elektrik port üyelik servisleri elektrik port üyelik servisleri

Akım Harmoniği Nedir? Şebekeye Etkileri Nelerdir?

Temel dalga dışındaki sinüsoidal dalgalara harmonik denir. Doğrultucu, sürücü, LED aydınlatma ve kesintisiz güç kaynakları kullanımı, sinüs dalgasının bozulmasına ve akım harmoniğine yol açmaktadır. Bu durum işletmenizdeki cihazların zarar görmesine ve iş kayıplarına yol açabilir. Detaylar Entes Elektronik'in katkılarıyla



A- A+
28.01.2022 tarihli yazı 2860 kez okunmuştur.

Harmonik Nedir?


Yarı iletken elemanların tabiatı gereği ve sanayide kullanılan bazı nonlineer yüklerin (transformatör, ark fırınları v.b.) etkisiyle, akım ve gerilim dalga biçimleri, periyodik olmakla birlikte sinüsoidal dalga ile frekans ve genliği farklı diğer sinüsoidal dalgaların toplamından meydana gelmektedir. Temel dalga dışındaki sinüsoidal dalgalara harmonik denir. Her ne kadar tüm gerekli önlemler alınsa dahi harmoniklerin tamamen şebekeden temizlenmesi zor hatta imkansızdır. Elektrikle çalışan cihazlar sistemde harmonik etkisi olsa dahi çalışabilir yapıdadır. Ancak bu çalışmanın hem cihazlara hem de şebekeye olumsuz etkileri bulunmaktadır. 
 

Harmoniklerin Sisteme Etkileri


Güç sisteminde mevcut durumda bulunan harmonikler hem sisteme bağlı tüm elemanları hem de güç sistemini etkilemektedir. Harmoniklerin yaptığı bozulma sonucunda gerilim ve akımda yarattığı nonsinüzodial dalga şekli çok çeşitli problemlere neden olmaktadır.
 



Doğal Sinüs Dalgası ve Bu Doğal Sinüs Dalgasına Bozucu Etki Yapan 3., 5. ve 7. Harmonikler


►İlginizi Çekebilir: Enerji Takibi Nedir? Enerji İzlemenin Faydaları Nelerdir?


Harmoniklerin etkisi sonucu enerji sistemlerinde gözlemlenen olumsuz etkiler şunlardır:
 
► Transformatörlerde aşırı ısınma
► Gerilim düşümünün artması
► Enerji tüketiminde artış
► Cihazlarda ısınma sorunu
► Generatör ve şebeke geriliminin dalga şeklinde bozulma olması
► Kompanzasyon sistemlerinde aşırı reaktif yüklenme
► Dönen makinalarda moment salınımlarının ve aşırı ısınmalarının oluşumu
► Dielektrik malzemelerinin delinmesi
► Ses ve görüntü sistemlerinde parazitli çalışma
► Güç faktöründe değişme
► Şebekede meydana gelen rezonans olayları, rezonansın neden olduğu aşırı gerilim ve akım etkisi
► Endüksiyon sayaçlarının yanlış ölçüm yapması
► Koruma elemanlarının hatalı çalışması
► Mikroişlemcilerin hatalı çalışması

 

Harmoniklerin Sebep Olduğu Rezonans Olayları

 
Harmoniklerin en büyük bozucu etkilerinden biri de rezonans etkisidir. Endüktif reaktansın kapasitif reaktansa eşit olduğu frekansa "rezonans frekansı" denmektedir. Bilindiği gibi güç sistemlerinde frekans arttıkça endüktif reaktans artarken; kapasitif reaktans azalmaktadır. Yani güç sisteminin frekansı endüktif reaktansla doğru orantılı, kapasitif reaktans ile ters orantılıdır.

Sistemin rezonansı, harmonik frekanslardan birine yakın bir değerde oluşursa, aşırı seviyede harmonik akım ve gerilimleri ortaya çıkaracaktır. Harmonik seviyelerini etkileyen en önemli etkenlerden biri de rezonansın seri veya paralel rezonans durumunda olmasıdır. 
 

1- Seri Rezonans Durumu


Elektrik devresinde endüktif ve kapasitif reaktansların birbirine eşit olması sonucu meydana gelir. Seri rezonans durumunda empedans düşük olduğundan dolayı devreye düşük bir gerilim uygulansa dahi devreden yüksek değerde rezonans akımları akacaktır.

2- Paralel Rezonans Durumu


Güç sistemindeki kat sayısının düzeltilmemesi ya da filtrelerde kullanılan kondansatörlerden dolayı bu rezonans olayı meydana gelebilmektedir. Bu durumda seri rezonansta olduğu gibi endüktif ve kapasitif reaktansların birbirine eşit olmasıyla meydana gelir. Ancak bu eşitliğin etkisi; seri rezonansa göre farklıdır. Endüktif ve kapasitif reaktanslar birbirine paralel olduğundan devrenin admitans değeri düşüktür. Yani devreden küçük bi rezonans akımı dahi çok büyük gerilimler meydana gelmektedir.

Özetleyecek olursak paralel rezonans devrelerinde empedans maksimum değer alır bundan dolayıdır ki devreden küçük değerde bir akım geçse dahi, elemanların uç gerilimlerinde yüksek genlikli ve tehlike arz eden rezonans gerilimleri meydana gelir.
 

Rezonansın Yaptığı Etkiler


Harmonikler sonucu oluşan rezonans, genellikle sistemde yükün az olduğu zamanlarda daha fazladır.

