Elektrik Piyasası Müşteri Hizmetleri Yönetmeliği Beşinci Bölüm Madde 16 ’ ya göre kurulu gücü 50 KVA ‘nın altında olan müşteriler için çektikleri aktif gücün %33 ünü aşan endüktif reaktif güç tüketimi, %20 sini aşacak şekilde sisteme kapasitif reaktif enerji vermeleri ; 50 KVA üzeri kullanıcılarda ise aktif gücün %20 sini aşan endüktif reaktif güç tüketimi, %15 ini aşacak şekilde sisteme kapasitif reaktif enerji vermeleri halinde reaktif güç bedeli ödemekle yükümlüdürler. Bu nedenle reaktif güç sınırları aşılması durumunda reaktif güç tüketim bedeli uygulanmaktadır.
Reaktif Ceza Nasıl Hesaplanır?
Eğer reaktif güç kompanzasyonu yapılacak tesisin kurulu gücünden başka bir bilgi bulunmuyorsa elimizde hesaplama aşağıdaki gibi yapılır. Örneğin tesisin sadece 500 kW kurulu gücü olduğunu dışında bir bilgimiz yok. Ozaman eşzamanlılık katsayısı 0,60 alınarak
P = 500 kW * 0,60 = 300 kW bulunur.
Güç katsayısı 0,6 den 0,97 ye çıkarılacağından;
S1 = P/cosφ1 = 300 Kw/0,7 = 428 kVA
Q1 = = 306 kVAR
Aynı şekilde ;
S2 = P/cosφ1 = 300 Kw / 0,97 = 309 kVA
Q2 = = 78 kVAR
Q1 ve Q2 bulunduktan sonra hemen kondansatör hesabını yapabiliriz.
Qc = Q1-Q2 = 306 – 78 = 228 kVAR Kondansatör gerekli
Reaktif Oranları
Bağlantı gücü 9 KVA üzerinde olan tesislerde reaktif enerjisi ölçmek için kombi sayaç takılması zorunludur.
Bağlantı gücü 50 KVA üzerinde olan tesisler için kompanzasyon zorunludur.
Bağlantı gücü 50 KVA altında olan tesisler için endüktüf reaktif ceza sınırı %33
Bağlantı gücü 50 KVA altında olan tesisler için kapasitif reaktif ceza sınırı %20
Bağlantı gücü 50 KVA üzerinde tesisler için endüktüf reaktif ceza sınırı %20
Bağlantı gücü 50 KVA altında olan tesisler için kapasitif reaktif ceza sınırı %15’tir.
Reaktif Güç
Asıl olarak elektriksel güç görünür güç olarak ifade edilir.Görünür güç aktif ve reaktif bileşenlerden oluşmaktadır.Aktif güç (P) esas olarak işe yarayan kısımdır.Aktif güç gerilim (V) ile akım (I) arasındaki faz farkından dolayı oluşan açının kosinüsü ile gerilim ve akım büyüklüklerinin çarpımıdır(P=V*I*cosφ).Reaktif güç(Q) ise işe yaramayan kısımdır.Manyetik alan oluşturan motor, trafo vb. ile kapasite nitelikli cihazlar reaktif güç kullanır.Reaktif güç gerilim (V) ile akım (I) arasındaki faz farkından dolayı oluşan açının sinüsü ile gerilim ve akım büyüklüklerinin çarpımıdır.(Q=V*I*sinφ).
Güç faktörü güç gerilim ile akım arasındaki faz farkından dolayı oluşan açının kosinüsüdür.Aynı zamanda aktif gücün görünür güce oranıdır.
Reaktif güç ve güç faktörünü daha iyi anlamak için gerçek hayattaki çok yaygın bir örneğimiz var.Bunun için elektriksel güçleri basit olarak baştan tanımlayalım.
kW, Çalışma Gücüdür (Gerçek Gç veya Aktif Gç veya Gerçek Güç olarak da adlandırılır). Ekipmana güç veren ve faydalı işler yapan güçtür.
kVAR Reaktif Güçtür. Manyetik ekipmanın (trafo, motor, röle vb.) Manyetik akı üretmesi gerektiği güçtür.
kVA Görünür Güçtür. KVAR ve KW’nin “vektörel toplamı” dır.
