Görevi
Tesisin güç kat sayısını düzeltmek için gerekli cihaz, kondansatör ve ölçü aletlerinin bulunduğu panodur. Endüktif yükler (motorlar, trafolar, balastlar vb.) reaktif güç de çeker. Reaktif gücün ihtiyaç duyulduğu noktaya en yakın yerde üretilmesinde, elektrik sisteminin en iyi şartlarda çalıştırılması açısından büyük yararları vardır.
Kompanzasyon olayı, elektrik sisteminin ve yüklerin reaktif güç ihtiyaçlarının belirli teknikler kullanılarak karşılanmasına reaktif güç kompanzasyonu denir.
Diğer bir tanımlama ile bobinli bir yükün küçük olan güç kat sayısının daha büyük bir değere yükseltilmesi işlemine güç kat sayısının düzeltilmesi veya kompanzasyon denir. Güç kat sayısının düzeltilmesi ile Cos φ 1’e yaklaştırılır fakat tam 1 yapılması ekonomik olmadığından genellikle 0,95- 0,98’e çıkartılır.
Güç kat sayısını düzeltmekle reaktif güç, dolayısıyla akımın reaktif (Ir) bileşeni küçültülür. Böylece devre akımı (I2) küçülerek aynı iş daha küçük akımla yapılır. Bu sırada aktif akım (Ia) bileşeninde ve aktif güçte bir değişiklik olmaz.
Şekil incelendiğinde, Ir (reaktif akım) kompanzasyondan önce daha fazladır, kompanzasyondan sonra (Ir) akım küçülmüştür. Kompanzasyon öncesi devre akımı (I1)’nın kompanzasyondan sonra (I2) olarak daha küçüldüğü görülmektedir.
Yükler endüktif özellikte olduğundan reaktif güç de endüktif özelliktedir. Bu endüktif reaktif güç, zıt etkili olan kapasitif reaktif güç çekilerek küçültülür. Kapasitif reaktif güç çeken elemanlardan biri kondansatör olduğundan, kompanzasyon işleminde genellikle kondansatör kullanılır. Elektrik sistemlerinde kullanılan kondansatörler birer reaktif güç
üreticisidirler ve endüktif alıcıların ihtiyacı olan reaktif gücü üretir.
Kompanzasyon Pano Boyutları
Daha önceden de belirtildiği gibi kompanzasyon panoları yeni tesislerde ana dağıtım panoları ile birlikte montaj yapılır. Kompanzasyon panoları yüksekliği 200- 210 cm, derinliği 40 cm’den az olmayacak şekilde, eni ise tesisin gücünün büyüklüğüne göre değişmektedir. Şekil ‘de bir tesisin ana dağıtım ve kompanzasyon panosu boyutları verilmiştir.
Kompanzasyon Pano Özellikleri
Kompanzasyon panoları harici ve dâhili olarak montaj yapılabilir. Harici panoların üstü eğimli olarak çatı yapılmalı ve havalandırma pancurları olmamalıdır. Dâhili tip panoda havalandırma pancurları bulunmalı, büyük panolarda kondansatörlerin havalandırılması için aspiratörler konulmalıdır. Kondansatörlerin konulacağı yeterli özellikte raflar bulunmalıdır. Ana dağıtım panosundan bara ile (büyük güçlülerde) veya kablo geçiş yerleri bulunmalıdır. Ana dağıtım panosunda kompanzasyon için termik manyetik şalter konulması tercih edilmelidir.
Kondansatörler
Kondansatörler kompanzasyon panosunun en önemli elemanıdır. Güç kat sayısının düzeltilmesi görevinde bulunur.
Büyük şebekelerin yükleri çoğu zaman endüktif karakterdedir. Endüksiyon prensibine göre çalışan trafolar, motorlar, bobin vb. tüketiciler çalışmaları için manyetik alanın oluşturulmasında mıknatıslanma akımı çekerler. Mıknatıslanma akımı elektroteknikte reaktif akımdır. Bu akıma karşı gelen güç ise reaktif güçtür. Bu tüketiciler bağlı bulundukları şebekelerin güç kat sayılarını küçültür. Güç kat sayısının küçülmesi enerji iletim ve dağıtım
hatlarında gerilim düşümlerine ve güç kayıplarına neden olur. Bu durum verimi azaltır. Düşük güç kat sayılı yükler alternatör, transformatör ve devre elemanlarının kapasitelerinin gereksiz yere büyük tutulmalarına da neden olur.
