KOMPANZASYON DEVRELERİ
ZAHİRİ, AKTİF VE REAKTİF GÜÇ
Elektriksel güç; bir devreye tatbik edilen gerilimle bunun doğurduğu akımın bir hasılatıdır.
Zahiri Güç S = U . I ( VA )
Aktif Güç P = U . Iw = U . I . Cosj = S . Cosj ( W )
Reaktif Güç Q = U . Ib = U .I . Sinj = S . Sinj ( VAR )
P = S . Cosj ’ de aktif güç zahiri gücün kompanzasyon devreleri Cosj ile çarpılmasıyla elde edildiği için Cosj ’ ye aktif güç katsayısı veya kısaca güç katsayısı adı verilmektedir.
Aktif güç ile zahiri güç kompanzasyon devreleri arasındaki açı, gerilimle akım arasındaki aynı faz açısı halde Cosj ile faz farkı ifade edilebilir
.
Cosj = 1 ( Sadece aktif güç mevcuttur. j = 0 derece )
Cosj = 0 ( Sadece reaktif güç mevcuttur. j = 90 derece )
Santralde üretilen bir enerji, aktif ve reaktif akım adı altında en küçük alıcıya kadar beraberce akmakta, iş yapmayan, sadece motorda nagnetik alan doğurmaya yarayan reaktif akım, kompanzasyon devreleri havai hatta, trafoda, tablo, şalterler ve kabloda lüzumsuz yere kayıplara sebebiyet vermektedir. Bu kayıplar yok edilirse, şüphesiz trafo daha fazla motoru besleyebilecek bir kapasiteye sahip olacak, bununla beraber disjonktör ( kesici ) lüzumsuz yere büyük seçilmeyecek, kablo ise daha küçük kesitte seçilebilecektir.
Daha ilk bakışta reaktif akımın santralden alıcıya kadar taşınması, büyük ekonomik kayıp olarak görünmektedir. Genellikle enerji dağıtım şebekelerinde lüzumsuz yere taşınan bu enerji, taşınan aktif enerjinin % 75 – 100’ü arasında tespit edilmektedir. Bu reaktif enerjinin santral yerine, motora en yakın bir mahalden gerek kondansatör tesisleri, gerekse senkron döner makinalar tarafından temin kompanzasyon devreleri edilmesiyle, kompanzasyon devreleri santralden motora kadar bütün tesisler bu reaktif akımın taşınmasından, kompanzasyon devreleri yükünden arınmış olacaktır.
I1 : Zahiri akım kompanzasyon devreleri I1 .Cosj : Aktif akım I1.Sinj : Reaktif akım
Santralden motora kadar bütün hatlar, tesisler ;
I .Cosj + I .Sinj = Iaktif + Ireaktif kompanzasyon devreleri akımının toplamı ile yüklenmekte, motor ise ancak P = U.I.Cosj aktif enerjiyi almaktadır.
REAKTİF GÜÇ
Akımın aktif bileşeni ;
- Motorlarda mekanik gücü,
- Isıtıcılarda teknik gücü,
- Lambalarda aydınlatma gücünü kompanzasyon devreleri oluşturan faydalı bileşendir.
Akımın reaktif bileşeni ;
- Jeneratör
- Transformatör
- Motor
- Bobin
gibi elektrik kompanzasyon devreleri cihazlarının çalışması için gerekli magnetik alanı meydana getirir.
Magnetik alanı meydana getiren mıknatıslanma akımı endüktif ( geri – fazda ) karakterde olup şebekeden çekilir ve akımın sıfırdan geçtiği anda alan ortadan kalkınca tekrar şebekeye iade edilir. Bu nedenle reaktif güç, üretici ile tüketici arasında sürekli olarak şebeke frekansının 2 katı bir frekansla salınır.
S = Ö 3 .U.I Görünen güç
Aktif güçle, aktif akım gerilimle aynı kompanzasyon devreleri fazdadır. Çekilen güç endüktif ise zahiri güç ile I hat akımı gerilimden j açısı kadar geri fazdadır.
