Kompanzasyon nedir, nasıl hesaplanır? Reaktif güç, güç faktörü ve kompanzasyon panosu hakkında detaylı bilgilerle enerji maliyetlerinizi azaltmanın yollarını keşfedin!
Reaktif güç cezalarından kurtulmak ve enerji kalitesini artırmak mı istiyorsunuz? Kompanzasyon sistemleriyle hem faturalarınızı düşürün hem de şebekenizi koruma altına alın.
Enerjiye olan taleplerin giderek artması, daha kaliteli ve güvenli bir enerji gereksinimi ortaya çıkarmıştır. Bu sebeple enerjideki güç kalitesi de önemli hale gelmiştir. Reaktif güç kompanzasyonu üretilen enerjiyi daha kaliteli ve verimli kullanırken, iletim kayıplarını da azaltmaktadır. Gerilim düşümlerini de önleyen reaktif güç kompanzasyonu tüketicileri ciddi bir maddi yük olan reaktif bedeli ödemekten de kurtarmaktadır. Bu sebeple reaktif güç kompanzasyonunun önemi günden güne artmakta ve yapılması zorunlu hale gelmektedir.
Normal şartlar altında, akım ile voltaj arasında faz farkı olmamalıdır. Ancak çeşitli etkiler ile akım ve voltaj arasında faz farkı oluşabilmektedir. Akım ile voltaj arasında oluşan faz farkını olması gereken değerlere çekme işlemine kompanzasyon denir. Kompanzasyon tesisatı daha çok işletmeler içindir, konutlarda pek rastlanmaz.
Kompanzasyon panosu, güç faktörünü istenilen değere getiren ve sistemlerde enerji kalitesinin düzeltilmesini sağlayan, içinde çeşitli elektrik ve elektronik cihazlar bulunduran bir çeşit elektrik panosudur.
Kullanılan akımın bir kısmını, manyetik akımla çalışan makinelerde(Elektrik motorları gibi) kullanıyorsanız manyetik alan oluşturmak için indüktif reaktif güç kullanmanız gerekmektedir. Bunun sebebi reaktif gücün bu işlem için yeterli olmamasıdır. Ayrıca reaktif güç, trafo, tesisat ve panolarda güç ve enerji kaybına sebep olur. İnce kesit kablolarda yanmaya da sebep olabilecek olan reaktif güç, faz farkı sebebiyle elektrik faturanızı da kabartarak size kullanılmayan elektriğin faturasını ödetebilir. Bunların yanı sıra, kompanzasyon sorunu olan işletmeler EPDK kararı ile ceza ödemek durumundadır.
Görünür güç, şebekeden çekilen toplam gücü ifade eder. “S” ile gösterilir. Görünür güç; aktif ve reaktif güç değerlerinin karelerinin toplamının kareköküne eşittir. Birimi “VA” dir.
Aktif güç, rezistif yani dirence sahip yüklerde harcanan güçtür. Aktif güç tüketici tarafından asıl olarak harcanan, kullanılan güçtür. Birimi de ” Watt ” dır. ” P ” ile gösterilir.
Aktif güç, şebekeden çekilen akımın voltaj ve cosφ (şebekeden çekilen akım ve gerilimin arasındaki açının cosinüsü) ile çarpımına eşittir. Aktif güç, üç fazlı sistemlerde ayrıca 3 ile çarpılır.
1 faz için P = V.I. cosφ
3 faz için P = 3.V.I. Cosφ
Reaktif güç, ilk kalkış akımına ihtiyaç duyulan zamanlarda devrelerde ilk uyartımı sağlamak için şebekeden çekilir. Döngünün devamında ise bu güç, şebekeye geri verilir. Reaktif güç, devrelerde harcanmaz sadece endüktif yük (bobine sahip olan yük) üzerinde depo edilir ve daha sonra tekrar şebekeye gönderilir. Şebeke ile endüktif yük arasında sürekli bir alışveriş vardır.
Reaktif güç “Q” ile gösterilir. Özellikle sanayi bazında reaktif yüke ihtiyaç ve talep oldukça yüksektir.
Endüktif güç, bobine ait akım ve gerilimin çarpımına denir. Reaktif güç bobinde depolanır, devrede harcanmaz. Birimi ise “VAR”dir.
Kapasitif güç, kondansatörler üzerinde depolanan güçtür. Kondansatöre ait akım ve gerilim değerinin çarpımına eşittir. Birimi “VAR”dir.
