Hassas bir kompanzasyon için

Hassas bir kompanzasyon için

Hassas bir kompanzasyon için
Enerji Zirvesi

elektroPAN Ltd. Şti. Elektronik Ar-Ge Müdürü Ekrem Karanık: Kompanzasyon sistemlerinde rastladığımız en büyük problem, faz dengesizliklerini giderecek kondansatör sisteminin kurulmamasından veya tam hesap edilememesinden kaynaklanıyor. Özellikle kompanzasyon rölesinin üzerinden her fazın çektiği reaktif güç takip edilerek dengesizlik miktarı ölçülmeli ve toplam güç bu dengesizliğin %20 si gibi fazla olan kondansatör gücü mümkün olan en fazla kademede sisteme ilave edilmelidir. Böylece hassas bir kompanzasyon sağlanır.

Bilindiği gibi bobin tabanlı cihazlar, endükledikleri ters gerilimden dolayı farklı açıda akım çekerler. Farklı fazda çekilen bu akım ise elektrik hatlarında gereksiz yüklenmelere neden olur. Bu faz farklı akımın kondansatör ve benzeri yüklerle giderilerek hattan çekilen akımın düzeltilmesi işlemine ise kompanzasyon adı veriliyor.

Kompanzasyon yapılmadığı vakit özellikle çekilen yüksek akım elektrik kablolarında wat kayıpları ve gerilim düşümlerine sebep olur. Ayrıca bu akımı elde edebilmek için daha yüksek güçlü besleme trafoları gerekir. Ayrıca daha kalın kablolar vs. Bu olaylar zinciri elektrik üretilen baraja kadar giden enerji kayıplarına ve malzeme maliyetlerine yol açar.

Bazı durumlarda ise uzun havai hatlar, yeraltı yüksek gerilim kabloları, kesintisiz güç kaynakları gibi cihazlar kapasitif çalıştığından endüktif bobin yükleri alınarak yine kompanzasyon işlemi yapılmaktadır.

Günümüzde kompanzasyon farklı biçimlerde uygulanmakta. Özellikle kompanzasyonun yapılacağı tesisteki yük karakteristiği dikkate alınarak ihtiyacı karşılayacak optimum kompanzasyon projesi hazırlanmalıdır. İhtiyaç çeşitliliğine göre aşağıdaki malzemeler kullanılarak kompanzasyon yapılmaktadır.

• Kompanzasyon için gerekli elektriksel analizi yaparak hangi işlemlerin yapılacağına karar veren beyin (kompanzasyon rölesi, kompanzatörler v.b)
• Kapasitif veya indüktif yükler (kondansatörler, endüktanslar)
• Anahtarlama elemanları (Mekanik kontaktörler, solid state kontaktörler)
• Aktif elemanlar (aktif kompanzasyon setleri, Statik VAR kompanzatörleri)

“HARMONİKLERE DE DİKKAT EDİLMELİ”
Kompanzasyon yapım aşamasında harmoniklerde dikkat edilmesi gereken önemli bir konudur. Çünkü kondansatörler yüksek frekans ile doğru orantılı olarak azalan bir dirence sahiptir. Yani uygulanan gerilimdeki yüksek frekans bileşenleri arttıkça bu bileşenler kondansatörün daha fazla akım çekmesine sebep olur. Çekilen bu akım gerilimdeki yüksek frekans bileşenlerini daha da artırır. Sonuçta bu kısır döngü hem kondansatörlere ve tesisata zarar verebilecek yüksek akımlara, hem de gerek tesisin kendisini, gerekse komşu tesisleri etkileyebilecek gerilim bozulmalarına yol açar. Bu yüzden harmonik filtreleri ile kondansatörün yüksek frekanslara karşı olan açlığı engellenerek akım ve gerilim bozulmalarının önüne geçilir.

