Reaktif Güç Kompanzasyonunun Genel Hatlari

**Prof. Dr. Sinsi** · 10-15-2012

İşletmelerde bulunan elektrik motorları ,transformatörler ve bobin gibi cihazlar mıknatıslanma akımlarından dolayı reaktif enerji harcarlar

Ancak işe dönüşmeyen bu enerji iletim hatlarını yükler

Buda iletim hatlarının daha az aktif enerji taşımasına neden olur

Bunu önlemek için tüketiciler kendi reaktif enerjilerini üretmelidirler

Tüketicilerin normal olarak şebekeden çektikleri endüktif gücün kapasitif yük çekmek suretiyle özel bir reaktif güç üreticisi tarafından dengelenmesine kompanzasyon denir

Şebekeye Sağladığı Yararlar :
· Şebekenin güç taşıma yeteneğini arttırır

· Şebekedeki ısı kayıplarını azaltır

· Gerilim düşümünü azaltır

Kullanıcıya Sağladığı Yararlar :
· Reaktif enerji sarfiyatı için bedel ödemekten kurtulunur

Kompanzasyon Şekilleri
Kompanzasyon tesislerinin en büyük yararlanmayı sağlamak ve en ekonomik çözümü elde etmek için tesisin yerinin ve bağlantı şeklinin doğru seçilmesinin büyük önemi vardır

RG-S Serisi Akıllı Reaktif Güç Kontrol Rölesi

Mikroişlemcili tabanlı kullanıcı dostu tasarım
Otomatik C/k ayarı
Otomatik enerji akış yönünü sezme
Alarm Durumları : Aşırı kompanzasyon uyarısı ,ek*** kompanzasyon uyarısı ,C/k hesaplanamadı uyarısı ,aşırı gerilim uyarısı
5 farklı kademe anahtarlama programı
Seçilebilir kademe sayısı
Rotasyonel anahtarlama sırası
Ayarlanabilir gecikme zamanı 8 - 50sn
Ayarlanabilir güç faktörü değeri 0

85 ind - 1

00
Cosj göstergeli
Manuel kademe alma / çıkarma
RG-S; 5, 6, 8, 12 kademe seçeneklerinde üretilmektedir

Adım Sayısının Belirlenmesi

Yüklerin büyük ve hızlı değiştiği yerlerde adım sayısının az ve adımların büyük olması uygun bir çözümdür

Yüklerin küçük ve yavaş değiştiği yerlerde adım sayısının çok ve birinci kademe gücünün küçük olması daha hassas bir kompanzasyon sağlar

Örnek Bir Tesise Ait Güç Değerlerinin Hesabı

İyi bir kompanzasyon yapabilmenin iki önemli koşulu gereken kondansatör gücünün dikkatli saptanması ve kondansatör adımları ile akım trafosunun doğru seçimidir

Aşağıda bu değerlerin doğru seçimi için pratik bir yöntem bir örnek ile açıklanmıştır

Uygulamada ise ENTES R-G 5A Kompanzasyon Rölesi kullanılmıştır

Gerekli Kondansatör Gücünün Seçimi : Gerekli kondansatör gücünün tayini için tesisin Cos j 'sinin ve kurulu aktif gücünün bilinmesi gerekmektedir

Tesisin Cos j 'si pratik olarak faturalardan bulunur

O dönemde harcanan aktif ve reaktif enerji bilindiğine göre

tan j = harcanan reaktif enerji / aktif enerji buradan Cos j bulunur

Tesisin kurulu aktif gücü ise , tesisteki tüm alıcıların (motorlar,aydınlatma elemanları,fırın rezistansları vb

) etiketleri üzerindeki güçler toplanarak belirlenir

Örnek olarak : Tesisimizin aktif gücü 60 kW Cos j = 0

68 olsun Hedefimiz Cos j yi 0

95 çıkartmaktır bunun için aşağıdaki Tablo 1'den yararlanarak K değerini bulup aktif güçle çarparak kVAR olarak kullanılacak kondansatör değerini buluruz

Bu ifadeyi formüle dökersek ;

