elektrik port üyelik servisleri elektrik port üyelik servisleri

Üçüncü Harmoniğin Etkileri |
2. Bölüm

Elektrik cihazlarının hemen hepsi saf sinüs eğrili alternatif akım gerilim değerlerine göre tasarlanır ve imal edilirler. Ancak kullanılan şebekelerde saf sinüs eğrisine nadiren rastlanır. Harmonik frekanslar, sinüs eğrisi üzerinde distorsiyonlar meydana getirerek elektrik ekipmanları üzerinde enterferanslara (girişimlere) sebep olurlar.



A- A+
26.04.2011 tarihli yazı 3840 kez okunmuştur.

ŞEBEKE VE EKİPMANLAR ÜZERİNDEKİ DİĞER ETKİLERİ
 

Devre Koruma Elemanları ve Kesicilerde Yanlış Açtırma


Rezidüel akım cihazı, faz akımları ile nötrden geçen akımların vektörel toplamına göre çalışır. Eğer toplam nominal açtırma, eşik değerinden fazla ise yükü besleyen güç kesilir. Yanlış açtırma, harmonik olan sistemde iki sebepten dolayı meydana gelir.

► Elektromekanik yapıya sahip olan rezidüel akım cihazının içinden geçen akımların vektörel toplamı, yüksek harmoniğe sahip akımlardan dolayı sıfır olmayabilir ve sonuçta yanlış açma meydana gelir.

► Harmonik üreten ekipmanlar, açtırma parazitleri meydana getirebilir. Bu cihazlar mutlaka filtre edilmeli ve parazit akımlarının en fazla 3.5 mA olmasına müsaade edilmelidir.


Anahtarlı otomatik sigortalarda yanlış açtırma sık sık meydana gelir. Zira devreden akan akım hesaplanan veya basit ölçü cihazları ile ölçülen akımdan daha fazladır. Maalesef taşınabilir birçok ölçü cihazı efektif akım değerlerini dahi doğru ölçemez.


Ülkemizde işletmelerde genellikle iş yerlerinde otomatik sigortanın neden attığı araştırılmadan, harmoniklerin varlığı düşünülmeden, daha da önemlisi kablonun yüklenebilirliği ve yüklendiği akım tam olarak araştırılmadan ve sigortanın koruduğu kablonun ve cihazın akım taşıma kapasitesi göz önüne alınmadan sigorta akım değeri yükseltilerek enerji sürekliliğini sağlamak uğruna koruma zayıflatılmakta hatta iptal edilmekte, bunun sonucunda TV ve gazetelerde dramatik elektrik kontağından çıkan yangın haberlerini izlemekteyiz.

 

Kompanzasyon Kondansatorleri Üzerinde Aşırı Zorlama

Frekans arttıkça kondansatörlerin empedansları azalırlar, bu nedenle kondansatörler üzerinde yüksek değerde harmonik akımları geçer ve kondansatör aşırı ısınmaya maruz kalır. Bundan daha ciddi tehlike, kondansatörler besleme tarafındakı kaçak endüktanstan dolayı herhangi bir harmonik değeri yakınında rezonansa girebilir, sonuçta şebekede yüksek akım ve gerilim değerleri oluşabilir.

 

Ölçmede Yapılan Hatalar

Bir çok ticari ve endüstriyel işletme kesicilerin, otomatik sigortaların ve rezidüel akım koruma cihazlarının gereksiz açma ve açtırma yapması problemi ile karşı karşıyadır. Genellikle bu açmalar rastgele ve nedeni anlaşılamaz şekilde gözlemlenmektedir. Tabi ki bunların daima bir veya birçok sebebi vardır.

Muhtemel sebeblerden birincisi bilgisayar ve diğer elektronik elemanların devreye girmesi esnasındaki darbe akımları, diğeri ise devreden akan akımın ölçü aletleriyle ölçülen akımdan çok yüksek olmasıdır. Bu durum modern ve yüksek güce sahip tesislerde çok sıklıkla görülen bir durumdur. Sebebi ise ölçü cihazının ne kadar doğru ve güvenilir olduğunun araştırılmamasıdır.

Bu günlerde çoğunlukla kullanılan birçok ölçü cihazı, harmonikler tarafından distorsiyona uğratılmış akımları ve gerilimleri ölçmek için uygun değildir. 


