KOMPANZASYON SİSTEMLERİNDE HARMONİKLER


Günümüzde elektrik enerjisini verimli kullanmak üretim maliyetleri düşürmek ve enerji tüketimini azaltarak çevreyi korumak açısından büyük önem kazanmıştır.

Elektrik şebekesine bağlanan cihazların hemen hemen tamamı şebekeden aktif yani iş yapan gücün yanında reaktif güç de çekerler. Şebekeden çekilen ve hemen ardından şebekeye tekrar geri verilen bu reaktif güç hiçbir iş yapmaz, ancak şebekeyi gereksiz yere yükler ve şebekenin işletme maliyetlerini yükseltir. Bu nedenle şebekeden çekilen reaktif güç için de ücret ödenir. Çekilen reaktif gücün belirli sınırların dışında olması durumunda ise ek cezalar nedeniyle elektrik enerjisine ödenen ücret katlanarak artar.

Bu nedenle her işletme şebekeden çektiği reaktif gücü kontrol etmeli, bir başka deyişle güç faktörünü belirli sınırlar içinde tutmalıdır. Bunu sağlamak için kompanzasyon panoları kullanılır. Kompanzasyon panolarında bulunan ***8220;reaktif güç kontrol rölesi***8221; işletmenin güç faktörünü sürekli olarak ölçer ve gerektiğinde panoda bulunan kondansatör gruplarını ilgili kontaktörlere kumanda ederek devreye alır ve devreden çıkartır.

Kompanzasyon panolarında karşılaşılan en büyük sorun kullanılan kondansatör gruplarının kısa sürede arıza yapmalarıdır. Bu durumda arızalanan kondasatörler yenileri ile değiştirilerek sorun geçici olarak çözülür. Ancak bu tip arızaların gerçek nedeni büyük bir olasılıkla sistemde ***8220;harmonik rezonans***8221; denilen bir olayın meydana gelmesidir.


Harmonik Nedir


Harmonikler, günümüzde elektriksel hatalar söz konusu olduğunda en çok kullanılan kavramlardan biridir. Harmonikler yüksek frekanslı sinüs biçimli bileşenlerdir. Harmoniklerin frekansları temel frekans (50 Hz) x harmonik derecesi ile tanımlanır.


Harmonik Derecesi - Harmonik Frekansı

3 150
5 250
7 350



Elektrik enerji sisteminden beslenen, sinüs biçimli olmayan akımlar çeken yüklerin (Yarıiletken anahtar elemanlı çeviriciler, doymuş magnetik malzemeler, kaynak makineleri vb.) kullanımının yaygınlaşmasıyla sistemdeki gerilim ve akım dalga şekilleri sinüs şeklinden uzaklaşır. Aşağıda 3, 5 ve 7. harmonik dalga şekilleri sunulmaktadır.


Harmoniklerin Oluşmasına Neden Olan Etkenler


Yarıiletken endüstrisine dayanan, Alternatif akım / Doğru Akım veya Alternatif Akım / Doğru Akım / Alternatif Akım çeviricileri temel bileşen akımının yanında harmonik akım bileşenleri çekerler. Bu tür sistemler aşağıdaki şekilde sıralanabilir:



***61656; Hız Kontrol Cihazları

***61656; Tristör Kontrollü Ekipmanlar

***61656; Kesintisiz Güç Kaynakları (UPS)

***61656; Ark fırınları

***61656; Kaynak makinaları

***61656; Enerji Tasarruflu Lambalar

***61656; Frekans Çeviriciler

***61656; Kontrollü Güç Kaynakları

***61656; Trafolar






Harmoniklerin Sisteme Etkileri


Harmonik akımlar sistem empedansı üzerinde gerilim düşümlerine sebep olurlar.
Bu gerilim düşümleri temel bileşen gerilimi üzerine ilave olarak, gerilimde bozulmalara ve efektif gerilimin yükselmesine neden olurlar. Enerji sisteminden sinüs biçimli olmayan akımlar çekilmesi gerilim dalga şeklinin de bozulmasına neden olmaktadır. Dolayısıyla enerji kalitesi bozulmakta, sistemde rezonans riski artmaktadır.

Harmoniklerin diğer etkileri aşağıdaki şekilde sınıflandırılabilir.


Harmonikler;

***8226; Kondansatörlerin aşırı yüklenmesine ve ömürlerinin azalmasına neden olmaktadır.

***8226; Röle, kesici ve sigortaların hatalı çalışmasına, gereksiz açma yapmasına neden olmaktadır.

***8226; Harmonikli akımlar transformatörlerin, kondansatörlerin ve diğer elektriksel dağıtım cihazlarının aşırı yüklenmesine neden olmaktadır.

***8226; Güç kablolarında yalıtkan dielektrik yalıtkan delinmelerine sebep olacak, rezonans olaylarına sebep olurlar.

***8226; 3 ve 3***8217;ün katı harmonikler nötr hattının aşırı yüklenmesine yardımcı olurlar.

***8226; Özellikler gerilimin sıfır geçişinden kontrolleri için gerekli referans bilgisini elde eden kontrol sistemlerinin hatalı çalışmalarına neden olmakta, yarıiletken elemanların zarar görmesine neden olmaktadır.

***8226; Enerji sisteminde seri ve paralel rezonans olayların meydana gelmesine neden olurlar.

***8226; Sayaçlarda ölçüm hatalarına, haberleşme hatlarında gürültülere ve elektronik kartların arızalanmasına neden olurlar.

***8226; Sistemlerden temel bileşen akımına ilave olarak harmonikli bileşen akımlarının çekilmesi, elektronik kart arızalarının sıklığına yol açmaktadır.

***8226; Trafolarda demir ve bakır kayıplarının artmasına, ısınmalara neden olur. Enerji kaybına yol açar.

***8226; Harmonik kirlilik digital sayaçlarda reaktif güç gibi görülmektedir. Yani kayıplar yaratmaktadır.

***8226; Motor, generator ve iletkenlerde harmonik bileşenden dolayı akımın artmasına buda kayıplara sebep olup cihazların ve iletkenlerin ısınmasına neden olur.




Güç Kalitesi Ölçütleri ve Standartları


Uluslar arası IEC 519 -1992 ***8216;ye göre standartlar içinde kabul edilen harmonik bozulma değerleri, Gerilim için % 3, Akım için % 5 olarak belirlenmiştir. Bu limit değerlerinin üzerinde bulunan harmonik oranlarında, elektrik sistemleri için tehlikeli ve büyük maddi zararlar oluşturabilecek problemler meydana gelmektedir.


Kompanzasyon Sistemlerinde Harmonikler Konulu Dökümanlar:



http://www.dosyaupload.net/download.php?file=322861

(Kompanzasyon Sistemlerinde Harmonikler)

http://www.dosyaupload.net/download.php?file=652560

(Harmonikler - Ergün Elektrik)

http://www.dosyaupload.net/download.php?file=796194

(Scheneider Electric - Enerji Kalitesi Semineri Sunumu)

http://www.dosyaupload.net/download.php?file=731352

(Harmoniklerin Azaltılması - Doktora Tezi)

http://www.dosyaupload.net/download.php?file=224290

(Elektrik Güç Sisteminin Kalitesini Bozan Faktörler)