Q c =P

K

Tablodan K değeri 0

75 bulunur

Q c= 60

0,75=45 kVAR bulunur

Kompanzasyon işlemi ,abonenin şebekeden çektiği zahiri gücü azalttığı için şebekenin yükünü azaltır ,sistemi aşırı yüklemeden daha fazla aktif güç çekilmesine olanak sağlar

Ayrıca abonenin şebekeden çektiği akım bileşenini küçülteceğinden şebeke kayıplarını ve şebekedeki gerilim düşümünü azaltır

Tablo 1

Şimdiki Cos j Ulaşılmak İstenen Cos j
0

80
0

85
0

90
0

95
1

0

50
0

98
1

11
1

25
1

40
1

73

0

52
0

89
1

03
1

16
1

31
1

64

0

54
0

81
0

94
1

08
1

23
1

56

0

56
0

73
0

86
1

00
1

15
1

48

0

58
0

66
0

78
0

92
1

08
1

41

0

60
0

58
0

71
0

85
1

01
1

33

0

62
0

52
0

65
0

78
0

94
1

27

0

64
0

45
0

58
0

72
0

87
1

20

0

66
0

39
0

52
0

66
0

81
1

14

0

68
0

33
0

46
0

59
0

75
1

08

0

70
0

27
0

40
0

54
0

69
1

02

0

72
0

21
0

34
0

48
0

64
0

96

0

74
0

16
0

29
0

43
0

58
0

91

0

76
0

11
0

23
0

37
0

53
0

86

0

78
0

05
0

18
0

32
0

47
0

80

0

80
0

13
0

27
0

42
0

75

0

82
0

08
0

21
0

37
0

70

0

84
0

03
0

16
0

32
0

65

Kondansatör Adımının Tayini : Dikkat edilmesi gereken en önemli husus 1

adımda seçilen kondansatör değeri diğer adımlardakilerden daha küçük seçilmelidir

Yukarıdaki örnekte 45 kVAR'lık kondansatör ile yapılacak kompanzasyon panosunda 5 kademeli röle kullanılması durumunda adımlar aşağıdaki gibi olmalıdır

1

kademe 5 kVAR
2

kademe 10 kVAR
3

kademe 10 kVAR
4

kademe 10 kVAR
5

kademe 10 kVAR

Akım Trafosunun Tayini : Akım trafolarından etiketlerinde yazılı akım değerlerinin

0

1 katından çok 1

2 katından az akım geçtiğinde hatasız çalışırlar

Bu nedenle akım trafoları ne çok büyük ne de çok küçük seçilmelidir

Örnek tesiste güç 60 kW çalışma gerilimi 380V ise işletmenin nominal akımı I= P/1

73*U =60/1

73*380= 91

26A

Bu formülden elde edilen akım değerlerine en yakın bir üst standart akım trafosu seçilir

Örnekte 100:5 lik trafo kullanmak yeterlidir

Reaktif Rölenin Bağlanması :

1

Röleyi bağlamadan önce şema 1 'deki bağlantıyı dikkatle inceleyiniz

2

Akım trafosunu ana şalter çıkışına veya ana giriş sigortalarından birinin ayağına

bağlayınız

En çok karşılaşılan hata ,akım trafosunun kompanzasyon panosundan sonra bağlanmasıdır

Bu durumda röle çalışmaz

Akım trafosu daima kondansatörlerden önce ve işletmenin ilk girişine bağlanmalıdır

Ayrıca akım trafosundan çıkan telleri en kısa yoldan (panonun demir aks***** ve diğer kablolara sarmadan) tercihen 2x1