Günümüzde tesisat kontrollerinda kullanılan ölçü aletlerinin hemen hepsi saf sinüs dalga formuna göre dizayn edilmiş aletler olup, aynı zamanda elektrik tesislerinin tasarımı yapılırken sistemin saf sinus dalgasına ait akım ve gerilim kullanıldığı kabul edilmekte ve herhangi bir harmonik etkisi göz önüne alınmamaktadır.


Uygulamada ise gerekli hassasıyette ve gerçekte uygulanan dalga şekline göre tasarlanmamış ve imal edilmemiş ölçü aletleriyle test yapıldığından gerçek tespit edilememekte, çare olarak kesici değerleri ve koruma elemanlarının açtırma değerleri yükseltilmektedir. Bundan dolayıdır ki güç sistemleride performans analizi yapılırken ve hata araştırılırken distorsiyona uğramış dalga şekline haiz akım ve gerilimleri ölçebilecek şekilde imal ve kalibre edilmiş ölçü cihazları kullanılmalıdır.


Distorsiyona uğramış dalga şekline göre imal edilmiş ölçü cihazları 'doğru efektif değer' ölçen (True RMS meter), saf sinüs dalgasına göre imal edilmiş ölçü cihazlarına ise 'ortalama efektif değer' ölçen (Average RMS meter) denilmektedir.

Mesela tek dalga doğrultucunun bağlandığı devrede ortalama RMS cihazı, ölçü cihazında okunan akım değerini doğru RMS cihazındakine göre %40 daha az değerde okur.


Doğru RMS cihazları geçtiğimiz 30 sene boyunca imal edilmektedir. Ancak bu cihazlar özel ve pahalı cihazlardır. Elektronikte yapılan gelişmeler sonucu bu tür cihazların elle taşınabilir şekilde imal edilmesini mümkün kılmıştır.

Maalesef cihazın pahalı olması sebebiyle bazı firmaların üst seviye elemanlarında araştırma amacıyla bulunmaktadır.


Sonuç olarak diyebiliriz ki yukarıda açıklanan sebeplerden dolayı gereksiz açma yapılan bır devrenin akımın %40 fazlasının devreden geçtiğini kabul ederek gerekli tedbirleri almak uygun bir yaklaşım olacaktır.


 

Üçüncü Harmonik İçin Alınması Gereken Tedbirler

 

1. Yeni yapılacak tesisler;


► Harmonik üretebilecek cihazların adedi belirlenerek bunların meydana getireceği devreden geçen toplam harmonik akımların miktarları belirlenerek tesisin boyutlandırılması yapılır.

► Sistemde UPS (kesintisiz güç kaynağı) kullanılacaksa bunun üç3 fazlı olması ve giriş transformatörlerinin primer sargılarının üçgen bağlı olması şart koşulmalıdır.

► Nötr iletkeni en az faz iletkeni kesitinde olmalıdır.

► Hesaplar sonucu nötr iletkeninin kesiti faz iletkeninin kesitinden daha büyük seçilmesi gerektiği durumlarda maliyet karşılaştırılması yapılarak eğer kullanımı genel tesis maliyeti açısından uygun ise dağıtım panolarına THF (Üçüncü harmonik filtresi) koyarak nötr iletkeni 16 mm2'nin üzerindeki kesitlerde faz iletkeninin yarı kesitinde seçilebilir.

► Özellikle ticarethane ve iş merkezlerinde bilgi sayar kullanımının hızla artacağı göz önüne alarak nötr iletkeninin koruması düşünülmelidir.

 

2. Eski Tesisler;

► Bu tesislerin hemen hemen hepsinde nötr iletkeni faz iletkeninin yarı kesitinde seçilip tesis edildiğinden bunları değiştirmek çok zor ve pahalı olmasının yanında sistemde daha büyük hataların meydana gelmesine yol açar.

► 3.harmoniğin sakıncalarını ortadan kaldırmak için tesiste 3. harmonik üretmeyen , harmonik bastırıcı sistemlere haiz elektonik cihazların kullanılmasına izin vermek ve ayrıca dağıtım panolarındaki ana nötr hattına THF yerleştirmektir.
 

ÜÇÜNCÜ HARMONİĞİN GETİRDİĞİ PROBLEMLER 1.BÖLÜM




Bu yazı; ETMD (Elektrik Tesisat Mühendisleri Derneği)'nin izni ile, Elektrikport tarafından yayınlanmıştır. İzinsiz kullanılamaz.

 

Turgut ODABAŞI

Elektrik Mühendisi


ANKET
Endüstri 4.0 için En Hazır Sektör Hangisidir

Sonuçlar