Elektrik enerjisi sistemlerinde, verimi arttırmanın ve enerji tasarrufu sağlamanın en kolay ve etkin yöntemlerinden biri reaktif güç kontrolü ve kompanzasyondur. Bir enerji kalitesi sorunu olan reaktif gücün azaltılması bir başka değişle, kompanze edilmesi, kritik önem taşır.
Şebekedeki birçok cihaz çalışırken aktif gücün yanında reaktif güç de çeker. Aktif güç yararlı işe dönüşürken, reaktif güç için bu durum söz konusu değildir. Ancak, manyetik alan kanununa göre çalışan cihazlar, çalışırken reaktif güce de ihtiyaç duyarlar. Elektrik Piyasası Müşteri Hizmetleri Yönetmeliği’ne göre reaktif enerji miktarını ölçmek üzere gerekli ölçme sistemi, ilgili mevzuata göre reaktif enerji tarifesi uygulanmayacak aboneler dışında kalan müşteriler tarafından tesis edilir. Bu müşterilerden, kurulu gücü 50 kVA’nın altında olanlar, çektikleri aktif enerji miktarının yüzde otuz üçünü aşan şekilde endüktif reaktif enerji tüketmeleri veya aktif enerji miktarının yüzde yirmisini aşan şekilde kapasitif reaktif enerji tüketmeleri halinde; kurulu gücü 50 kVA ve üstünde olanlar ise, çektikleri aktif enerji miktarının yüzde yirmisini aşan şekilde endüktif reaktif enerji tüketmeleri veya aktif enerji miktarının yüzde on beşini aşan şekilde sisteme kapasitif reaktif enerji vermeleri halinde, reaktif enerji tüketim bedeli ödemekle yükümlüdür.
Güç Faktörü Kavramı
Güç faktöründen önce elektriksel güç bileşenlerini anlamamız gerekmektedir.
P: Aktif Güç (İşi Yapan Güç) Birimi Watt (W)
Q: Reaktif Güç Birimi Volt-amper reaktif (VAR)
S: Görünür Güç Volt-amper (VA)
Güç faktörü şu şekilde tanımlanır:
Sinüzoid dalga formunun mükemmelliğinden dolayı, P, Q ve S üçgensel vektör olarak ifade edilebilir.
Akım ve gerilim arasındaki faz açısı ϕ olsun. Bu durumda güç faktörü |cosϕ|‘ye eşittir.
Bir şebekede güç faktörü 0.9 ise ise görünür gücün % 90’nı faydalı güce dönüşüyor demektir.
Reaktif gücün üretilerek, cihazların şebekeden çektiği reaktif gücün azaltılmasına reaktif güç kompanzasyonu denilmektedir. Yukarıdaki formülden de göreceğimiz üzere, reaktif güç azaldıkça güç faktörü değeri 1 değerine yaklaştırılmış olacaktır.
Reaktif Güç Kaynakları
Belli başına reaktif güç kaynaklarını aşağıdaki gibi sıralayabiliriz.
- Asenkron makinalar ve düşük uyarımlı senkron makinalar
- Floresan lamba balastları
- Endüksiyon ve ark fırınları
- Bobinler
- Kaynak cihazları
- Havai hatlar
Neden Kompanzasyon Yapılmalıdır?
Kompanzasyon hem üretici hem de tüketiciler için faydalar içerir. Öncelikle tüketici eğer kompanzasyon yapmazsa ve yasal sınırları geçerse, tüketilen reaktif enerji için enerji dağıtım şirketine bedel öder. İkincisi kompanzasyon yapılmazsa, sistemdeki elemanlar daha fazla yükleneceği için, kullanılacak cihazların boyutu ve kapasitesi artar, bu da ek maliyet demektir. Üretici tarafında ise, benzer faydalar yine kompanzasyonla beraber görülecektir. Benzer şekilde kompanzasyonla beraber, reaktif güç azalacağı için, sistem daha az yüklenecektir. İkincil olarak, kompanzasyon ile beraber, hattan çekilen toplam akım azaldığı için ısıl kayıplar azalacaktır. Enerji dağıtım sistemlerinde gerilim kontrolü öncelikle jeneratörlerin ve trafoların kademelerini ayarlayarak yapılmalıdır. Bu ayarlar yetersiz kalırsa güç faktörünün iyileştirilmesi yoluna gidilmelidir. Bu amaçla, kompanzasyonda kullanılan kondansatörlerin gerilimi yükseltici etkisinden faydalanılır.
Reaktif Güç İhtiyacının Hesaplanması
Bir elektrik tesisi için gerekli olan, reaktif gücün hesaplanması güç üçgeni ile oldukça kolay olabilmektedir. Öncelikle elektrik şebekesinin görünür gücü ve güç katsayısı tespit edilir. Daha sonra istenen güç katsayısı değerine göre, reaktif güç hesabı yapılır.
Şekle göre kompanzasyon yapılmadan önceki reaktif güç
Q1 = P . tanφ1
kompanzasyon yapıldıktan sonraki reaktif güç ise
Q2 = P . tanφ2
Buna göre kompanzasyon için gereken reaktif güç değeri bunların farkıdır.
QC = Q1 – Q2 = P(tanφ1 – tanφ2)
Klemsan Rapidus Reaktif Güç Kontrol Rölesi
Rapidus reaktif kontrol rölesi kondansatörleri ve şönt reaktörleri kontrol ederek çift yönlü kompanzasyon sağlar.
- 8, 12, 24 kademeli seçenekler
- Ölçüm ve kademe güçlerini otomatik öğrenebilme
- Tüm kademelere istenilen tip yük bağlayabilme
- Geniş grafik LCD ekran
- Türkçe, İngilizce ve Rusça dil seçenekleri
- 1 MB hafıza ile geçmişe yönelik kayıt tutabilme
- 51. harmoniğe kadar akım ve gerilim harmonik ölçümü
- Ölçülen tüm parametrelere alarm tanımlayabilme
- Jeneratör girişi ve hedef Cos-2 seçeneği
- 10 mA algılama hassasiyeti
- Tüm modellerde standart Modbus haberleşme
