Kompanzasyon Hesabı Nasıl Yapılır?

Kompanzasyon panosu güç faktörünü istenilen değere getiren ve sistemlerde enerji kalitesinin düzeltilmesini sağlayan içinde çeşitli elektriksek elektrik ve elektronik cihazlar bulunduran bir çeşit elektrik panosudur. Bu yazımızda kompanzasyon hesabı nasıl yapılır? konusunda bilgi vermeye çalışacağız.

Kompanzasyon Hesabı Nedir?

Kompanzasyonda kullanılacak malzemelerin hesabı hedeflenen cosQ ayarına göre yapılır. Kompanzasyon hesabının yanlış yapılması sonucu işletmeler aşırı kompanzasyon gibi durumlarla karşılaşabilir. Bu gibi problemlerin önüne geçmek için kompanzasyon hesabının elektrik mühendisleri tarafından yapılması şarttır.

Kompanzasyon Hesabı Nasıl Yapılır?

Kompanzasyon hesabı önemli bir mühendislik hesabı olup alanında uzman mühendislerce yapılması gerekir. Örnek bir kompanzasyon hesabı yapacak olursak;

1000 kva’lık bir trafo gücüne sahip olan bir işletmenin kompanzasyon panosu hesabı;

Görünür güç S=1000kva

Mevcut Cosφ1 : 0.7

İstenen Cosφ2: 0.95

S ile sembolize edilen güç görünür güçtür. Görünür güçten öncelikle sistemin aktif gücünü bulmamız gerekir.

Yani P AKTİF GÜÇ İÇİN;

P = S X Cosφ2

1000 X 0,95 = 950KW

Aktif gücü bulduktan sonra reaktif güç bulunur. Reaktif güç Qc ile ifade edilir.

Buna göre QÇ = P(tanφ1-tanφ2)

Cosφ1=0,7 tanφ1=1

Cosφ2=0,95 tanφ2=0,325

Qc = 950x(1-0,325)

Qc = 641,25 kvar elde edilir.

Basitçe bir kompanzasyon hesabı bu şekilde yapılır. Bulunan kvar değeri üzerinden kompanzasyon panosu yapılacak işletmelerde kademe seçimi yapılır. Bu kademelere uygun değerlere göre kontaktör, sigorta ve röle seçilmelidir.

Kompanzasyon Ne Amaçla Yapılır?

Elektrik enerjisinin verimliliğinin artırılması, enerji kalitesinin düzeltilmesi ve şebekeden çekilen aktif gücün sinozoidal formda olması için kompanzasyon panosunun kurulmasına başvurulur.

Enterkonnekte sistemlerin beslediği birçok yükün mıknatıslanma için reaktif akıma ihtiyacı vardır. Bu akım şebekeden çekilir kullanıldıktan sonra tekrar şebekeye aktarılır. Bu yüzden yük ve şebeke arasında sürekli gezinen işe yaramayan bir akımın olması elektrik şalt malzemelerinin yüklenmesine ve pek çok kayba neden olmaktadır.

İşte bu reaktif akımın şebekeden çekilmesi yerine yüke en yakın noktada üretilmesi kompanzasyon panosu ile gerçekleşmektedir.

Kompanzasyon Nasıl Yapılır?

Reaktif güç kullanan sistemlerin güç güç kat sayısının düzeltilmesi yani 1 olması gerekir. Güç kat sayısı cosQ’nin 1 olabilmesi için güç açısının büyümesi gerekmektedir. Cihazların iş yapabilmesi için kullandıkları aktif enerjide bir değişiklik yapma imkanımız yoktur. Ancak reaktif gücü azaltma imkanımız vardır.

Reaktif gücün küçülmesi güç üçgeninde görünen güç miktarını azaltacaktır. Amaç görünür gücün güç üçgeninde aktif güce vektörel olarak yaklaştırılmasıdır. İşletmelerin sahip olduğu reaktif güç karakteristiğine göre kompanzasyon panosunda kapasitörler ve şönt reaktör miktarı hesaplanarak bağlanır. Kompanzasyon panosu sisteme paralel bağladığı için, kompanzasyon panosu ile ilgili yapılan işlemlerde tesislerin enerjisi kesilmemektedir.