Bu aşamada harmonikleri belli oranlarda sınırlamak gerekmekte. Bunun için tesisin karakteristiği incelenerek gereken filtre hesapları kolaylıkla yapılabilmektedir. Bu amaçla kondansatörün önüne takılacak harmonik filtrenin kondansatörle rezonansa girmeyecek bir frekansa (189 Hz v.b.) göre hesaplanması ve gücünün de hem gerekli direnci oluşturabilecek, hem de kondansatörün kompanzasyon gücünü azaltmayacak şekilde kondansatör gücünün % 5 – 7 – 9 gibi oranlarında seçilmesi gerekmektedir. Ayrıca kullanılan saçların da yüksek kalitede 0,35 veya daha ince olması yüksek gaus değerinde olması, gereksiz watt kayıplarını da azaltacaktır. Bunun yanında sargılar alüminyum da yapılabilir. Her ne kadar alüminyum direnci daha fazla ise de, direncin hafif fazla olması tristörlerin darbe akımına karşı korunmasında büyük yardımcı olur. Ayrıca bakıra göre ucuz olup gerekirse kesit biraz daha fazla seçilebilir.

Bir de cos phi ile Power faktör arasındaki ayrımı da çok iyi yapmak gerek. Şu an Tedasş sadece cos phi yi gözleyerek kompanzasyon istemekte ve harmonikler gözardı edilmekte. Ancak harmonik yaptırımları geldiğinde gerçekten kompanzasyon müşterilerinin bilinçli bir şekilde sistemlerini revize etmeleri gerekiyor.

Örneğin;

Şekildeki sistemde gerilimi tam sinüs, akımı tam üçgen kabul edelim. Şekiller tam üst üste bindiğinden cos phi 1’dir. Ancak akım dalga şekli sinüsten farklı olduğundan Power faktor 1’den düşüktür. Aynı şekilde 2. grafikte de cos phi 1’dir. Ancak Power faktor 1’den düşüktür. Şu var ki iki dalga şeklinde de ceza ödemiyoruz.

Şunu da belirtmek isteriz ki düşük güçlerde çekilen yüksek harmoniklerin sisteme etkisi yok denecek kadar azdır. Fakat yüksek akımlı bir alıcının az da olsa harmonik çekmesi sistemi aşırı etkileyebilir. Bu açıdan harmonik analizlerinin kurulu güce oranla incelenmesinde fayda vardır.

Kullanılacak röleye gelince, tesisin yük durumu ve istenilen hedef kompanzasyon oranları, seçilecek cihazın hızı, kademe sayısı, ölçüm kalitesini belirlemektedir. Özellikle günümüzdeki %20 ve %15 ve olabilecek %14 ve %10 indüktif /aktif ve kapasitif/aktif oranları kesintisiz düzgün bir kompanzasyon ihtiyacını gerektirmekte. Bir günlük kompanzasyon eksikliği fatura dönemine kadar düzeltilemeyen kompanzasyon cezalarını da gündeme getirmekte.

KOMPANZASYON CEZALARININ İRDELENMESİ
Bu arada kompanzasyon cezalarını da irdelemekte fayda var. Gerçekten kompanzasyon panosuna yatırım yaptığı belli olan bir işletmede, bir kontaktörün yapışması direkt cezai durum oluşturabilmekte. Bu aşamada kompanzasyon yatırımı yapan firmalar da zor durumda kalabilmekte. Bizim tavsiyemiz şu an iptal edilen senede 1 kere cezaya girme müsaadesinin tekrar yürürlüğe alınması şeklinde. Aksi halde tüm firmaların daha maliyetli online kontrol sistemleri kurması kaçınılmaz hale gelecektir. Çünkü istenen oranlar gerçekten kompanzasyonda sürekli kontrolü gerektirmekte, bir günlük arızalar dahi cezai duruma sokabilmektedir.

