Kompanzasyon Hakkında Bilgi

Kompanzasyon Nedir, Nasıl Yapılır?

Kompanzasyon ile ilgili Temel Bilgiler:

Direnç bazlı (Resistif) devrelerde  olan faz farkı, kapasitif devrelerde akım, voltajdan fazı ilerde olacak şekilde, endüktifdevrelerde ise akım geride olacak şekilde değişir. Faz farkının oluşması, reaktif güç oluşması demektir. Bir sistemin görünür gücü  değişmez, ancak faz farkına bağlı olarak görünür gücün bileşenleri olan aktif ve reaktif güç değişir. Aktif güç görünür güce eşittir ve maksimum iş verimi alınır. Devrede işi aktif bileşen yapar, reaktif bileşen her döngüde şebekeden çekilir ve döngü bitmeden geri şebekeye verilir. Saf resistif devrede faz farkı olmaz ve aktif güç maksimum değerini alır, reaktif güç yoktur. Ancak endüktif ve kapasitif devrelerde faz farkına göre reaktif güç oluşur. Bu da işe çevrilebilen aktif gücün azalmasına dolayısıyla verimin düşmesine ve kullanılamayan bir reaktif güç oluşumuna neden olur. İşte aktif gücün maksimum hale getirilip, güç faktörünün düzeltilmesi ve verimin en büyük halini alması işlemine kompanzasyon denir.

Her ne olursa olsun, sizleri mümkün olduğunca matematiksel işlemlere girmeden, Kompanzasyonu nasıl yapabileceğiniz konusunda bilgilendireceğiz. Asıl önemli olan kompanzasyonun temel mantığını kavramanızı sağlamaktır. Hesaplamanın nasıl yapılacağını, zaten işin temelini anladığınız anda çözmüş olacaksınız.

Genel olarak bilinmesi gereken terimler ve parantez içinde birimleri şu şekildedir;

* Akım (Amper),
* Gerilim (Volt),
* Görünen (Sanal) Güç (VA),
* Aktif Güç(Watt),
* Reaktif Güç (VAR),
* Æ (Fi açısı),
* CosÆ (Aktif Güç Çarpanı),
* SinÆ (Reaktif Güç Çarpanı),
* TanÆ (Reaktif / Aktif Güç oranı), 

Şimdi bunların ne anlama geldiklerini ve birbirlerine nasıl dönüştüklerini inceleyeceğiz.

Akım (Amper)
Pratik olarak, elektrik yükünün hareketine elektrik akımı denir.
Daha detaylı incelersek, iletken maddeye elektrik uygulandığında, elektronlar negatif kutup(-)'tan pozitif kutup(+) yönüne doğru hareket etmeye başlar. Bu harekete "Elektrik Akımı" denir.
Birimi ise "Amper" 'dir. "I" harfi ile gösterilir.

Gerilim (Volt)
Elektrik akımının oluşabilmesi için, elektrik yüklü taneciklerin kutupları arasında fark olması gerekir. Yüksek bir noktadan aşağı bırakılan bir cisim nasıl aşağı düşüyor ise, elektrik akımı da akabilmek için, benzer mantık ile potansiyel farka sahip olması gerekir.
İşte bu farka "Gerilim" denir. Birimi "Volt"'tur. "V" harfi ile gösterilir.

Zahiri (Sanal) Güç (VA),
Sistemden çekilen elektrik akımının, belli bir voltaj değerindeki gücüne "Görünen (Sanal) Güç" denir.
Birimi VA (VoltAmper) dir. "S" harfi ile gösterilir.
S=I*V
Görünen (Sanal) güç , fazın akımı ile voltajının çarpımına eşittir.

Aktif Güç (Watt),
Omik direnç üzerinden geçen elektrik akımının, belli bir voltaj değerindeki gücüne "Aktif Güç" denir.
Birimi Watt'tır. "P" harfi ile gösterilir.
P=S*CosÆ
Aktif güç , fazın görünen gücü ile CosÆ (Aktif Güç Çarpanı) çarpımına eşittir.
Görünen güç yerine akım ile gerilim çarpımını alırsak aktif güç,
P=I*V*CosÆ
Aktif güç, fazın akım, gerilim ve CosÆ (Aktif Güç Çarpanı) çarpımına eşittir.