Gerçek hayattan örnek vermek gerekirse;
Bu terimleri daha iyi anlamak için basit bir benzetmeye bakalım.Örneğin sıcak bir yaz günü soğuk köpüklü bir ayran içeceksiniz.Ayranın köpük olmayan yani asıl serinletici kısmı kW ile temsil edilir.Diğer yandan köpük kısmı kVAR ile temsil edilir.Bu durumda ayranın tamamı görünür güç kVA, kW ile kVAR ın toplamı olmuş olur.
Güç faktörü ise aktif gücün görünür güce oranıdır;
Reaktif Güç Kompanzasyonu
Şebekeden çekilen reaktif gücü küçültmemiz ya da yok etmemiz için yapılan uygulama ‘reaktif güç kompanzasyonu’ olarak adlandırılır.Farklı bir anlatımla, yüklerin ihtiyacı olan reaktif gücü kompanzasyon elemanlarından karşılayarak şebekeden çekilen reaktif gücün sıfıra, güç faktörünün 1 değerine yaklaştırılması ayrıca şebeke gerilim ve akımı arasında faz farkının azaltılması uygulamasıdır.
Kapasitif Reaktif
Gerilim ve akım arasındaki faz farkında akımın ileri yönde olması durumudur.Diğer bir deyişle daha çok yalıtkan elemanların kullanıldığı sistemlerde şebekeye verilen reaktif güçtür.Daha açık ifadeyle sisteminizde ups, elektronik balans içeren aydınlatma, bilgisayar sistemleri vb. yük varsa kapasitif reaktif güç üretiyorsunuz demektir.
Endüktif Reaktif
Gerilim ve akım arasındaki faz farkında gerilimin ileri yönde olması durumudur.Diğer bir deyişle daha çok manyetik alan üreten elemanların kullanıldığı sistemlerde şebekeden çekilen reaktif güçtür.Daha açık ifadeyle sisteminizde elektrikli motor, endüksiyonlu ısıtıcılar, manyetik balanslı aydınlatma vb. kullanıyorsanız ayrıca sayacınızın trafodan önce gelmesi durumunda endüktif reaktif güç tüketiyorsunuz demektir.
Klasik (Kontaktörlü) Kompanzasyon
Ülkemizde kullanım açısından en çok uygulaması gerçekleştirilen kompanzasyon sistemi kimi zaman kontaktörlü kompanzasyon olarak da ifade edilen klasik kompanzasyon sistemidir. Bu kompanzasyon sisteminin en mühim özelliği kompanzasyon sistemin kontaktörlü olmasıdır. Kontaktörler daha önceki yazılarımızda da belirttiğimiz gibi (“Kompanzasyon Pano Elemanları Nelerdir?” başlıklı yazımızı inceleyebilirsiniz.) devre şartlarında açma ve kapama işlemini gerçekleştiren anahtarlama devre elemanları ve düzenekleridir. Temel yapı taşı kontaklar olan kontaktörlerin kontaktlarının imal edildiği malzemenin kaliteli olması kontaktörün uzun ömürlü olmasını sağlar.
Klasik kompanzasyon sistemi bünyesinde temel olarak reaktif güç kontrol rölesi, kondansatör, otomat (sigorta) ve kontaktör kullanılır (Yine “Kompanzasyon Pano Elemanları Nelerdir?” başlıklı yazımızdan bahsi geçen cihazlar ile alakalı daha detaylı bilgilere ulaşabilirsiniz). Reaktif güç rölesi, akım trafosunun/trafolarının K-L uçlarının röleye bağlanması suretiyle aktarılan cos φ değerine göre devredeki kontaktörlerin açmasını veya kapamasını sağlar. Bu şekilde kondansatörler kontaktörler vasıtasıyla duruma göre devreye alınır ve çıkarılır.