Firmamızın kompanzasyon sistemlerindeki çözümlerine gelince:

KOMPANZASYON RÖLELERİ

 1) Mikroişlemci tabanlı klasik kompanzasyon röleleri: 12 -18 - 24 kademe seçenekleri ile 1sn hızında monofaze ve trifaze kompanzasyon yapabilen sistemler. Uzaktan kontrole uygun, GPRS, TCP ile internete bağlanıp gözlenebilen çift işlemcili cihazlar.
 2) DSP tabanlı hızlı kompanzasyon röleleri: 88 kademeye kadar, 10 ms hızında gelişmiş kompanzasyon röleleri.
Bu aşamada klasik rölelerimiz genelde tanındığından ve klasik sistemler bilindiğinden yeni cihazımızın özellikleri ve sistem tasarımından bahsetmek yerinde olur.

Yeni DSP tabanlı kompanzasyon rölelerimizin özelliklerini sıralarsak:
• 24 kademe klasik röle çıkışı: Mekanik kontaktörler için klasik çıkış. 12 adedi veya tamamı optik çıkış yapılarak elektronik kontaktörlerin 20 ms hızına kadar çalışması için kullanılabilir.
• 64 kademe seri iletişim hattı: Cihaz ekstra bir yüksek hızlı haberleşme portuna sahiptir. Bu şekilde elektronik kontaktörleri ve statik VAR kompanzatörlerini sürebilir. Ayrıca elektrik sayacı ile de haberleşip ayar düzenlemesi yapabilir.
• 10 ms’ye kadar hızlı kompanzasyon: Cihaz her 20 ms’de harmonik analizi yaparak dalga simetrisini kontrol eder. Simetrik ise 10 ms hıza devam eder, değilse 20 ms hıza düşer. Kaynak, punta v.b. sistemler için uygun bir çalışmadır. Ayrıca her 20 ms’de bir harmonik analizi yapıldığından geçici darbe alternazları filtre edilerek 2. periyotta gereksiz kondansatör alımı engellenir.
• SD kart kaydı ile uzun süreli arşivlemeler yapılabilir (2GB). Bunun yanında internet varsa direkt TCP çevirici, yoksa GPRS modemler ile veri aktarımı, arşivleme ve müdahale yapılabilir. 
• Aynı anda mekanik, dinamik ve statik kompanzasyon yapılabilir. Özellikle maliyet ve harmonik miktarının azaltılmasını hedefleyen bu çalışma şekli birçok işletme için çok uygundur. Ani yük değişimlerini karşılayacak dinamik kademeler ve ince ayarı sağlayacak Statik VAR kompanzasyonu hızlı bir şekilde çalışırken, Mekanik kontaktörlü klasik sistem büyük yük değişimlerinde devreye girer. Statik kompanzasyon toplam yükün sadece ince ayar bölgesinde çalıştığından harmonik etkisi bu çalışma şeklinde minimuma indirgenmiştir. Örneğin, 100 kVAr bir sistemde 80 kVAr klasik sistemle yapılırken; 15 kVAr dinamik, 5 kVAr ise Statik VAR kompanzasyonu ile yapılabilir.
• Bilindiği gibi trafoların endüktif karakteristiğinden dolayı sabit kondansatörler ile kompanze edilmesi gerekmekte. Ancak yük arttıkça endüktif tüketim de artacağından burada sabit kondasatörde de kademe kullanılması kompanzasyonu rahatlatmakta. Cihazımız geçen akım miktarını referans alarak sabit kondansatörleri devreye alıp çıkarabilmekte. Ayrıca sayaç bilgilerini de okuyarak ince ayar işlemlerini ve sabit kondansatör alımlarını düzenleyebilmekte (Bunun için extra haberleşme portu veya normal standart haberleşme portu sayaç haberleşme portuna bağlanmalıdır).

