Elektrikte Gücün İç Yapısı Nasıldır?

Elektrikte birim zamanda harcanan enerji olarak adlandırılan güç görünür, aktif ve reaktif olmak üzere 3 başlıkta incelenir. Gücün iç yapısı nasıldır? Güç kavramının altında neler yatıyor? Kompanzasyonun amacı nedir? sorularının yanıtları yazımızda.

A- A+

30.11.2014 tarihli yazı 13712 kez okunmuştur.

Elektrikte Gücün Yapısı

Elektrikte güç, birim zamanda harcanan enerjiye denir. Gücü; görünür güç, aktif güç ve reaktif güç olarak üç başlık altında inceleyeceğiz.

►Görünür Güç

Hepimizin devre teorisi derslerinden bildiği bu kavramlar, elektrikte güç konusunun bel kemiğidir. Elektrik üretim tesislerinde (santraller, barajlar vb.) üretilen AC gücün bizlere ulaşması için bazen çok uzak mesafeler kat etmesi gerekebilir. Tabi iletim olayı gerçekleştirilirken kayıplarda söz konusudur. Bunun sebebi P=I^2*R‘dir. İletim, elektrik hatları ile gerçekleştiği için hatlarda ısınmalar gerçekleşir. Bu da empedansta kayıplar meydana getirmektedir. Dolaylı olarak ise hava koşulları, çevresel etkiler vb. faktörler de kayıp konusunda göz önüne alınması gereken faktörlerdir. İşte bu kaybın azaltılıp enerjinin uzak noktalara iletilebilmesi için elektrik enerjisi önce trafodan geçirilir. Trafoda gerilim yükseltilirken, akım aynı oranda düşürülür. (P=V*I) Böylece güç sabit kalır ve iletime hazır hale gelir. İşte bu güç görünür güçtür.

Şekil 1: Elektrik hattının hangi fazdan çekileceği yetkili kurumun yaptığı ölçümler sonucu belirlenir. Ölçüm sonucunda hangi fazda daha az kullanıcı varsa o seçilir. Bunun sebebi fazlar arasındaki dengeyi sağlamaktır.

►İlginizi Çekebilir: Ölçü Trafoları Kullanım Amaçları ve Önemli Yönleri

►Aktif Güç Nedir?

Evimizde düğmesine bastığımız elektrikli aletler çalıştığı anda güç tüketir. Bu güce “Aktif Güç” denir. Aktif güç rezistif yüklerin harcadığı güçtür. Yani “kullanılabilir güçtür”. Birimi “Watt” olup (W) ile gösterilir. Şebekeden çekilen faz gücünün, aktif veya reaktif güç olarak ayrılması sistemimizdeki yüklerin rezistif, endüktif, veya kapasitif özellik göstermesiyle belirlenir.

►Reaktif Güç Nedir?

Genellikle sanayi tesislerinde karşılaştığımız elektrik motoru, transformatör gibi yapısında bobin bulunan ve endüktif etki yaratan aletlerin çektiği güçtür. Aynı zamanda bu endüktif etkiyi dengelemek için kapasitör kullanılmasına da “kompanzasyon” denilmektedir. Reaktif güç, aktif güç gibi kullanılabilir bir güç değildir. Birimi “VAR” (volt-amper-reaktif) olup “Q” ile gösterilir.

Sanayi tesisinde çalıştırılan aletler, şebekeden çektikleri görünür gücün, aktif güç bileşenini kullanılırken reaktif güç bileşenini kullanamamaktadır. Bu da alınan enerjiye rağmen ihtiyacın karşılanamaması anlamına gelmektedir. Faturalarda bu durumun karşılığı ise; standart olarak kullanılan sayaçlar “Watt” güç birimini baz aldığı için reaktif güç ölçülememektedir.

►Şekil 2: a'da aktif güç maximum miktarda kullanıldığı için ideal durumdur. b'de ise çekilen gücün değişmemesine karşılık kullanılan aktif güç minimumdur. Bu durum o tesisin reaktif gücü dengeleyemediği için ceza yemesine sebep olur. Hem de enerjiyi verimsiz kullandığını gösterir.

Kompanzasyon Neden Gereklidir?

Şebekeden yüksek miktarda güç çekildiğinde reaktif güç kısmı kullanılamamaktadır. Hem enerjinin çekilip hem de yetersiz gelmesi, hattında boş yere yıpratılması anlamına gelmektedir. Çekilen reaktif gücü azaltıp, aktif gücü arttırma işlemi için kompanzasyon sistemi gerekmektedir. Kompanzasyonda amaç α açısını 0 dereceye indirebilmektir. Cos(0)=1 olacağı için bu durum ideal denge durumudur.

Örneğin; 10000VA’lık güç için; makinaların yarattığı endüktif etki sebebiyle 6000 Watt aktif gücü kullanılmış ve 8000 VAR reaktif gücünün kullanılamadığı ön görülsün. Bu makinalar tamamen rezistif özellikte olsaydı(ideal durum) 10000 VA doğrudan 10000 W olarak kullanabilecekti; ancak az da olsa birçok alet endüktif etki yarattığı için ideal durum söz konusu olamaz. Eğer tesise iyi bir kompanzasyon sistemi yapılırsa 10000VA’lık gücün 8000 W kullanılacak 6000 VAR’lık kısmı kullanılamayacaktı. Sonuçta kullanılacak olan aktif güç miktarı artacaktı.

Kaynak:

►Kişisel Ders Notları