U : Hat gerilimi ( Fazlar arası gerilim ) I : Hat akımı
S : Zahiri güç ( VA ) P : Aktif güç ( W )
Q : Reaktif güç ( VAR ) j : Faz açısı
Aktif akım : Ip = I .Cosj Reaktif akım : Iq = I .Sinj Hat akımı : I = / Ip + Iq
Aktif güç : P = S.Cosj Reaktif güç : Q = S.Sinj Zahiri güç : S = / P + Q
Aktif akımın meydana kompanzasyon devreleri getirdiği aktif güç, tüketici tarafından faydalı hale getirilir; Mesela motorlarda mekanik güce, ısı tüketicilerinde termik güce ve aydınlatma tüketicilerinde aydınlatma gücüne dönüşür. Reaktif akımın meydana getirdiği reaktif güç ise faydalı güce çevrilemez. Reaktif güç, yalnız alternatif akıma bağlı bir özellik olup, elektrik tesislerine istenmeyen bir şekilde tesir eder; generatörleri, transformatörleri, hatları, bobinleri gereksiz olarak işgal eder ve lüzumsuz yere yükler, ayrıca bunların üzerinde ilave ısı kayıplarına ve gerilim düşümlerine yol açar. Aktif güç enerjisi normal sayaçlarda tespit edildiği halde reaktif enerji böyle bir sayaç ile kontrol edilemez, bunu kaydetmek için ayrı bir reaktif enerji sayacına ihtiyaç vardır.
REAKTİF GÜÇ GEREKSİNİMİ kompanzasyon devreleri
Güç faktörü düzeltmede başlangıç noktası, yük karakteristiğinin tam olarak belirlenmesidir. İşe güç sistemi yönünden bakıldığında, sistemin en fazla zorlandığı yükteki güç faktörünün bilinmesi yeterlidir.
Türkiye’de müşteri gruplarının puant yükteki güç faktörleri üzerinde yapılmış çalışmalar çok eksiktir. Eldeki bilgiler genellikle dağıtım panolarındaki Cosj metrelerden okunan bilgileri içermektedir. Yapılan araştırma ve ölçümlerde her müşteri grubu için güç faktörü kompanzasyon devreleri değerleri ortalama olarak bulunmuştur.
1-ENDÜSTRİYEL KURULUŞLAR
Endüstriyel kuruluşların kompanzasyon devreleri güç kompanzasyon devreleri faktörlerinin 0.6 – 0.9 arasında değiştiği, alt sınırın ark ocakları, kaynak makinaları veya küçük elektrik motorları kullanan ve aydınlatmanın fluoresan lambalarla yapıldığı kuruluşlarda, üst sınırın ise büyük güçte motor kullanan, aydınlatmanın da cıva buharlı lambalarla yapıldığı kuruluşlarda tekabül ettiği gözlenmiştir.
2-MESKENLER
Yapılan ölçmelerde güç kompanzasyon devreleri faktörünün kompanzasyon devreleri yaşam standartları ile doğrudan bağlı olduğu gözlenmiştir. Ülkemizde meskenlerde elektrik enerjisini genellikle aydınlatma (akkor veya fluoresan lamba) ve birazda ısıtma için kullanıldığı düşünülürse bunun sebebi ortaya çıkmaktadır.
3-TİCARETHANELER
Ticarethanelerin yükleri kompanzasyon devreleri aydınlatma kompanzasyon devreleri ve küçük elektrik motorlarından oluşmaktadır. Ticarethaneleri bürolar ve alışveriş merkezleri olarak ayırırsak; alışveriş merkezlerinin güç faktörleri 0.8 – 0.7, büroların ise 0.88 olarak ölçülmüştür.
4-RESMİ DAİRELER
Resmi dairelerde ana yükü aydınlatma oluşturmakta, dolayısıyla güç faktörü aydınlatmanın türüne bağlı olarak değişmektedir. Yalnız fluoresan lamba kullanılan dairelerde güç faktörü 0.5’ e kadar düşebilmekte ve enkandesan lambaların kullanılmasıyla kompanzasyon devreleri artmaktadır.
5-SOKAK AYDINLATMASI
Sokak aydınlatmasında güç faktörünü kullanılan lamba tipi belirlemektedir. Enkandesan lambaların kullanıldığı durumlarda güç faktörü 0.97’ ye ulaşmaktadır. Örneğin; Ankara – Samsun otoyolundaki cıva buharlı lambalarla yapılan aydınlatmada kompanzasyon devreleri güç faktörü 0.86 olarak belirlenmiştir.
REAKTİF GÜÇ VE GÜÇ FAKTÖRÜ
REAKTİF GÜÇ TÜKETİCİLERİ
Magnetik veya statik alanla kompanzasyon devreleri çalışan bütün elektrikli araçlar şebekeden aktif güç yanında reaktif güç çeker; bazı koşullar altında da reaktif güç verir. Bu tip önemli bazı araçlar şunlardır:
- Düşük ikazlı sekron makinalar
- Asenkron motorlar
- Senkron motorlar
- Bobinler
- Transformatörler
- kompanzasyon devreleri
- Redresörler
- Endüksiyon fırınları, ark fırınları
- Kaynak makinaları
- Hava hatları
- Fluoresan lamba balastları
- Sodyum ve cıva buharlı lamba balastları
- Neon lamba balastları