5MM TTR kablo kullanarak rölenin 1 ve 2 nolu uçlarına bağlayınız

3

Akım trafosunun bağlı olduğu faz R olsun

Rölenin 4 ve 5

nolu klemenslerine mutlaka diğer iki fazı yani S ve T bağlayınız

Reaktif Rölenin İşletmeye Alınması

1

% ayar düğmesini 0

50 ye getiriniz

(TEK 'in ön gördüğü değerdir

)
2

röleyi otomatik konumuna alınız

3

c/k ayar düğmesini 0

05 e alınız

Devreye indüktif bir yük (örneğin motor) alınız

Röle üzerindeki ind

ışığıyanmalıdır

Kap

yanıyorsa 4 ve 5 nolu uçları ters çeviriniz

4

Bundan sonra geriye kalan tek işlem c/k ayarının düzgün olarak yapılmasıdır

Buradaki oranda c: 1

adımdaki kondansatör gücünü k: akım trafosunun çevirme oranını göstermektedir

Örneğimizde bu oran ; C/k=5/(100/5)=0

25 bulunur ve bu ayar 0

25 e getirilir

Aşağıdaki tabloda c/k ayarı için seçim tablosu görünmektedir

Akım Trafosu
1

kademedeki kondansatör gücü

5
10
15
20
25
30
40
50
100

30/5
0

83

50/5
0

50
1

75/5
0

33
0

67
1

100/5
0

25
0

50
0

75
1

150/5
0

17
0

33
0

50
0

67
0

83
1

200/5
0

13
0

25
0

38
0

50
0

63
0

75
1

300/5
0

08
0

17
0

25
0

33
0

42
0

50
0

67
0

83

400/5
0

06
0

13
0

19
0

25
0

31
0

38
0

50
0

63

600/5
0

08
0

13
0

17
0

21
0

25
0

33
0

42
0

83

800/5
0

06
0

09
0

13
0

16
0

19
0

25
0

31
0

63

1000/5
0

05
0

08
0

10
0

13
0

15
0

20
0

25
0

50

1500/5
0

05
0

07
0

08
0

10
0

13
0

17
0

33

2000/5
0

05
0

06
0

08
0

10
0

13
0

25

Muhtemel Problemler :

· Röle sürekli kondansatör alıyor

Cos j metre kapasitif gösterdiği halde çıkarmıyor

1

Kondansatör panosunu besleyen güç kablosu akım trafosundan önce alınmıştır

2

Rölenin 4 ve 5 nolu klemenslerine akım trafosunun bağlı olmadığı diğer iki faz yerine(S T) akım trafosunun bağlı bulunduğu faz (R) bağlanmıştır

Bu durumda ind

veya kap

ledlerinden biri sürekli yanar ve röle devreye sürekli kondansatör alır veya çıkarır

Röle çalışıyor

Kademelerin devreye girdiği röle üzerindeki ışıklardan belli oluyor

Kontaktörler çekiyor fakat Cos j yükselmiyor ve röle kondansatör almak istiyor

1

Kondansatör sigortaları atmıştır

2

Kontaktör kontakları kirlenmiştir

3

Kondansatörler değer kaybetmiştir

4

Kurulu kondansatör gücü ,tesisin kompanzasyonuna yetmemiştir

Kondansatör ilavesi gerekmektedir

· Motorlar çalışıyor

Devrede kondansatör olmadığı halde kap ışığı yanıyor

1

Rölenin 4 ve 5 nolu uçlarını değiştiriniz

·

Aynı akım trafosundan hem röle hem de Cos j metre besleniyor ancak her iki cihazda düzgün çalışmıyor

1

Bağlantı hatası vardır

(Röle ve Cos j metre akım devreleri şemadaki gibi seri bağlanmalıdır

)
2

Akım trafosu büyük seçilmiştir

3

Cos j metre gerilim devresi bağlantısı R fazından alınmıştır

(Reaktif güç kontrol rölesinin tersine Cos j metrenin gerilim devresi akım trafosu ile aynı faza bağlanmalıdır

)

Yeni Yönetmelikle Tesislere Getirilen Yükümlülükler

1

Abonenin çektiği aktif enerjinin %33 'ü kadar reaktif enerjiyi sistemden çekmesine izin veriliyor

( Cos j =0

95 ind

)

2

Abonenin çektiği aktif enerjinin %20 'si kadar reaktif enerjiyi sisteme vermesine izin veriliyor

( Cos j =0

98 kap

)

