Kompanzasyon Temel Tanımları Hesaplamalar

**Prof. Dr. Sinsi** · 10-15-2012

KOMPANZASYON
Bir elektrik devresinde alıcılar şebekeden aktif ve reaktif güç çekerler

Devrede iş yapmayan motorlarda manyetik alan yaratmaya yarayan reaktif güç, nakil hatlarında, trafolarda, şalter ve kablolarda kayıplara neden olurlar

Reaktif gücün yok edilmesine ya da dengelemesine kompanzasyon denir

Bir elektrik devresinde güç akım ile gerilimin çarpımına eşittir

Alternatif akım devrelerinde devreye uygulanan alternatif gerilimi u akımı da i ile gösterecek olursak

u=Um Sin wt şeklinde bir gerilim uygulanacak olursa devreden geçecek akım şu şekilde olur

i= Im Sin (wt-)
herhangi bir andaki güç
P= u

i = Um Sin wt

Im Sin (wt-) oluır

U = Um/2 &nbs p; , &nb sp; I = Im /2
Ve Sin (wt-) = Sinwt

Cos - Cos wt

Sinş
Trigonometrik ifadesi hatırlanırsa
Anigüç
P= Um

Im Sinwt

Sin(wt-)
P= Um

Im

Sinwt(Sinwt

Cos  - Cos wt

Sin  )
P= U

I Cos  - U

I

Cos (2wt - ) şeklinde olur

Dikkat edilecek olursa ani güçte iki bileşen vardır

Bunlardan birincisi U

I

Cos  zamanla değişmezken ikincisi U

I

Cos (2wt-) zamanla değişmektedir

Zamanla değişen gücün ortalama değeri sıfırdır

O halde ani gücün ortalama değeri U

I

cos bileşenidir

Port= U

I

cos
Port=P=ortalama güç(watt)
U=devrenin gerilimi(volt)
I=Devrenin akımı(amper)
=Sistemde akım ile gerilim arasındaki açı
Cos =Güç faktörü
Güç faktörü açısı+90 arsındadır

Aktif Güç(P):
Gücün her an değişik değer aldığı durumlarda iş gören , faydalı olan gücün ortalama değerine alternatif akımda aktif güç (etkin güç) denir

Alternatif akımda güç denildiğinde kastedilen aktif güçtür

Birimi watdır

P=U

I

Cos 
Aktif güç U gerilim vektörü ile I

CosJ akım vektörünün çarpımına eşittir

akımında iki vektörü olduğu göz önünde bulundurulmalıdır

Ia = I

Cos J bileşene faydalı akım, Ir=I

SinJ ise reaktif iş yapmayan bileşendir

Omik (Saf Direnç ) devrelerde Cos  =1’ dir

Bunu sonucu olarak omik devrelerde aktif güç mevcuttur ve P=U

I ‘ dır

Endüktif ve kafasitif devrelerde Cos = 0’ dır

Endüktif ve kapasitif devrelerde aktif güç P=0’ dır

Reaktif Güç(Q):
Devrede ortalama değeri sıfır olan güce reaktif güç denir

Ortalam sıfır olduğundan faydalı bir iş görmez

Alıcı çeyrek periyotta sistemden enerji alır ikinci çeyrek periyotta ise aldığı güçü tekrar şebekeye iade eder

1

bölgede sistemden güç alınır

2

bölgeden alınan güç sisteme iade edilir

Kısaca U

ISin çarpımına reaktif güç denir

Q harfi ile gösterilir

Birimi (VAR)’ dır

VAR: Volt-Amper-Reaktif

Omik devrelerde  = 0 olduğundan Sin = 0 dır

Bu devrelerde reaktif güç sıfırdır

Endüktif devrelerde  =  / 2 olduğundan Reaktif güç Q>0’dır

Kapasitif devrelerde  =  /2 olduğundan Reaktif güç Q<0’ dır

Görünen Güç (S):
Görüldüğü gibi aktif gücü dirençler, reaktif güçlerinde endüktif ve kapasitif devrelerde çekmektedir