Güç üçgeni, görünür, aktif ve reaktif güç arasındaki ilişki sonucu oluşan bir üçgendir. Kapasitif yüklerde, akım geriliminden 90 derece ileride, endüktif yüklerde ise akım geriliminden 90 derece geridedir. Bu da S² = P²+ Q² ‘yi oluşturur.
Enerji nakil hatlarının tasarımları bu güç değerlerine göre belirlenir. Örneğin, bir sanayi bölgesinin kullanacağı elektrikte en önemli faktör reaktif güçtür. Nakil hatları da buna uygun olarak dizayn edilir. Bu yüzden görünür, aktif ve reaktif güç elektrikte önemli bir yer tutar.
Güç faktörü (PF), bir elektrik devresindeki gerçek gücün (P) görünen güce (S) oranıdır. Gerçek güç, bir devrenin iş yapma kapasitesini ifade ederken görünen güç, devredeki toplam güç tüketimini ifade eder. Güç faktörü -1 ile 1 arasında bir değer veya -%100 ile %100 arasında bir yüzde olarak ifade edilir. Güç faktörünün işareti, devrenin endüktif veya kapasitif yük içerip içermediğine bağlıdır. Endüktif yükler, güç faktörünü negatif yaparken, kapasitif yükler pozitif yapar.
İdeal ve tamamen dirençli bir yükte reaktif bileşen bulunmadığı için güç faktörü 1'dir (PF = 1 veya birim güç faktörü). Bu, tüm güç girişinin faydalı işe dönüştüğü anlamına gelir. Ancak pratikte, çoğu yük endüktif veya kapasitif bileşenler içerir, bu da reaktif gücün (Q) devreye girmesine ve güç faktörünün 1'den sapmasına neden olur.
Kompanzasyon 3 farklı şekilde yapılmaktadır. Bunlar; bireysel kompanzasyon, grup kompanzasyonu ve merkezi kompanzasyondur.
Motor, lamba ya da transformatör olabilen reaktif güç kaynakları ile alıcılar bireysel olarak kompanze edilebilir. Alıcı ve kondansatörün, devreye dahil olmaları ve çıkışları bir arada olur. Bu durumun sonucu olarak ayrı bir kondansatör sistemine gerek duyulmaz ve bu bireysel kondansatör olarak adlandırılır.
Grup kompanzasyonu, grup halinde anahtarlanan yüklerin kompanze edilmesinde kullanılan yöntemdir. Grup kompanzasyonunda çoklu yükler, tek bir yükmüş gibi düşünülerek kompanzasyon yapılır. Grup kompanzasyonu çok işlevsel ve etkin bir kompanzasyon çeşidi olmadığı için pek kullanılmamaktadır.
Merkezi kompanzasyon, sistem ana panosundan reaktif rölenin kumandasında ihtiyaç duyulan reaktif güç kadar kondansatör grubunun otomatik bir şekilde devreye alınıp çıkarıldığı bir sistemdir. Bu kompanzasyonda, sistem devresinden alınan ölçümler sonucunda reaktif kontrol rölesinin kontrolünde, kondansatörler kademe şeklinde devreye girip çıkmaktadır.
Merkezi kompanzasyon en çok tercih edilen kompanzasyon türüdür. Özellikle büyük ve güçlü tesislerde bu yöntem tercih edilir. Bu tür kompanzasyonun yapıldığı tesis veya panoda tüketici sayısı da oldukça fazladır. Bu tüketiciler sistemde sürekli aktif olmamaktadır. Merkezi kompanzasyonun avantajları şunlardır:
– İşletmenin güç faktörü tek bir yerden denetlenmektedir.
– En ucuz yöntem merkezi kompanzasyon yöntemidir.
– Aşırı ve düşük kompanzasyon önlenmiş olur.
Yasa gereği 9 kw’ın üstünde olan yerlerin kompanzasyon kullanması zorunludur. Kompanzasyon, işletmelerin yanı sıra binalarda da kullanılır. Kompanzasyonda beslenme kablosu, kesici gibi alet ve malzemelerin büyük boyutlu olarak seçilmesi gerekir.
Kompanzasyon kontrolü şu şekilde yapılır:
Reaktif güç, kontrol rölesini otomatik devreye alır.
Uygulanması gereken cosQ ayarını reaktif güç kontrol rölesinin desteği ile yapar.
Reaktif güç kontrol rölesi de çabuk anahtarlama elemanlarının yanında kondansatörleri devreye alır.
Kondansatörler devreye alındığında anlık reaktif güç ihtiyacı karşılanır.
Sistemsel ihtiyacın giderilmesi için ana pano girişine kondansatör bağlanarak devre sabitlenir.