Kondansatörler, reaktif ceza yahut reaktif bedel türlerinden biri olan endüktif enerjiyi düzeltmeye yarayan kompanzasyon devre elemanlardır. Bir kompanzasyon sisteminde kompanze edilecek sistemin karakteristiğine göre kondansatörlerin önemi çok yüksektir. Trifaze ve Monofaze olmak suretiyle kullanılan kondansatörler eğerki olması gereken değerden küçük değerlerde ise yani küçük kademelilerse (kVAR) sistem reaktif ceza altında endüktif enerji tüketiminden cezaya tabi tutulur. Kondansatörlerin değerlerinin (kVAR) olması gerekenden büyük olması durumunda ise faz gerilimi akımın önüne geçer ve bu seferde reaktif ceza türlerinden bir diğeri olan kapasitif bedel oluşur.
Kompanzasyon panosunun yapılmış olması bu reaktif cezalara tabi tutulmamaya çözüm değildir. Çözüm için aynı zamanda kompanzasyonun ehil kişiler tarafından çok doğru ve hassas bir şekilde ince ayarlamalarının yapılması şarttır. Ancak bu şekilde sistem doğru bir şekilde kompanze olur ve reaktif ceza ödemekten sakınılmış olunur. Bu nedenle kondansatör ve şönt reaktörü gibi pano elemanlarının seçimi çok önemlidir ve doğru bir şekilde malzeme seçimi yapılmalıdır.
Uygun maliyetli olması, reaktif güç rölesindeki tüm fonksiyonların kontrol edilebilir olmasıyla reaktif cezaya oluşmadan gerekli düzenlemelerin yapılabilmesi, tüm enerjinin izlenebilmesi ve kontrol edilebilmesi klasik kompanzasyon sisteminin avanntajlarındandır.
Dinamik (Tristör Ateşlemeli) Kompanzasyon
Ülkemizde kullanım alanı henüz oluşmaya başlayan kompanzasyon sistemidir. Bu kompanzasyon sisteminin tristörlü veya triyaklı olmak üzeri 2 çeşidi vardır. 25A’i geçmeyen monofaze yükler için Triyaklar kullanılırlar. Tam zıttı olarak aşırı yükleri olan işletmelerde Tristörler kullanılırlar. A1, A2 ve Gate uçları vardır.
Dinamik (Tristör Ateşlemeli) Kompanzasyon sisteminin kurulumunda işletmenin yük durumuna göre yukarıda da bahsedildiği üzere klasik kompanzasyona ek olarak tristör veya triyak kullanılır. Reaktif güç rölesi, akım trafosunun/trafolarının K-L uçlarının röleye bağlanması suretiyle aktarılan cos φ değerine göre devredeki tristör veya triyakın gate ucuna bir tetikleme voltajı gönderir ve bu yolla tristör veya triyakların çekmesini veya bırakmasını sağlar. Bu şekilde kondansatörler devreye alınır ve çıkarılır. Temel mantık kontaktörle aynıdır.
Tristör veya triyaklar çok çok kısa süreler içerisinde (milisaniyeler seviyesinde) devreye girip çıktıklarından dolayı kondansatörleri devreye alırken tahribata neden olurlar. Bu tahribatı onarmak ve gidermek maksadıyla sıfır geçiş devreleri kullanılmaktadır. Bu sıfır geçiş devreleri sayesinde gate ucuna tetikleme voltajı geldiği anda A1 de bulunan giriş voltajını sıfır voltta yakalar ve kondansatöre verir. Devreye çok hızlı girip çıkmaları, sessiz çalışmaları ve bakım ihtiyacı duymamaları Dinamik (Tristör Ateşlemeli) Kompanzasyonun en önemli avantajlarındandır. Klasik kompanzasyona göre biraz daha maliyetlidir.