Eğer bir devrede hem direnç hem de reaktanslar varsa bu devrede hem aktif hem de reaktif güçler birlikte çekilir

Böyle devrelerde güç, akım ile gerilimin çarpımına eşittir

Bu güce de görünen veya görünür güç denir

S = U

I Volt * Amper

S = görünür güç (VA)
U = Gerilim (volt)
I = Akım (Amper)

Güç Üçgeni :
Ortalama (Aktif ), reaktif ve görünür güçler arasındaki geometrik bağıntıyı gösteren üçgene güç üçgeni denir

Bilindiği gibi endüktif bir devrenin uçlarına bir gerilim uygulandığında devre, geriliminden geri fazda bir akım çeker

Kapasitif devreler de ise devrenin uçlarına gerilim uygulandığında devre geriliminin ileri fazda bir akım çeker

Üçgenden de anlaşılacağı üzere S² = P² + Q² dir

Güç Katsayısının Düzeltilmesi:

Trifaze alternatif akım devresinde alıcının çektiği ortalama güç P=3 U

I Cos
(Cos’ ye güç faktörü veya güç katsayısı denir

)
Cos devrenin endüktif, kapasitif veya omik olma durumuna göre (0-1) aralığında değişir

Şekilde formülde şebeke gerilim (U) sabit olarak kabul edildiğinde çekilen sabit aktif güç; alternatif akım alıcısının Cos’ si ne kadar düşük olursa şebekeden o kadar fazla akım çeker

Cos  ne kadar büyük olursa şebekeden o kadar düşük akım çeker

Herhangi bir güç artışı sağlanmadan alıcının çektiği akımın artması tüketici ve üretici bakımından çeşitli sakıncalar yaratır

Bu sakıncalar şöyle sıralanabilir

a) Tüketici için:
Malzeme maliyeti bakımından
1) Daha büyük güçte transformatör ihtiyacı
2) Daha büyük güçte sigorta, şalter ve benzeri cihaz ihtiyacı
3) Daha büyük kesitte kablo ihtiyacı
4) Bütün bunlara bağlı olarak tablo, trafo binası, havai hat direkleri ve çeşitli avadanlıklar büyük seçilecektir

İşletme Bakımından

[alnti]