Reaktif Güç (VAr)
Bobin(Xl) ya da kapasitans(Xc) direnci üzerinden geçen elektrik akımının, belli bir voltaj değerindeki gücüne "Reaktif Güç" denir.
Birimi VAr'dir. "Q" harfi ile gösterilir. Bobin etkisi ile oluşan reaktif güce "İndüktif Güç" yani "+Q", kapasitans etkisi ile oluşan reaktif güce "Kapasitif Güç" yani "-Q" denir
Q=S*SinÆ
Reaktif Güç , fazın görünen gücü ile SinÆ (Reaktif Güç Çarpanı) çarpımına eşittir.
Görünen güç yerine akım ile gerilim çarpımını alırsak aktif güç,
Q=I*V*SinÆ
Reaktif güç, fazın akım, gerilim ve SinÆ (Reaktif Güç Çarpanı) çarpımına eşittir.
Sinüs değeri, Cosinüs ve Tanjant değerlerinin çarpımına eşit olduğu düşünülür ise
Q=I*V*CosÆ*TanÆ
Reaktif güç, fazın akım, gerilim, CosÆ (Aktif Güç Çarpanı) ve TanÆ (Reaktif Gücün Aktif güce oranı)'nın çarpımına eşittir.

Æ Açısı
Çekilen görünen güç ile aktif güç arasındaki faz açısına "Æ" denir. En ideal Æ açısı 0º'dir.

CosÆ (Aktif Güç Çarpanı)
Aktif Gücün, Görünen Güce Oranına "CosÆ" denir. CosÆ ile görünen gücün çarpımı bize aktif gücü verir. Bu neden ile CosÆ değerine "Aktif Güç Çarpanı" da denir.
CosÆ=P/S

SinÆ (Reaktif Güç Çarpanı)
Reaktif Gücün, Görünen Güce Oranına "SinÆ" denir. SinÆ ile görünen gücün çarpımı bize reaktif gücü verir. Bu neden ile SinÆ değerine "Reaktif Güç Çarpanı" da denir.
SinÆ=Q/S

TanÆ (Reaktif/Aktif Güç Oranı)
Reaktif Gücün, Aktif Güce Oranına "TanÆ" denir. TanÆ ile aktif güç çarpımı bize reaktif gücü verir. Sadece aktif güç ile TanÆ değerini ya da görünen güç, CosÆ ve TanÆ değerlerini biliyorsak ReaktifGücü bulabiliriz. Bu neden ile TanÆ değerine "Reaktif/Aktif güç oranı" da denir.
TanÆ=Q/P

Görüldüğü üzere, basit hesaplama yapılacak olan tüm formüller, birbiri içerisinden türetilerek, detaylı olarak hesaplama yapılabilinmektedir. Önemli olan bu hesaplamanın nasıl yapıldığını bilmek ya da temel olarak kompanzasyonun mantığını anlamak önemlidir.

Bir sistemin kompanzasyonun hesaplaması nasıl yapılır ve hesap yapmadan en pratik şekilde bunu nasıl yapabileceğimiz ile ilgili bilgi kompanzasyon yapılacak işletmenin ölçüm ve analizi kısmında anlatılmaktadır.

Kompanzasyon Nasıl Yapılır?

* Münferit kompanzasyon,
* Grup kompanzasyon,
* Merkezi Kompanzasyon, 

Bunların neler olduğuna bir bakalım;

Münferit Kompanzasyon
Münferit kompanzasyon, sürekli olarak işletmede bulunan büyük güçlü cihaz ya da abonelerin, reaktif enerji gereksinimini karşılamak için yapılır. Münferit kompanzasyonda temel mantık, sadece ve sadece belli cihazların devreye girdikleri zaman, kendi kompanzasyonlarını sağlamalarıdır. Örneğin floresan aydınlatma sisteminde, floresan lambalar ile birlikte, çekmede gecikmeli zaman rölesi ile floresan lambaların reaktif gücüne denk kondansatör bağlanabilir.