Güç Çeşitleri

Birim zamanda yapıla iş fizik dilinde güç olarak adlandırılır. Elektriksel sistemlerde alternatif akım kullanılan devrelerde akım ve gerilimleri arasında bir faz farkı bulunur. Bu faz farkından kaynaklanan açıların sahip olduğu cosinüs değerleri işletmelerin şebekeden çektikleri gücün işe dönüşen güçten fazla olmasına sebep olur. Bir elektrik devresinde direnç, endüktif ve kapasitif karakterli yükler varsa ortaya görünür güç, aktif güç ve reaktif güç faktörleri bulunur.

Görünür Güç Nedir?

Görünür güç işletmelerin ya da alıcıların elektrik şebekelerinden çektiği güçtür. Günümüzde artık bütün cihazlar neredeyse hem direnç hem de reaktans bulundurdukları için aktif ve reaktif güce birlikte ihtiyaç duymaktadır. Görünür güç bu nedenle aktif ve reaktif gücün vektöriyel taplamına eşit olan güçtür. S harfi ile sembolize edilir ve formülü S = UxI ‘dır. Görünür gücün birimi VA(Volt-Amper)’dır.

Aktif Güç Nedir?

Aktif güç, alıcılarda işe dönüşen asıl güçtür. Bu güç sistemlerde harekete, ısıya, ışığa vb. işlere dönüşür. Aktif güç P harfi ile sembolize edilir ve birimi Watt’tır.

Aktif güç formülü ise;

P = UxIxCosφ ( bir faz için)

P = 3xIxCosφ ( üç faz için)

Reaktif Güç Nedir?

Reaktif güç endüktans ve kapasitans olan elektrik devrelerde kullanılan güçtür. Her ne kadar işe yaramayan güç olarak tanımlansa da reaktif güç birçok büyük cihazın çalışması için gerekli olan manyetik alanı sağlayan güçtür.

Q =U.I.sinφ (VAR) (Tek faz için)

Q = 3.U.I.sinφ (VAR) (Üç faz için)

Güç Faktörü (Power Factor) Nedir?

Bir elektrik devresinde aktif gücün görünür güç oranına güç faktörü denir. Bir diğer deyişle güç üçgeninde gerilim ve akım arasında kalan açıya güç faktörü açısı denir ve cosQ ile gösterilir. Buna göre;

Aktif Güç: İşe dönüşen güçtür. Birimi W’tır. P ile gösterilir.

Görünür Güç: Aktif ve Reaktif güçlerin vektörel toplamıdır. Birimi VA’dır. S ile gösterilir.

Reaktif Güç: işe dönüşmeyen ancak elektrik devrelerinde kullanılan güçtür. Birimi VAR’dır. Q ile gösterilir.

cosQ = P/S’ tir. Sistemlerde bulunan reaktif gücün artması, güç faktörünün küçülmesine sebep olurken aynı zamanda bir trafodan çekilecek aktif güç miktarının da düşmesine sebep olur. Güç faktörünü 1 yapmak için kompanzasyon sistemleri kullanılır. Güç faktörü 1’in altında olduğunda akım yükü artar ve besleme için kullanılan kabloların kesiti artar. Kesiti artan kablolar için seçilecek ekipmanlarda büyür.

Güç Faktörü Neden Düzeltilmelidir?

Güç faktörü 1’den uzaklaştığı zaman sistemlerde birçok olumsuz etki ortaya çıkarmaktadır. Bunların başında trafoların verimliliğin azalması gelir. Maksimum verimde çalışmayan trafoların besleyeceği yükler azalır bu da beraberinde sisteme bağlanacak yükler için yeni maliyet hesaplamalarının yapılmasını beraberinde getirir. Güç faktörü düzeltilmeyen sistemlerde trafolarda ve şebekelerde kayıpların yanında alıcıların ayrıca kullandıkları reaktif enerji oranında bir reaktif bedel ödemesi gerekmektedir. Bütün bu olumsuz etkiler güç faktörünün düzeltilerek ortadan kaldırılabilir.

Güç Faktörü Nasıl Düzeltilir?

Güç faktörünün düzeltilmesinin en ekonomik kondansatörlerin güç sistemine paralel olarak bağlanması ile yapılabilmektedir. Bu işlem kompanzasyon panosu kullanılarak yapılan bir güç faktörü işlemi olarak da adlandırılabilir. Kondansatörlerin devreye alınması ile güç faktörü düzeltilir. Böylelikle şebekeden çekilen görünür güç miktarı azalır, gerilim düşümleri önler, maliyetler düşer ve enerji kalitesi artmış olur.