Bu aşamaya kadar yazdığımız tüm özellikler cihazımızı diğer cihazlardan ayıran temel özellikler. Özellikle DSP’nin floating (virgüllü sayıları çok hızlı çarpan elektronik alt yapı) yapıda olması ve FFT analizlerinde çok hızlı çalışması bize hızlı ve filtrelenmiş bir kompanzasyon olanağı sağlamakta. Cihazımız tamamen yerli Ar-Ge ürünü olup belirttiğimiz bu fonksiyonlar patentlidir. Cihazımız ayrıca klasik cihazlarda bulunan tüm fonksiyonları da desteklemekte olup kademe güçlerini bulma, hedef kademe(leri) aynı anda alıp çıkarma vb. üstünlüklere de sahiptir.

DİNAMİK VE STATİK KONTAKTÖRLER

Dinamik kontaktörlerimiz mekanik kontaktör yerine geçebilecek şekilde dizayn edilmiş tristörlü sistemlerdir. Extra olarak MODBUS veya hızlı kompanzasyona uyumlu protokolleri destekleyen haberleşme portuna sahiptir. Sıfır geçişi ile minimum akım darbesi oluşturarak pano ömrünü uzatır. İçerisinde yüksek gerilim darbelerine karşı koruma amaçlı devreler yoğun olarak kullanılmış olup hem sistemi hem de kendisini korur.
Statik kontaktörler her fazın sıfır geçişini algılayarak fazları belli açılarda devreye alan tristörlü bir sistemdir. Müstakil olarak MODBUS veya hızlı statik VAR kompanzasyonu modları bulunmaktadır. PLC, PC v.b. kaynaklardan aldığı bilgi ile veya yeni kompanzasyon rölemizle uyumlu çalışmaktadır. Haberleşme portuna gelen bilgiye göre 3 fazı ayrı tetikleme açıları ile de çalışabilmesi, dengesiz yüklerde de hassas kompanzasyonu sağlar. Bir ısıtıcının gücünü ayarlamakta rahatlıkla kullanılabilir. Kompanzasyonda kullanıldığında sistem hafif kapasitif duruma alınarak, 1.000’a ulaşmak için gereken bobin gücü tetikleme açısı ayarı ile hassas biçimde sağlanır.
Dinamik ve statik kontaktörlerimiz 100-200-400 amper seçenekleri ile hazırlanmakta olup daha yüksek akımlar için tristör grubu özel baralı olarak temin edilir ve ekstra bağlanır.

TCP VE GPRS OKUMA SİSTEMLERİ VE YAZILIMI 

Kompanzasyonda olabilecek arızalara süratle müdahale etmek, cezai durumdan kaçınılması ve tesisin stabil işletme şartlarında çalışmasını sürdürebilmesi açısından önemlidir. Bu yüzden online uyarı sistemleri önem kazanmaktadır. Sistemimizde tüm cihazlar ve kullanıcılar ‘server’a bağlanmaktadır. Kullanıcıların bağlı olmadığı durumda da ‘server’ programlanarak belli aralıklar ile cihazları ve sistemleri kontrol edebilir. Böylece sizin online olmadığınız durumlarda da sistem kontrolleri yapılarak SMS ve/veya e-mail ile problemli durumlardan anında haberdar olursunuz. Aynı anda yüzlerce sistem bu şekilde tek noktadan kontrol edilebilir.
Bu konuda geliştirdiğimiz yazılım üniversal olup ‘modbus’ haberleşme protokolünü ve sayaç okuma protokolünü destekleyen tüm cihazlar sisteme entegre edilebilir. Farklı marka sayaç, güç analizörü ve reaktif rölelerde aynı sistem de okunabilmektedir. Ayrıca sisteme fider koruma, aşırı akım koruma ve motor koruma röleleri de entegre edilmektedir.
Cihazların sisteme entegrasyonu için internet olan yerlerde TCP opsiyonu alınmalı, internetin olmadığı yerlerde ise GPRS modemler kullanılarak okuma sağlanmaktadır. Bu iki tip modem de firmamızca müşterilerimize sunulmakta, eğitim ve teknik destek ücretsiz verilmektedir.