Elbette faydaları olduğu gibi dezavantajı da bulunmaktadır. Münferit kompanzasyonun faydası, ilgili kısmı kendi içinde kompanze ediyor olmasıdır. Dezavantajı ise, münferit olarak kısmi kompanze edilmiş bölümün kondansatörü arızalanırsa, abonenin durumu geç farketmesi durumunda indüktif cezaya düşme olasılığı vardır. Aynı şekilde, cihaz ya da cihaz grubunda arıza olursa ve sistemden indüktif yük çekilmeyeceği için, geç farkedilmesi ya da farkedilmemesi durumunda, kapasitif reaktif güç nedeni ile kapasitif sayacınız ileryebilir. Bu neden ile belli bakım aralıkları ile münferit kompanzasyon kontrol edilmelidir.

Grup Kompanzasyon
Grup kompanzasyon, bir tesiste birden fazla tüketicinin (su motoru, aydınlatma gibi) birlikte bulunduğu, ayrı ayrı münferit kompanze edilmek yerine, birlikte kompanzasyonunun sağlandığı yapıya denir.

Bu tür kompanzasyon tesis ya da panosunda, kondansatörlerin özel anahtarla ve gerekli miktarda şebekeye bağlanmaları gereklidir. Münferit kompanzasyona benzer. Aynı avantaj ve dezavantajlara sahiptir.

Merkezi Kompanzasyon
Merkezi kopanzasyon, değişen yük koşullarına ayak uydurabilen, grup kompanzasyonun gelişmiş bir şeklidir.

Bu tür kompanzasyonun yapıldığı tesis ya da panoda, tüketici sayısı çok olduğu ve bunların sürekli sistemde bulunmalarının imkansız olduğu durumlarda uygulanır.

Merkezi kompanzasyonda, sürekli kondansatör devrede olmayacağı için, yükün durumuna göre kompanzasyonun gerektirdiği şekilde devreye kondansatör alıp çıkarabilen, anahtarlamayı sağlayacak bir düzenek bulunur. İşte bu düzeneğin merkezini de "REAKTİF GÜÇ KONTROL RÖLESİ" oluşturmaktadır.

STANDART REAKTİF GÜÇ KONTROL RÖLELERİ'nin KOMPANZE ETME METODU
Reaktif Güç Kontrol Rölesi, bir deyiş ile merkezi kompanzasyonun beynidir. Seçilen röle, sizin sisteminizin kompanzasyonunu sağlayacak ünitedir.

* Standart bir reaktif güç kontrol rölesi Tek faz ve tek akım trafosundan kumanda alır,
* İndüktif güç oluştukça, aktif güç çarpanı olan CosÆ değeri küçülür,
* CosÆ değeri küçüldükçe reaktif güç kontrol rölesi devreye sırayla kondansatör alarak CosÆ değerini ayarlandığı değere doğru büyütür.
* CosÆ değeri, ayarlanmış olduğu değeri geçer ise CosÆ kapasitif eksene geçer ve sistem kapasitif olduğundan dolayı reaktif güç kontrol rölesi sıra ile kondansatör çıkarmaya başlar.
* Normal kabul edilen alanın belirlenebilmesi için C/K denilen ayarlama yapılır ki röle hedef Kabul edilen CosÆ değerinin etrafındaki normal aralığı içinde yerini bulabilsin.

Bu kondansatör alma çıkarma işlemleri sonucunda kompanzasyon sağlanır. 


STANDART REAKTİF GÜÇ KONTROL RÖLELERİ'nin YETERSİZ YANLARI

Öncelikle, üç fazından da eşit olmayan yük çekilmesi ya da bir fazdan hiç yük çekilmemesi durumunda, ölçüm alınacak fazın seçimi problem yaratacaktır. Temel neden, yük çekilen faz için kondansatör alınması, sisteminizi kompanze ederken, yük çekilmeyen faz üzerinde gereksiz kapasitif yük oluşmasına neden olur. Bu neden ile sisteminizdeki yüklerin %95'i trifaze değil ise tek faz ve tek akım trafosundan ölçüm alan röle kullanılmamalıdır.

