Güç sistemlerinde  işletmeyi  kolaylaştırmak,  verimliliği arttırmak  ve  enerji tutumluluğunu sağlamanın en etkin önlemlerinden birini “Reaktif Güç Kompanzasyonu” oluşturmaktadır.

Dünyamızın son yıllarda  karşı  karşıya kaldığı  enerji  krizi, araştırmacıları  bir yandan yeni enerji kaynaklarına yöneltirken diğer yandan daha verimli  sistemlerin tasarımlanması ve kurulmuş olan enerji kaynaklarının en verimli ve kaliteli şekilde kullanılması yönünde çalışmaların yoğunlaşmasına neden olmuştur.

Bir AC şebekenin kalitesi şunlara bağlıdır: 1-Gerilim ve frekansın sabitliği

2-Güç faktörünün bire yakınlığı

3-Faz akım ve gerilimlerinin dengeliliği

4-Kesintisiz enerji verebilmesi

5-Harmonik şartlarının uygun olması

Elektrik enerjisinin,  asrımızın en yaygın kaynaklarından  biri olarak  üretildiği, santralden en küçük alıcıya kadar dağıtımında en az kayıpla taşımanın yolları  ve hesapları yapılmaktadır.

Dünyamızda elektrik enerjisine  ihtiyacın her geçen  gün biraz daha artması, enerji üretiminin  biraz daha pahalılaşması, taşınan enerjinin de kaliteli,  ucuz ve hakiki iş gören aktif enerji olmasını daha zorunlu kılmaktadır.
            09.03.2000 tarih, 23988 sayılı resmi gazetede yayınlanan yeni reaktif güç tarifesine göre; kurulu gücü 50 kVA ve üzeri olan aboneler kompanzasyon yapmak zorundadır. Buna göre,

• Reaktif enerjini aktif enerjiye oranının:
• -0.20 < Er/Ea < 0.33 değerleri arasında tutulmalıdır.
• Güç katsayısı 0.95 olmalıdır.
• Abonenin çektiği aktif enerjinin;

• % 33’üne kadar endüktif,
• %20’sine kadar kapasitif enerji bedeli alınmaz.
• Bu sınırlar aşıldığında reaktif enerji bedeli alınır.

Klasik kompanzasyon tekniği sınırlar daraltıldığından tüketicilerin ek bir reaktif enerji ile muhatap olmalarını sağlar.
1

2.GENEL BİLGİLER

Bir devrenin zahiri direnci OHM Kanununa göre bu devreye tatbik  edilen gerilim  ve geçen akıma göre bulunmaktadır. Alternatif akımda  zahiri direnç Z’ nin bir aktif ( R ) bir de reaktif ( X ) bileşeni bulunmaktadır.

Şekil 1.1- Zahiri, aktif, reaktif direnç ve fazör diyagramları

Bir elektrik  devresinin  içerisindeki  cihazlar zahiri direnci teşkil ederler ve akımın gerilime  göre faz durumunu tayin ederler.  Bunun için 3 hal mümkündür:
       1 - Devredeki cihazlar sadece omik  değerdedir. ( Akkor flamanlı lambalar )

Şekil 1.2. Omik direnç ifadesi ve fazör diyagramı

Akım ve gerilim vektörel olarak aynı fazdadır.

2 - Devredeki cihazlar endüktif (?) karakteristiktedir. Akım vektörel olarak, gerilime  göre ? açısı kadar geridedir. ( Transformatörler,  motorlar,  bobinler. )

2

2.1. Zahiri, Aktif  ve Reaktif Direnç

Şekil 1.3. Endüktif direncin fazör diyagramı

3 - Devredeki cihazlar kondansatörler gibi  kapasitif karakteristiktedir.  Akım vektörel olarak gerilime göre ? açısı kadar ileridedir.

Şekil 1.4. Kapasitif direncin fazör diyagramı

XL = 2.π.f.L = WL ( Ohm ) 
Xc = 1 / 2.π.f.C = 1 / Wc  ( Ohm )

L = indüktivite ( Henry ) [ H ]
C = kapasite ( Farad ) [ F ]

 f = frekans ( Hertz )  [ Hz ]

2.1.1. Omik Direnç ( Aktif Direnç )

Omik  direnç  R,  içerisinde  bir  indükleme  veya kapasite olayı  olmayan  dirençtir. (Akkor flamanlı  lambalar,  elektrikli ısıtıcılar.) Bu direnç efektif gerilim veya akım değerlerinden R = U / I  olarak bulunur. Aktif direnç içerisinden geçen akımda  aktif akımdır. Ölçülen gerilim ve akım efektif değerlerdir. Maksimum ani değerleri bulmak için ölçülen akım ve gerilimin yaklaşık 1.41 katı alınmalıdır.

                                                                     3

2.1.2. Endüktif Direnç

İçinden her akım  geçen  telin  etrafında daima bir manyetik  alan mevcuttur. Bir bobin halinde sarılan telin manyetik  alanıda daha fazla olacaktır. Böylelikle  bobin bir gerilim endükleyici özelliğine sahiptir.  Hareket  halinde  bulunan elektronlar, sanki yanındaki elektronlarla bir yay vasıtasıyla bağlıymış gibi bu bobin uçlarına bir gerilim tatbik edildiğinde ileri – geri harekete başlarlar.

Bir bobinde kendi kendine  indükleme  olayı bu bobin içindeki akımın akmasına engel olacak şekilde durum  göstermektedir  ve gerilim ile akım arasında bir faz kayması  mevcuttur. 

Şebekeye bağlı  bir  alıcı, eğer bir motor,  bir transformatör,  bir fluoresan lamba ise, bunlar  manyetik  alanlarının  temini  için bağlı oldukları şebekeden  bir reaktif akım çekerler.

2.2. Faz Farkı Olan Akımın Aktif ve Reaktif Bileşenleri

Gerilim ile akım arasındaki faz farkını  akımı   bileşenlerine  ayırarak izah etmek mümkündür. 

I alternatif akımın , aktif = Iw ,  reaktif = Ib  bileşenleri,  birbirine  paralel  bağlı  aktif ve reaktif dirençlerin üzerinden geçen akımlardır.

Şekil 1.5. Alternatif akımın aktif ve reaktif bileşenleri

I= U / Z =        Iw = U / R = I*Cos ?
                                            Ib  = U / X = I*Sin ?

                4

2.3. Zahiri, Aktif  ve Reaktif Güç

Elektriksel güç; bir devreye tatbik edilen gerilimle  bunun doğurduğu akımın bir sonucudur.
Zahiri Güç S = U . I ( VA )
Aktif Güç P = U . Iw = U . I . Cos?= S . Cos?     ( W )

Reaktif Güç Q = U . Ib = U .I . Sin?= S . Sin? ( VAR )
P = S . Cos? ’ de aktif güç zahiri gücün Cos? ile çarpılmasıyla elde edildiği için Cos?’ ye aktif güç katsayısı veya kısaca güç  katsayısı adı  verilmektedir.

Şekil 1.6. Aktif, reaktif ve görünen güç fazör diyagramı

Aktif güç ile zahiri güç  arasındaki açı, gerilimle  akım arasındaki aynı faz açısı halde Cos? ile faz  farkı  ifade  edilebilir 
Cos? = 1 ( Sadece aktif güç mevcuttur. ? = 0 derece )
Cos? = 0 ( Sadece reaktif  güç mevcuttur. ? = 90 derece )

                                                                     5

Şekil 1.7. Akımın üreticiden tüketiciye kadar izlediği yol