Harmonik Filtreli Kompanzasyon Sistemleri: Rezonans Önleme ve Güç Kalitesi

Elektrik tesisatlarında, özellikle doğrusal olmayan yüklerin (motor sürücüler, UPS'ler, elektronik balastlar vb.) yaygınlaşmasıyla birlikte ortaya çıkan harmonik akımlar, enerji kalitesini olumsuz etkileyebilir ve ciddi sorunlara yol açabilir. Harmonik filtreli kompanzasyon sistemleri, hem reaktif güç ihtiyacını karşılayarak güç faktörünü düzeltmeyi hem de harmoniklerin zararlı etkilerini filtreleyerek sistemin güvenli ve verimli çalışmasını sağlamayı amaçlar.

Harmoniklerin Elektrik Sistemlerine Etkileri

Harmonik akımlar ve gerilimler, sinüsoidal dalga formunu bozarak aşağıdaki gibi çeşitli sorunlara neden olabilir:

• Kondansatörlerde aşırı yüklenme ve arızalar.
• Transformatörlerde ve kablolarda aşırı ısınma ve kayıplar.
• Şalter ve sigortalarda yanlış açmalar.
• Motorlarda titreşim ve verim düşüşü.
• Hassas elektronik cihazlarda (PLC, kontrol üniteleri) hatalı çalışma.
• Enerji ölçüm hataları.
• Rezonans olaylarının tetiklenmesi sonucu aşırı akım ve gerilim yükselmeleri.

Harmonik Filtreli Kompanzasyonun Önemi

Harmonik filtreli kompanzasyon sistemleri, klasik kompanzasyon sistemlerinin harmoniklerin etkilerini göz ardı etmesi nedeniyle ortaya çıkan sorunlara karşı etkili bir çözüm sunar. Bu sistemler sayesinde:

• Harmonik akımların neden olduğu olumsuz etkiler azaltılır.
• Rezonans riski önemli ölçüde ortadan kaldırılır.
• Kondansatörlerin ve diğer ekipmanların ömrü uzar.
• Güç kalitesi artar ve sistem daha güvenilir hale gelir.
• Enerji verimliliği iyileşir ve kayıplar azalır.
• Reaktif enerji bedeli ödenmesi engellenir.

Harmonik Filtreli Kompanzasyon Sistemlerinin Çalışma Prensibi

Harmonik filtreli kompanzasyon sistemleri, temel olarak kondansatörler ve bunlara seri olarak bağlanan harmonik filtre reaktörlerinden oluşur. Reaktörler, belirli harmonik frekanslarında yüksek empedans göstererek bu frekanstaki akımların kondansatörler üzerinden geçmesini engeller. Aynı zamanda, temel frekansta düşük empedans göstererek reaktif güç kompanzasyonunun normal şekilde yapılmasını sağlarlar.

Harmonik filtre reaktörlerinin endüktans değeri, kondansatörün kapasitansı ile birlikte belirli bir rezonans frekansı oluşturacak şekilde tasarlanır. Bu rezonans frekansı, sistemdeki baskın harmonik frekanslarından farklı seçilerek rezonansın önüne geçilir.

Harmonik Filtreli Kompanzasyon Türleri (Pasif Filtreler)

Harmonik filtreli kompanzasyon sistemlerinde genellikle pasif filtreler kullanılır. Pasif filtreler, kondansatörler, endüktanslar (reaktörler) ve bazen dirençlerin kombinasyonlarından oluşur.

• Ayarlı (Tuned) Filtreler: Belirli bir harmonik frekansını (örneğin 5. veya 7. harmonik) etkin bir şekilde filtrelemek için tasarlanır. Yüksek harmonik distorsiyonun olduğu ve baskın bir veya birkaç harmonik frekansın bulunduğu sistemlerde kullanılır.
• Geniş Bantlı (Broadband) Filtreler: Belirli bir frekans aralığındaki harmonikleri azaltmak için tasarlanır. Farklı frekanslarda harmoniklerin bulunduğu sistemlerde daha uygundur.
• Düşük Geçiren (High-Pass) Filtreler: Belirli bir frekansın üzerindeki tüm harmonikleri azaltmak için tasarlanır. Genellikle yüksek frekanslı harmonikleri filtrelemek için kullanılır.
• C Tipi Filtreler: Hem harmonik filtreleme hem de reaktif güç kompanzasyonu işlevini bir arada sunar. Belirli bir harmonik frekansında düşük empedans gösterirken, temel frekansta kapasitif reaktif güç sağlar.

Harmonik Filtreli Kompanzasyonun Avantajları ve Dezavantajları

Avantajları:

• Rezonans riskini etkili bir şekilde ortadan kaldırır.
• Harmonik akımların kondansatörler ve diğer ekipmanlar üzerindeki zararlı etkilerini azaltır.
• Güç kalitesini artırır ve sistemin güvenilirliğini yükseltir.
• Enerji verimliliğini iyileştirir ve kayıpları azaltır.
• Kondansatörlerin ve kontaktörlerin ömrünü uzatır.
• Filtresiz sistemlere göre daha düşük harmonik distorsiyon (THD) seviyeleri sağlar.

Dezavantajları:

• Filtresiz sistemlere göre maliyeti daha yüksek olabilir (reaktör eklenmesi nedeniyle).
• Sistemin doğru analizi ve uygun filtre tasarımını gerektirir. Yanlış tasarım istenmeyen sonuçlara yol açabilir.
• Filtre reaktörleri ek yer kaplayabilir.
• Sistem parametrelerindeki değişikliklere karşı (yük değişimi vb.) adaptasyon yetenekleri aktif filtrelere göre daha sınırlıdır.

Harmonik Filtreli Kompanzasyon Uygulama Alanları

Harmonik filtreli kompanzasyon sistemleri, harmonik üreten doğrusal olmayan yüklerin yoğun olduğu birçok endüstriyel ve ticari tesiste yaygın olarak kullanılır:

• Motor sürücülerin (VFD) kullanıldığı tesisler.
• Kesintisiz güç kaynaklarının (UPS) bulunduğu sistemler.
• Kaynak makinelerinin yoğun olduğu sanayi tesisleri.
• Ark ocakları ve indüksiyon fırınları gibi yüksek güçlü endüstriyel ekipmanların olduğu yerler.
• Büyük ofis binaları ve alışveriş merkezleri (yoğun elektronik ekipman kullanımı).
• Hastaneler ve diğer hassas ekipmanların bulunduğu tesisler.

Mir Elektrik Bursa ile Harmonik Filtreli Kompanzasyon Çözümleri

Mir Elektrik Bursa olarak, tesislerinizdeki harmonik sorunlarını analiz ederek en uygun harmonik filtreli kompanzasyon çözümlerini sunmaktayız. Deneyimli mühendislerimiz, sisteminizin ihtiyaçlarına özel filtre tasarımları yaparak rezonans riskini ortadan kaldırır, güç kalitenizi artırır ve enerji verimliliğinizi optimize eder. Güvenilir ve uzun ömürlü harmonik filtreli kompanzasyon sistemleri için bizimle iletişime geçin.

Sonuç

Harmonik filtreli kompanzasyon sistemleri, modern elektrik tesisatlarının güvenli, verimli ve sorunsuz çalışması için önemli bir yatırımdır. Harmoniklerin zararlı etkilerini filtreleyerek ve reaktif güç kompanzasyonu sağlayarak sistemin genel performansını önemli ölçüde iyileştirirler.