Genel olarak rezonans durumunda;
► L ve C elemanlarına ait gerilimler yükselir, aşırı akım geçer.
► Devre elemanlarında izolasyon zorlanmaları, kondansatörlerin dielektrik malzemelerinde delinmeler, aşırı ısınmadan dolayı kalıcı hasarlar oluşabilir.
► Harmonik gerilimlerin yükselmesi sonucu Toplam Harmonik Distorsiyon(THD) değerinin artmasıyla tüketicilere uygulanan gerilimin dalga şekli bozulurak, enerji kalitesi olumsuz etkilenmektedir.
 
İşletmenizdeki total harmonik bozulma değeri %10'un altındaysa uygun, %10 ila %20 arasında ise sınırda, %20 ila %30 arasında ise tehlikeli, %30’un üzerinde ise çok tehlikeli demektir.

 

Akım Harmoniği Nedir?


Alternatif akım normal şartlarda temiz bir sinus dalgasıdır. Güç elektroniğinin gelişmesi ve endüstride yarı iletken kullanımının artmasıyla birlikte, doğrultucu, sürücü, LED aydınlatma ve kesintisiz güç kaynakları kullanımı yaygınlaşmıştır. Bu cihazların kullanımıysa; sinüs dalgasının bozulmasına ve akım harmoniğine yol açmaktadır. Bu durum işletmenizdeki cihazların zarar görmesine ve iş kayıplarına yol açabilir.



Akım harmonikleri, kondansatör ve trafolarınızın aşırı ısınmasına, normal çalışırken bile sigortalarınızın atmasına, tristör gibi cihazların gürültülü çalışmasına ve elektronik kartlarınızın zarar görmesine yol açabilir. ENTES harmonik filtre reaktörlerini kullanarak sisteminizi ve kompanzasyon panonuzu harmoniklerin zararlı etkilerinden koruyabilirsiniz.

Enerji Doktoru ile sisteminizin toplam harmonik bozulmasını izleyebilir ve güncel durum hakkında bilgi edinebilirsiniz


Enerji Doktoru ile enerjinizi her an her yerden izleyin!
 


Akım Harmoniği Nedir? 




 

Akım Harmoniklerinin Şebekeye Etkisi Nedir?


Şebeke gerilimi temiz ve parazitsiz bir sinüs dalgası şeklinde olmalıdır. Kamuya açık binalarda kesintisiz güç kaynaklarının yani UPS cihazlarının artması, LED aydınlatmanın yaygınlaşmasıyla DC güç kaynaklarının çoğalması ya da güç elektroniğiyle birlikte doğrultucu elemanların artması akım harmoniklerine neden olabilir. Akım harmonikleri ise şebeke gerilimini bozabilir.

Toplam harmonik bozulmalar özellikle %20’nin üzerinde seyrediyorsa mevcut durum tehlikeli olarak düşünülmelidir. Akım harmoniklerinin artmasıyla birlikte şebeke gerilimi de bozulur. Bu durumda sigortalardan trafolara kadar tüm elektriksel aksam zarar görebilir. Enerji takibi ile harmonik seviyesi ölçülebilir ve ardından harmonik filtre uygulamasıyla olası zararların önüne geçilebilir.


 

Akım Harmoniği Nedeniyle Ortaya Çıkabilecek Sorunlar Nelerdir?


Akım harmoniği özellikle zaman açısından birçok soruna yol açar. Kurumlar için boşa geçen zaman genellikle maliyet kaybı olarak görülür. Zamanın yanı sıra ekipmanlarda meydana gelebilecek sorunlar da akım harmoniğine dikkat edilmesi adına bir gereklilik doğurur.

Akım harmoniği söz konusu olduğunda; artan elektrik tüketimi, güç ve enerji kaybı (joule etkisi ve mıknatıslar nedeniyle), tesislerin büyütülmesi adına gereklilik ve üretim sürecinin durdurulması gibi sorunlar ortaya çıkar. Akım harmoniği kaynaklı olarak görülen teknik kayıplar ise şu şekilde sıralanabilir:

► Enerji dağıtım hattında kapasite kaybı
► Trafoya aşırı yüklenme
► Gerilimde düşüş
► Transformatörlerin değer kaybı
► Joule etkisi nedeniyle hatlarda ve makinelerde kayıplar
► Elektrik makinelerinde manyetik kayıplar

Hem maliyet hem de zaman açısından önemli sorunlara yol açan akım harmoniği elektrik akımının işleyişte önem arz ettiği kurumlarda kesinlikle dikkat edilmesi gereken bir durumdur.


 

ENTES Harmonik Filtreleri


Kompanzasyon sistemlerinde kondansatör gruplarına seri olarak kullanılır. Bu cihazlar kullanılarak sistem üzerinde oluşan harmonik akımlarına karşı kondansatör empedansı arttırılabilir, rezonans frekansı kaydırılarak ana harmonik akımların oluşturduğu frekansların altında tutulabilir.
 
ENTES monofaze harmonik filtre reaktörleri, reaktif güç kontrol sistemlerinde harmonikleri bastırarak kompanzasyon sistemini korumak üzere tasarlanmış yüksek kaliteli reaktörlerdir.


ENTES trifaze harmonik filtre reaktörleri, reaktif güç kontrol sistemlerinde harmonikleri bastırarak kompanzasyon sistemini korumak üzere tasarlanmış yüksek kaliteli reaktörlerdir.



►İlginizi Çekebilir: Reaktif Enerji Nedir? Kompanzasyon Nedir? | ENTES Blog



Reaktif Bedel Nedir? Görünür Güç - Aktif Güç - Reaktif Güç Nedir?



Kaynak:



Aktif etkinlik bulunmamaktadır.
ANKET
Endüstri 4.0 için En Hazır Sektör Hangisidir

Sonuçlar