10-15-2012	#1
Prof. Dr. Sinsi	Kompanzasyon Temel Tanımları Hesaplamalar KOMPANZASYON Bir elektrik devresinde alıcılar şebekeden aktif ve reaktif güç çekerler Devrede iş yapmayan motorlarda manyetik alan yaratmaya yarayan reaktif güç, nakil hatlarında, trafolarda, şalter ve kablolarda kayıplara neden olurlar Reaktif gücün yok edilmesine ya da dengelemesine kompanzasyon denir Bir elektrik devresinde güç akım ile gerilimin çarpımına eşittirAlternatif akım devrelerinde devreye uygulanan alternatif gerilimi u akımı da i ile gösterecek olursak u=Um Sin wt şeklinde bir gerilim uygulanacak olursa devreden geçecek akım şu şekilde olur i= Im Sin (wt-) herhangi bir andaki güç P= ui = Um Sin wt Im Sin (wt-) oluır U = Um/2 &nbs p; , &nb sp; I = Im /2 Ve Sin (wt-) = Sinwt Cos - Cos wt Sinş Trigonometrik ifadesi hatırlanırsa Anigüç P= Um Im Sinwt Sin(wt-) P= Um Im Sinwt(Sinwt Cos  - Cos wt Sin  ) P= U I Cos  - U I Cos (2wt - ) şeklinde olur Dikkat edilecek olursa ani güçte iki bileşen vardırBunlardan birincisi UI Cos  zamanla değişmezken ikincisi UI Cos (2wt-) zamanla değişmektedirZamanla değişen gücün ortalama değeri sıfırdırO halde ani gücün ortalama değeri UI cos bileşenidir Port= UI cos Port=P=ortalama güç(watt) U=devrenin gerilimi(volt) I=Devrenin akımı(amper) =Sistemde akım ile gerilim arasındaki açı Cos =Güç faktörü Güç faktörü açısı+90 arsındadır Aktif Güç(P): Gücün her an değişik değer aldığı durumlarda iş gören , faydalı olan gücün ortalama değerine alternatif akımda aktif güç (etkin güç) denirAlternatif akımda güç denildiğinde kastedilen aktif güçtürBirimi watdır P=UI Cos  Aktif güç U gerilim vektörü ile I CosJ akım vektörünün çarpımına eşittirakımında iki vektörü olduğu göz önünde bulundurulmalıdır Ia = I Cos J bileşene faydalı akım, Ir=ISinJ ise reaktif iş yapmayan bileşendir Omik (Saf Direnç ) devrelerde Cos  =1’ dir Bunu sonucu olarak omik devrelerde aktif güç mevcuttur ve P=UI ‘ dır Endüktif ve kafasitif devrelerde Cos = 0’ dır Endüktif ve kapasitif devrelerde aktif güç P=0’ dır Reaktif Güç(Q): Devrede ortalama değeri sıfır olan güce reaktif güç denir Ortalam sıfır olduğundan faydalı bir iş görmez Alıcı çeyrek periyotta sistemden enerji alır ikinci çeyrek periyotta ise aldığı güçü tekrar şebekeye iade eder 1 bölgede sistemden güç alınır 2 bölgeden alınan güç sisteme iade edilir Kısaca UISin çarpımına reaktif güç denir Q harfi ile gösterilir Birimi (VAR)’ dır VAR: Volt-Amper-Reaktif Omik devrelerde  = 0 olduğundan Sin = 0 dır Bu devrelerde reaktif güç sıfırdır Endüktif devrelerde  =  / 2 olduğundan Reaktif güç Q>0’dır Kapasitif devrelerde  =  /2 olduğundan Reaktif güç Q<0’ dır Görünen Güç (S): Görüldüğü gibi aktif gücü dirençler, reaktif güçlerinde endüktif ve kapasitif devrelerde çekmektedir Eğer bir devrede hem direnç hem de reaktanslar varsa bu devrede hem aktif hem de reaktif güçler birlikte çekilir Böyle devrelerde güç, akım ile gerilimin çarpımına eşittir Bu güce de görünen veya görünür güç denir S = U I Volt * Amper S = görünür güç (VA) U = Gerilim (volt) I = Akım (Amper) Güç Üçgeni : Ortalama (Aktif ), reaktif ve görünür güçler arasındaki geometrik bağıntıyı gösteren üçgene güç üçgeni denir Bilindiği gibi endüktif bir devrenin uçlarına bir gerilim uygulandığında devre, geriliminden geri fazda bir akım çeker Kapasitif devreler de ise devrenin uçlarına gerilim uygulandığında devre geriliminin ileri fazda bir akım çeker Üçgenden de anlaşılacağı üzere S² = P² + Q² dir Güç Katsayısının Düzeltilmesi: Trifaze alternatif akım devresinde alıcının çektiği ortalama güç P=3 U I Cos (Cos’ ye güç faktörü veya güç katsayısı denir) Cos devrenin endüktif, kapasitif veya omik olma durumuna göre (0-1) aralığında değişir Şekilde formülde şebeke gerilim (U) sabit olarak kabul edildiğinde çekilen sabit aktif güç; alternatif akım alıcısının Cos’ si ne kadar düşük olursa şebekeden o kadar fazla akım çeker Cos  ne kadar büyük olursa şebekeden o kadar düşük akım çeker Herhangi bir güç artışı sağlanmadan alıcının çektiği akımın artması tüketici ve üretici bakımından çeşitli sakıncalar yaratır Bu sakıncalar şöyle sıralanabilir a) Tüketici için: Malzeme maliyeti bakımından 1) Daha büyük güçte transformatör ihtiyacı 2) Daha büyük güçte sigorta, şalter ve benzeri cihaz ihtiyacı 3) Daha büyük kesitte kablo ihtiyacı 4) Bütün bunlara bağlı olarak tablo, trafo binası, havai hat direkleri ve çeşitli avadanlıklar büyük seçilecektir İşletme Bakımından [alnti]