Yükün güç faktörü, görünürdeki güce aktif gücün oranı olarak tanımlanır. Cos Ø, 1’e ne kadar yakın olursa şebekeden daha az güç çekilir.
Cos Ø=1 olursa 400 V trifaze ana hatlarda 500 kW’ın iletimi 722 A akıma ihtiyaç duyar. Cos Ø=0,6’daki aynı efektif gücün iletimi çok daha yüksek akıma (1203 A) ihtiyaç duyacaktır(P=VxIx Cos Ø ).
Bundan dolayı besleme trafoları gibi dağıtım ve iletim ekipmanları da bu yüksek yük için boyutlandırılmak zorundadır. Fazla masrafın nedeni, trafo ve jeneratörlerin sargıları olduğu gibi sistemin tüm akımının neden olduğu, iletkenlerde oluşan ısıdan kaynaklanan kayıplardır.
Genel şartlarda, bir trifaze sistemin güç faktörü düşerken, akım artar. Sistemdeki ısı kaybı akım artışının karesine orantılı olarak artar. Kondansatörün sisteme sağladığı karşıt kapasiteli reaktif güç, elektrik yükünün ihtiyaç duyduğu endüktif reaktif güçle telafi edilebilir. Bu şebekeden çekilen reaktif güç de bir düşüşü temin eder ve güç faktörü
düzeltme (GFD) adını alır. A Ac 500V 50 HZ 25Amper 75
Güç faktörü düzeltmenin (kompanzasyon) en yaygın metotları:
- Tek veya sabit kompanzasyon (büyük güçte tek alıcılar için)
- Grup kompanzasyon (grup çalışan endüktif yükler için)
- Merkezi kompanzasyon (reaktif güç rölesi kontrolü ile)
Kondansatörlerin yapısı ve özellikleri:
Alternatif akım devrelerinde, elektrik yükünü biriktirmek, kapasitif reaktans sağlamak amacıyla kullanılan gereçlerdir. İnce bir yalıtkan ile birbirinden ayrılmış iki iletken levhadan oluşur. Bir kondansatörün elektrik yükü taşıyabilme yeteneği yani kapasitesi C ile gösterilir ve levhalarda birikmiş elektrik yükünün (Q=coulomb), levhalar arasındaki potansiyel farkına (V=volt) oranına eşittir. C= Q/V (farad)
Tüketicilerin güç kat sayısını düzeltmek için kullanılan güç kondansatörlerinin imalatında, saf polipropilenden yapılmış, iki çinko metalize poliproplen film üst üste sarılır. Kondansatörün kapasite değerini, filmlerin genişliği, filmlerin kalınlığı, sarım sayısı, aktif genişlik ve kaydırma aralığı belirler. Çinko metalize film, polipropilen filmin vakumda çinko buharına tutularak kaplanması ile elde edilir. Sonuçta bir yüzü iletken, ikinci yüzü yalıtkan bir film elde edilmiş olur. Çinko metalize polipropilen film, vakum teknolojisi ile üretilmektedir. Silindir şeklindeki elemanların taban alanları çinko ile kaplanır.
Üç fazlı alternatif akım tesislerinde kondansatörler şebekeye veya tüketici uçlarına üçgen veya yıldız olarak bağlanabilir. Her iki sistemde de Qc gücünün eşit olduğu kabul olunursa Cy=3C∆ olacaktır. Yıldız bağlamada her bir faza bağlanan kondansatörün kapasitesi, üçgen bağlamadaki kondansatör kapasitesinin üç katına eşittir. Bu yüzden üçgen bağlama, yıldız bağlamaya göre 1/3 oranında daha ucuza mal olur.