GÜNÜMÜZDE KOMPANZASYON
Kompanzasyon sistemlerinde rastladığımız en büyük problem, faz dengesizliklerini giderecek kondansatör sisteminin kurulmamasından veya tam hesap edilememesinden kaynaklanmakta. Özellikle kompanzasyon rölesinin üzerinden her fazın çektiği reaktif güç takip edilerek dengesizlik miktarı ölçülmeli ve toplam güç bu dengesizliğin %20’si gibi fazla olan kondansatör gücü, mümkün olan en fazla kademede sisteme ilave edilmelidir. Böylece hassas bir kompanzasyon sağlanır. Bundan sonraki problem ise sistemlerin düzenli kontrol edilmemesi. Olabilecek birçok arızadan dolayı sistem cezaya girebilir. Üstelik çok kısa arıza süreleri bile problem oluşturabilir. Bu yüzden özellikle yüksek tüketimi olan işyerlerinin online takibini tavsiye ediyoruz.

Bugün için rakiplerimizden ayrıldığımız konu DSP tabanlı folating point işleme alt yapısıdır. Çok hızlı harmonik analizi ve aktif filtre tasarımı ile ölçüm hassasiyeti en yüksek seviyededir. 1 mA ile 20 A arası akımlar otomatik skala sistemi ile yüksek doğrulukta okunabilmekte, kurulu gücün çok düşük oranlarında dahi hassas kompanzasyon sağlayabilmektedir.

Kompanzasyon sistemlerindeki görünür en büyük tehlike ise önümüzdeki günlerde olabilecek oran değişikliklerine kurulu sistemin cevap veremeyecek olması ile birçok malzemenin çöpe gitmesidir. Bununla ilgili ertelemelere net bir nokta konularak konuya açıklık getirilmeli; nihai karar, devam veya değişiklik netleştirilmelidir.

Ayrıca harmonik ile ilgili sınırlama düzenlemeleri ileride yürürlüğe alınacak olsa bile şimdiden netleştirilerek gerekli revizyonlar için geniş bir zaman tanınmalıdır. Böylece tüketiciler şimdiden gereken pano sistemlerini harmonik filtreli olarak optimum maliyette dizayn edebilir. Harmonik filtrelerin ağır ve büyük olması sonradan pano montajlarında büyük sorun oluşturmaktadır. Bu yüzden özellikle büyük kullanıcıların şimdiden harmonik fitreli projeler hazırlamasında fayda görmekteyiz.

Firmamızın hedefi, çıkarmak üzere olduğumuz aşırı akım koruma, motor koruma, fider koruma röleleri ile ölçme koruma ve kontrol noktasında en yüksek teknolojiyi kullanıcılarına sunmaktır. Bu farklı ürün yelpazelerinin tek program atında toplanması ise son kullanıcıya büyük avantajlar sağlayacaktır. Kaldı ki farklı marka cihazlarda rahatlıkla sisteme entegre edilebilmektedir.

Bu konuda müşterilerimizin ve konu ile ilgili tüm çalışma arkadaşlarımızın isteyeceği özellikler ve tavsiyeler bize alacağımız kararlarda büyük yol gösterici olacaktır. Duyarlı arkadaşlarımıza şimdiden teşekkür ederiz.


HABERİN DEVAMI İÇİN AŞAÐIDAKİ LİNKLERİ TIKLAYINIZ:

Aktif harmonik filtreler

PQM Power Quality Management

Harmonikler

EDE Power statik anahtarlı filtreli kompanzasyon sistemleri

Kompanzasyon

Güvenilirlik bize yüksek motivasyon veriyor

Karmet, kullanıcı ayarı gerektirmeyen elektronik kompanzasyon cihazları üretiyor

Kompanzasyon sayesinde daha fazla güç iletimi olanaklı hale geliyor

Hassas bir kompanzasyon için

Güncelleme Tarihi: 27 Aralık 2009, 19:09
Enerji Zirvesi
YORUM EKLE

Solaredge

Enerji Zirvesi

Dergiler
Partnerler