Medyada Bizi Takip Edin!
E-Bülten Kayıt