Elektrikte harmonik, temel frekansın katlarındaki bileşenler yüzünden akım ve gerilim dalgasının ideal sinüs biçiminden uzaklaşmasıdır. Bozulmanın büyüklüğü toplam harmonik bozulma (THD) ile gösterilir, ama hangi harmoniğin baskın olduğunu spektrum ölçümü söyler. Ölçüm sonucuna göre reaktörlü (filtreli) kompanzasyon, pasif ya da aktif filtre değerlendirilebilir; her durumda filtre gerekmez.
- Harmonik akımı doğrusal olmayan yükler çeker; gerilimdeki bozulma şebekenin empedansına da bağlıdır.
- THDi akımdaki, THDu gerilimdeki bozulmayı gösterir ve ikisi ayrı yorumlanır.
- Kondansatörler harmonik bileşenlere duyarlıdır; bu yüzden kompanzasyon panosu harmonikten etkilenebilir.
- Harmonik ile reaktif enerji ayrı büyüklüklerdir; birine yapılan düzeltme ötekini kendiliğinden çözmez.
Elektrikte harmonik ne demek?
Harmonik, temel frekansın tam katı frekanslarda dolaşan akım ya da gerilim bileşenidir. Bu bileşenler temel dalgaya eklendiğinde dalga sinüs biçiminden uzaklaşır; Schneider Electric'in harmonik sorunları sayfası harmoniklerin varlığının, akım ve gerilim dalgasının sinüs biçiminden sapması anlamına geldiğini anlatır.
Harmonik konusu kompanzasyon ile iç içedir, çünkü kompanzasyonda kullanılan kondansatörler harmoniklerden etkilenir. Yine de harmonik bozulma ile reaktif enerji farklı mekanizmalardır ve aynı ölçüyle değerlendirilmez.
Harmonik neden oluşur?
Güç elektroniği içeren doğrusal olmayan yükler, şebekeden sinüs biçiminde olmayan akımlar çekebilir; sürücülü motorlar ya da bazı elektronik cihazlar bu tür yükler olabilir. Bu akımlar şebekenin empedansı üzerinden geçerken gerilim düşümü oluşturur ve ortak besleme noktasındaki gerilim de bozulabilir.
Bu yüzden bir cihazın adı ya da türü, tesiste ne kadar harmonik oluşacağını tek başına göstermez. Aynı yük, empedansı farklı iki şebekede farklı gerilim bozulmasına yol açabilir.
Her dalgalanma harmonik midir?
Hayır. Gerilimdeki her iniş çıkış, anlık düşme ya da yükselme harmonik kaynaklı değildir. Harmonik, dalganın her periyotta tekrar eden biçim bozulmasıdır ve bunu ayırt etmek için dalganın frekans bileşenlerine ayrıştırılması gerekir.
Bu ayrıştırma, güç kalitesi ölçümü yapabilen bir cihazla ustanın işidir. Lambaların titremesi ya da bir cihazın arıza vermesi gibi belirtiler, ölçüm yapılmadan harmoniğe bağlanmaz.
THD (total harmonic distortion) nedir?
Toplam harmonik bozulma (THD), harmonik bileşenlerin toplam etkin değerinin temel bileşene oranıdır ve yüzde olarak verilir. Tesisin genel güç kalitesi hakkında fikir verir, ama sorunun kaynağını bulmak için tek başına yeterli değildir.
Bir ölçüm raporu aldığınızda, aşağıdaki noktaların raporda yer alıp almadığına kendiniz bakabilirsiniz. Bunlar raporun ne kadar açıklayıcı olduğunu anlamanızı sağlar.
- Akım (THDi) ve gerilim (THDu) değerlerinin ayrı ayrı verilip verilmediği
- Toplam yüzdenin yanında harmonik spektrumunun da rapora eklenip eklenmediği
- Ölçümün hangi noktada ve hangi saat aralığında yapıldığı
- Ölçüm sırasında sürücülü makinelerin ve yoğun yüklerin çalışıp çalışmadığı
THDi ve THDu değerleri nasıl yorumlanır?