3

Kurulu gücü 50 kVA'nın üzerinde olan abonelere kapasitif sayaç takma zorunluluğu getirilmiştir

4

Kompanzasyon tesisinin projesi ,tüketicinin güç katsayısını 0

95 ile 1

00 arasında bir değere getirecekşekilde düzenlenmesi

5

Daha önce onaylanmış elektrik projeleri ile daha önce yapılmış olan elektrik tesislerine ait kompanzasyonprojeleri ,tebliğin yayınlandığı tarihten itibaren 6 ay içerisinde yeniden onaylatılarak tesislerin yapılması vegeçici kabul işlemleri bir yıl içerisinde tamamlanmış olmalıdır

10-15-2012	#1
Prof. Dr. Sinsi	Reaktif Güç Kompanzasyonunun Genel Hatlari İşletmelerde bulunan elektrik motorları ,transformatörler ve bobin gibi cihazlar mıknatıslanma akımlarından dolayı reaktif enerji harcarlarAncak işe dönüşmeyen bu enerji iletim hatlarını yüklerBuda iletim hatlarının daha az aktif enerji taşımasına neden olurBunu önlemek için tüketiciler kendi reaktif enerjilerini üretmelidirler Tüketicilerin normal olarak şebekeden çektikleri endüktif gücün kapasitif yük çekmek suretiyle özel bir reaktif güç üreticisi tarafından dengelenmesine kompanzasyon denir Şebekeye Sağladığı Yararlar : · Şebekenin güç taşıma yeteneğini arttırır · Şebekedeki ısı kayıplarını azaltır · Gerilim düşümünü azaltır Kullanıcıya Sağladığı Yararlar : · Reaktif enerji sarfiyatı için bedel ödemekten kurtulunur Kompanzasyon Şekilleri Kompanzasyon tesislerinin en büyük yararlanmayı sağlamak ve en ekonomik çözümü elde etmek için tesisin yerinin ve bağlantı şeklinin doğru seçilmesinin büyük önemi vardır RG-S Serisi Akıllı Reaktif Güç Kontrol Rölesi Mikroişlemcili tabanlı kullanıcı dostu tasarım Otomatik C/k ayarı Otomatik enerji akış yönünü sezme Alarm Durumları : Aşırı kompanzasyon uyarısı ,ek*** kompanzasyon uyarısı ,C/k hesaplanamadı uyarısı ,aşırı gerilim uyarısı 5 farklı kademe anahtarlama programı Seçilebilir kademe sayısı Rotasyonel anahtarlama sırası Ayarlanabilir gecikme zamanı 8 - 50sn Ayarlanabilir güç faktörü değeri 085 ind - 100 Cosj göstergeli Manuel kademe alma / çıkarma RG-S; 5, 6, 8, 12 kademe seçeneklerinde üretilmektedir Adım Sayısının Belirlenmesi Yüklerin büyük ve hızlı değiştiği yerlerde adım sayısının az ve adımların büyük olması uygun bir çözümdürYüklerin küçük ve yavaş değiştiği yerlerde adım sayısının çok ve birinci kademe gücünün küçük olması daha hassas bir kompanzasyon sağlar Örnek Bir Tesise Ait Güç Değerlerinin Hesabı İyi bir kompanzasyon yapabilmenin iki önemli koşulu gereken kondansatör gücünün dikkatli saptanması ve kondansatör adımları ile akım trafosunun doğru seçimidir Aşağıda bu değerlerin doğru seçimi için pratik bir yöntem bir örnek ile açıklanmıştır Uygulamada ise ENTES R-G 5A Kompanzasyon Rölesi kullanılmıştır Gerekli Kondansatör Gücünün Seçimi : Gerekli kondansatör gücünün tayini için tesisin Cos j 'sinin ve kurulu aktif gücünün bilinmesi gerekmektedir Tesisin Cos j 'si pratik olarak faturalardan bulunur O dönemde harcanan aktif ve reaktif enerji bilindiğine göre tan j = harcanan reaktif enerji / aktif enerji buradan