Sisteminizdeki yükler, birbirinin aynı değil ve farklı farklı reaktif güç değerlerinde yükler devreye girip çıkıyorlar ise, kompanzasyon yapılırken, sıra ile kondansatörün alınması ve çıkarılması da, kompanzasyonda gecikmeye neden olacaktır. Bunun nedeni, kondansatörlerin sıra ile alınması, çıkarılması zorunluluğundan ve kondansatörlerin küçük değerli kondansatörden büyük değerli kondansatöre mecburi sıralı olmasından kaynaklanmaktadır.

Teorik olarak, sıralı çalışan reaktif güç kontrol röleleri, kondansatörler küçükten büyüğe doğru sıralanmışlar ise, sıra ile kondansatör alıp çıkarırken, gerekli reaktif güç değerini mutlaka temin ederler, bir şekilde güç çarpanı hedef değerine ulaşırlar. Asıl gözardı edilen faktör zaman faktörüdür. Sıra ile çalışan reaktif rölelerde amaç, hedef değeri elde etmektir. Reaktif güç değeri elde edilir, fakat bu zaman dilimi içerisinde reaktif sayaçlar ilerler. Bu nedenlerden dolayı reaktif güç kontrol röleniz, üç faz ve üç akım trafosundan kumanda alıyor olsa bile, eğer sıralı kondansatör alıp çıkarıyor ise, kompanzasyonu yeterli hız ile sağlayamayabilir.

Ayrıca, standart reaktif güç kontrol rölelerinde, kondansatör alma ve bırakma kontrolünün dengeye ulaştığı an, alma-bırakma işleminin kesilmesi ve bulunulan pozisyon korunması gerekmektedir. Bunu standart reaktif rölelerde C/K ayarı ile yapabiliyorsunuz. C/K'nın temel mantığı hedef CosÆ'nin ne kadar indüktif ya da kapasitifini normal bölge kabul edeceğinizdir. Genel yapılan hata, C/K ayarının yanlış yapılması ve bu neden ile cezaya girilmesidir. Bu neden ile, C/K ayarı standart reaktif güç kontrol rölelerinde kritik bir ayardır.

En son olarak ta, devreye alınan ve bırakılan kondansatörler tam deşarj olamayabilirler. Bu nedenledir ki, kondansatörlerin deşarj direnci ile desteklenmesi ya da deşarj bobinli kontaktör tercih edilmesi gerekir ki, kondansatör tekrar alınacağı zaman, "0" potansiyel ile devreye alınabilsin. Benzer şekilde, sisteme alınmış kondansatörün de hemen bırakılması iyi olmayacaktır. Çok kısa zaman aralıkları ile devreye alınıp-bırakılan kondansatörlerin, hem ömürleri çok kısa olur, hem de sisteminize zarar verebilirler. Bu nedenden dolayı, standart rölelerde kondansatör alma bırakma zamanları çok küçük değerler verilemez. Sonuç olarak standart reaktif güç kontrol rölelerinde, kondansatör devreye alma ve bırakma zamanını küçültmek, kondansatörün ömrünü azaltır. Zamanların büyük seçilmesi de kompanzasyonun gecikmesine neden olur.

REAKTİF RÖLE SEÇMENİN ÖNEMİ

Reaktif röle seçiminin hatalı yapılması sonucunda, birçok işletmede kompanzasyon tam olarak sağlanamamakta, doğal olarak ta işletmeler harcadıkları enerjiyi verimli olarak tüketememekte ve bu neden ile ceza faturaları ile karşılaşmaktadırlar.

Birçok elektrik mühendis, teknisyen ve teknikeri, reaktif kompanzasyon konusunda müşavirlik yapmakta ve yanlış röle kullanımı neticesinde, işletmelerin ceza faturalarını ödemek zorunda kalmaktadirlar. Bu gibi istenmeyen durumların oluşmasını engelleyebilmek elbette elinizdedir. Doğru sistem için doğru reaktif güç kontrol rölesinin kullanılması, hem işletmelerin hem de müşavirlerin zarar etmesini engeller, hem de ülke ekonomisine katkıda bulunur.