THDi akım dalgasındaki bozulmayı, THDu besleme gerilimindeki bozulmayı gösterir. Yüksek THDi, tesisteki yüklerin bozuk akım çektiğini anlatır; THDu ise bu akımların ve şebekenin birlikte gerilimi ne kadar bozduğunu gösterir.
Harmonik spektrumu, her harmonik mertebesinin büyüklüğünü kendi frekansında ayrı gösterir. Yalnız toplam yüzdeye bakmak hangi mertebenin baskın olduğunu söylemez; filtre kararı da bu mertebe bilgisine dayanır.
Harmonik güç faktörünü nasıl etkiler?
Gerilim ve akım sinüs biçimindeyken toplam güç faktörü cos φ'ye eşittir. Dalga bozulduğunda toplam güç faktörü bozulmayı da içerir ve yalnız temel bileşeni anlatan cos φ'den farklı çıkabilir; Schneider Electric'in harmonik göstergeleri sayfası bu iki değerin karıştırılmaması gerektiğini vurgular.
İki değerin ne anlama geldiğini ve faturayla ilişkisini güç faktörü ve cos φ rehberinde bulabilirsiniz. Bazı ölçü cihazları THD değerini de gösterebilir; analizörün ya da reaktif güç kontrol rölesinin ekranında hangi değerin okunduğu cihazın model belgesinden doğrulanır. Düşük güç faktörünün nedeni her zaman harmonik değildir ve reaktif güç eksikliği ayrı bir sorundur.
Kondansatörler harmoniklerden neden etkilenir?
Kondansatörün reaktansı frekans yükseldikçe düşer. Bu yüzden kondansatörler besleme gerilimindeki harmonik bileşenlere özellikle duyarlıdır ve yalnız temel frekansa göre hesaplanandan fazla akım çekebilirler.
Bu fazla akım kondansatörü ısıtıp zorlayabilir. Bu yüzden Schneider Electric'in kondansatör bankası uygulama notu, harmonik bozulmanın ya da aşırı gerilimin doğurabileceği aşırı akımlara karşı kondansatörlerin sigorta ya da devre kesici gibi korumalarla birlikte kullanılmasını öngörür. Bu korumaların seçimi ustanın işidir ve her kondansatör arızası harmonik kaynaklı değildir; neden ölçümle ayrılır.
Harmonik bakımda nasıl ayrı ele alınır?
Harmonik, panoya bakarak değil, sorunun görüldüğü çalışma koşulunda yapılan güç kalitesi ölçümüyle anlaşılır. Esenyurt'taki bir işletmede yaptığımız genel bakımda enerji analizörü dahil elemanlar tek tek kontrol edildi; harmonik ölçümü ise bu bakımdan ayrı bir iştir.
Kompanzasyon bakımı ve harmonik ölçümü hakkında bilgi ve teklif için kompanzasyon bakımı sayfasına bakabilirsiniz.
Harmonik filtre nedir, hangi seçenekler vardır?
Harmonik filtre, harmonik akımların tesise ya da kondansatörlere verdiği zararı sınırlamak için kullanılan düzenin genel adıdır. Kompanzasyon tarafında değerlendirilen başlıca seçenekler reaktörlü (filtreli) kompanzasyon, pasif filtre ve aktif filtredir. Hangisinin gerektiği, hatta gerekip gerekmediği ölçülen spektruma ve yük düzenine göre belirlenir.
Kapasitif etkiyi dengelemek için kullanılan şönt reaktör ise bir harmonik filtresi değildir; adları benzese de çözdükleri sorun farklıdır.
Kondansatöre seri reaktör ne işe yarar?
ENTES'in harmonik filtre reaktörleri sayfası, bu reaktörlerin kompanzasyon panosundaki kondansatör gruplarına seri kullanıldığını anlatır. Böylece kondansatörün harmonik akımlara karşı empedansı artırılabilir ve rezonans frekansı ana harmoniklerin altına kaydırılabilir.