Cos j bulunur Tesisin kurulu aktif gücü ise , tesisteki tüm alıcıların (motorlar,aydınlatma elemanları,fırın rezistansları vb ) etiketleri üzerindeki güçler toplanarak belirlenir Örnek olarak : Tesisimizin aktif gücü 60 kW Cos j = 068 olsun Hedefimiz Cos j yi 095 çıkartmaktır bunun için aşağıdaki Tablo 1'den yararlanarak K değerini bulup aktif güçle çarparak kVAR olarak kullanılacak kondansatör değerini buluruzBu ifadeyi formüle dökersek ; Q c =PK Tablodan K değeri 075 bulunur Q c= 600,75=45 kVAR bulunur Kompanzasyon işlemi ,abonenin şebekeden çektiği zahiri gücü azalttığı için şebekenin yükünü azaltır ,sistemi aşırı yüklemeden daha fazla aktif güç çekilmesine olanak sağlarAyrıca abonenin şebekeden çektiği akım bileşenini küçülteceğinden şebeke kayıplarını ve şebekedeki gerilim düşümünü azaltır Tablo 1 Şimdiki Cos j Ulaşılmak İstenen Cos j 080 085 090 095 1 050 098 111 125 140 173 052 089 103 116 131 164 054 081 094 108 123 156 056 073 086 100 115 148 058 066 078 092 108 141 060 058 071 085 101 133 062 052 065 078 094 127 064 045 058 072 087 120 066 039 052 066 081 114 068 033 046 059 075 108 070 027 040 054 069 102 072 021 034 048 064 096 074 016 029 043 058 091 076 011 023 037 053 086 078 005 018 032 047 080 080 013 027 042 075 082 008 021 037 070 084 003 016 032 065 Kondansatör Adımının Tayini : Dikkat edilmesi gereken en önemli husus 1adımda seçilen kondansatör değeri diğer adımlardakilerden daha küçük seçilmelidirYukarıdaki örnekte 45 kVAR'lık kondansatör ile yapılacak kompanzasyon panosunda 5 kademeli röle kullanılması durumunda adımlar aşağıdaki gibi olmalıdır 1 kademe 5 kVAR 2 kademe 10 kVAR 3 kademe 10 kVAR 4 kademe 10 kVAR 5 kademe 10 kVAR Akım Trafosunun Tayini : Akım trafolarından etiketlerinde yazılı akım değerlerinin 01 katından çok 12 katından az akım geçtiğinde hatasız çalışırlarBu nedenle akım trafoları ne çok büyük ne de çok küçük seçilmelidir Örnek tesiste güç 60 kW çalışma gerilimi 380V ise işletmenin nominal akımı I= P/173U =60/173380= 9126A Bu formülden elde edilen akım değerlerine en yakın bir üst standart akım trafosu seçilir Örnekte 100:5 lik trafo kullanmak yeterlidir Reaktif Rölenin Bağlanması : 1 Röleyi bağlamadan önce şema 1 'deki bağlantıyı dikkatle inceleyiniz 2 Akım trafosunu ana şalter çıkışına veya ana giriş sigortalarından birinin ayağına bağlayınızEn çok karşılaşılan hata ,akım trafosunun kompanzasyon panosundan sonra bağlanmasıdırBu durumda röle çalışmazAkım trafosu daima kondansatörlerden önce ve işletmenin ilk girişine bağlanmalıdırAyrıca akım trafosundan çıkan telleri en kısa yoldan (panonun demir aks***** ve diğer kablolara sarmadan) tercihen 2x15MM TTR kablo kullanarak rölenin 1 ve 2 nolu uçlarına bağlayınız 3 Akım trafosunun bağlı olduğu faz R olsun Rölenin 4 ve 5 nolu klemenslerine mutlaka diğer iki fazı yani S ve T bağlayınız Reaktif Rölenin İşletmeye Alınması 1 % ayar düğmesini 050 ye getiriniz (TEK 'in ön gördüğü değerdir) 2 röleyi otomatik konumuna alınız 3 c/k ayar düğmesini 005 e alınız Devreye