Bu reaktör kondansatörü korumaya yöneliktir; tesisteki bütün harmonikleri yok eden bir düzen değildir. Hangi reaktörün uygun olduğu ürün bilgisine, pano projesine ve harmonik ölçümüne göre belirlenir.
Pasif ve aktif filtre arasındaki fark nedir?
Pasif filtre, belirli bir harmonik mertebesine ayarlanmış bobin ve kondansatörden oluşur; o mertebedeki akım için düşük empedanslı bir yol açar. Ayarlandığı mertebe dışında etkisi sınırlıdır.
Aktif filtre ise yükün çektiği harmonik akımları ölçer ve bunları karşılayacak biçimde akım üreterek bozulmayı azaltmayı amaçlar. Hiçbir filtre sıfır harmonik vaadi taşımaz; uygun gücü uzun süreli saha ölçümü belirler.
Bu konudaki işlerimiz
Esenyurt'ta işletmenin kompanzasyon panosuna genel bakım: elemanlar tek tek kontrol edildi
İşletmenin kompanzasyon panosunun genel bakımı yapıldı: reaktif güç rölesi, enerji analizörü, kondansatör ve kontaktör grupları, sigortalar ve bağlı diğer elemanlar tek tek ölçüm, analiz ve elle kontrolle incelendi.
İşin tamamını inceleyin → — Esenyurt'ta işletmenin kompanzasyon panosuna genel bakım: elemanlar tek tek kontrol edildiSık sorulan sorular
THDi yüksekken THDu düşük olabilir mi?
Evet, olabilir. THDi tesisteki yüklerin çektiği bozuk akımı gösterir. Besleme şebekesinin empedansı düşükse bu akımlar gerilimi fazla bozmayabilir ve ortak besleme noktasında THDu düşük kalabilir. Bu yüzden iki değer ayrı yorumlanır.
Tek bir THD ölçümü filtre seçmek için yeterli mi?
Hayır. Toplam THD yüzdesi hangi harmonik mertebesinin baskın olduğunu göstermez ve tek bir anı yansıtır. Filtre türüne karar vermek için spektrumun ve tesisin gün içindeki çalışma düzeninin daha uzun süreli kayıtları incelenir.
Kompanzasyon panosuna reaktör eklemek bütün harmonikleri giderir mi?
Hayır. Kondansatörlere seri bağlanan reaktörler esas olarak kondansatörü korumak ve rezonans riskini azaltmak için kullanılır. Tesisteki harmonik akımları bütünüyle ortadan kaldıran bir düzen değildir; tesisin geneli için ayrıca değerlendirme gerekir.
Harmonik filtreli kompanzasyon nedir?
Kondansatör kademelerine seri reaktör eklenerek kurulan kompanzasyon düzenidir. Amaç, reaktif güç karşılanırken kondansatörlerin harmonik akımlardan zarar görmesini ve rezonans oluşmasını önlemektir. Gerekip gerekmediği harmonik ölçümüne göre belirlenir.
Harmonik reaktif cezaya yol açar mı?
Doğrudan değil; reaktif ceza endüktif ve kapasitif reaktif enerjiye göre hesaplanır. Ancak harmonikler kondansatörleri zorlayıp kademelerin devreden çıkmasına yol açarsa kompanzasyon yetersiz kalabilir. Bedelin oluşması yine kurulu güce, oranlara ve tarife koşullarına bağlıdır.
Kaynaklar
- Schneider Electric kurulum kılavuzu: Schneider Electric — Harmonics and capacitor stress
- Schneider Electric kurulum kılavuzu: Schneider Electric — Harmonic distortion indicators, power factor
- Schneider Electric kurulum kılavuzu: Schneider Electric — Definition of reactive power
- Schneider Electric kurulum kılavuzu: Schneider Electric — Implementation of capacitor banks
- ENTES ürün belgesi: ENTES — Harmonik Filtre Reaktörleri
Masal Elektrik · Bu rehberin yazarı
Masal Elektrik hakkında