indüktif bir yük (örneğin motor) alınız Röle üzerindeki ind ışığıyanmalıdır Kap yanıyorsa 4 ve 5 nolu uçları ters çeviriniz 4 Bundan sonra geriye kalan tek işlem c/k ayarının düzgün olarak yapılmasıdır Buradaki oranda c: 1 adımdaki kondansatör gücünü k: akım trafosunun çevirme oranını göstermektedir Örneğimizde bu oran ; C/k=5/(100/5)=025 bulunur ve bu ayar 025 e getirilir Aşağıdaki tabloda c/k ayarı için seçim tablosu görünmektedir Akım Trafosu 1 kademedeki kondansatör gücü 5 10 15 20 25 30 40 50 100 30/5 083 50/5 050 1 75/5 033 067 1 100/5 025 050 075 1 150/5 017 033 050 067 083 1 200/5 013 025 038 050 063 075 1 300/5 008 017 025 033 042 050 067 083 400/5 006 013 019 025 031 038 050 063 600/5 008 013 017 021 025 033 042 083 800/5 006 009 013 016 019 025 031 063 1000/5 005 008 010 013 015 020 025 050 1500/5 005 007 008 010 013 017 033 2000/5 005 006 008 010 013 025 Muhtemel Problemler : · Röle sürekli kondansatör alıyor Cos j metre kapasitif gösterdiği halde çıkarmıyor 1 Kondansatör panosunu besleyen güç kablosu akım trafosundan önce alınmıştır 2 Rölenin 4 ve 5 nolu klemenslerine akım trafosunun bağlı olmadığı diğer iki faz yerine(S T) akım trafosunun bağlı bulunduğu faz (R) bağlanmıştır Bu durumda ind veya kap ledlerinden biri sürekli yanar ve röle devreye sürekli kondansatör alır veya çıkarır Röle çalışıyorKademelerin devreye girdiği röle üzerindeki ışıklardan belli oluyor Kontaktörler çekiyor fakat Cos j yükselmiyor ve röle kondansatör almak istiyor 1 Kondansatör sigortaları atmıştır 2 Kontaktör kontakları kirlenmiştir 3 Kondansatörler değer kaybetmiştir 4 Kurulu kondansatör gücü ,tesisin kompanzasyonuna yetmemiştirKondansatör ilavesi gerekmektedir · Motorlar çalışıyorDevrede kondansatör olmadığı halde kap ışığı yanıyor 1 Rölenin 4 ve 5 nolu uçlarını değiştiriniz · Aynı akım trafosundan hem röle hem de Cos j metre besleniyor ancak her iki cihazda düzgün çalışmıyor 1 Bağlantı hatası vardır(Röle ve Cos j metre akım devreleri şemadaki gibi seri bağlanmalıdır) 2 Akım trafosu büyük seçilmiştir 3 Cos j metre gerilim devresi bağlantısı R fazından alınmıştır(Reaktif güç kontrol rölesinin tersine Cos j metrenin gerilim devresi akım trafosu ile aynı faza bağlanmalıdır) Yeni Yönetmelikle Tesislere Getirilen Yükümlülükler 1 Abonenin çektiği aktif enerjinin %33 'ü kadar reaktif enerjiyi sistemden çekmesine izin veriliyor ( Cos j =095 ind) 2 Abonenin çektiği aktif enerjinin %20 'si kadar reaktif enerjiyi sisteme vermesine izin veriliyor ( Cos j =098 kap) 3 Kurulu gücü 50 kVA'nın üzerinde olan abonelere kapasitif sayaç takma zorunluluğu getirilmiştir 4 Kompanzasyon tesisinin projesi ,tüketicinin güç katsayısını 095 ile 100 arasında bir değere getirecekşekilde düzenlenmesi 5 Daha önce onaylanmış elektrik projeleri ile daha önce yapılmış olan elektrik tesislerine ait kompanzasyonprojeleri ,tebliğin yayınlandığı tarihten itibaren 6 ay içerisinde yeniden onaylatılarak tesislerin yapılması vegeçici kabul işlemleri bir yıl içerisinde tamamlanmış olmalıdır