Kompanzasyon kontrolünü sağlamak için izlenmesi gereken adımlar şunlardır:
Yeni nesil olan kompanzasyon kontaktörünün üstünde fabrika montajlı olan deşarj dirençleri yer alır. Normal olan kontaktör ile kompanzasyon kontaktörünün arasında yer alan farkı bu bahsi geçen deşarj dirençleri ortaya çıkarır.
Kondansatör grubunun ilk an devreye girmesinde oluşturduğu enerjisi ile başlangıçta olan kontaktör, ana kontak üzerine verilmez. Nominal olan akımın 200 katına kadar çıktığı başlangıç akımını önce kontaktör üstünde dahili bulunan deşarj dirençlerinin süzdüğü bilinir. Süzme işlemi sonrasında ise başlangıçta yer alan akım sınırlandırılır ve nominal olan akımı, kontaktörün ana kontaklarının üstüne alır. Bu deşarj direncinin başlangıç akımını süzdüğü, başlangıçta ortaya çıkan ani olan pik gerilimini emdiği, kondansatör ve kontaktörü koruduğu ve bunların ömrünü uzattığı bilinir.
Kompanzasyon kondansatörleri, endüktif yüklerin oluşturduğu güç faktörü cosφ açısını düzeltmek için rölenin emriyle devreye giren-çıkan şalt malzeme elemanıdır. Açıyı düzeltmek, transformatör ve kabloların üzerindeki yük etkisini düşürdüğü için ekonomi ve verimlilik sağlamaktadır.
Kompanzasyon kondansatörlerinin çoğu üç fazlıdır. Tek fazlı kondansatörler daha çok monofaz yüklerin ağırlıkta olduğu düşük tüketimli işletmelerde kullanılırlar.
Kondansatörler kimyasal yapıya sahip olduklarından sonsuz kullanım ve döngüde değildirler. Kullanım sıklığına bağlı olarak mevcut güçleri sürekli azalmaktadır.
Şönt reaktör, reaktif gücü dengelemek ve elektrik sistemlerindeki gerilim dalgalanmalarını önlemek için kullanılan bir indüktif bileşendir. Genellikle bobin ya da indüktör şeklinde tasarlanır ve elektrik sistemlerinde voltaj dengelemesi sağlamada kritik bir rol oynar. Temel olarak, şönt reaktörler, reaktif güç kontrolünü sağlayarak, elektrik şebekelerinin stabil çalışmasını destekler.
Reaktif güç, elektrik enerjisinin doğru bir şekilde iletilmesi için gerekli olan, ancak aktif iş yapmayan güç türüdür. Şönt reaktörler, sistemde fazla biriken reaktif gücü absorbe ederek, gerilim seviyelerinin stabilize edilmesine yardımcı olur ve enerji kayıplarını azaltır.
Reaktif güç kontrol rölesi, elektrik güç sistemlerinde reaktif güç kompanzasyonunu kontrol etmek ve yönetmek için kullanılan bir cihazdır. Reaktif güç, aktif güç gibi elektrik sistemlerinde önemli bir parametredir ve genellikle endüktif yüklerin (örneğin motorlar, transformatörler, floresan lambalar vb.) varlığında ortaya çıkar.
Reaktif güç kontrol rölesi, reaktif güç kompanzasyonunu sağlamak için kondansatör bankalarını devreye alma veya devreden çıkarma işlevini yerine getirir. Bu işlem, güç faktörünü iyileştirerek, enerji verimliliğini artırır ve elektrik sistemlerinin istikrarını sağlar.
Yeni nesil kompanzasyon olarak adlandırılan SVC sistemi, dengesiz ve hızlı değişken yüklü işletmelerde her koşulda sonuç verecek şekilde tasarlanmıştır.
SVC kompanzasyon sistemlerinde SVC uyumlu Reaktif Güç Kontrol Rölesi, standart kondansatörlere ek olarak endüktif yük sürücüsü, bu sürücüye bağlı tek fazlı şönt reaktörler yer almaktadır.
SVC uyumlu reaktif röleler sürücü ile haberleşerek tristör çıkışları ile tek fazlı şönt reaktörleri ms hızında devreye alarak sistemin kompanzasyonunu gerçekleştirir.
Klasik kompanzasyon sistemleri ile yapılan uygulamalarda kademelerin değeri sabittir ve sistemin hızlı değişen karakteristiğine tepki vermekte zorluk yaşanabilir. Yeni nesil SVC kompanzasyonun en büyük avantajı bu tarz uygulamalarda yüksek verim ve hızlı tepki vermesidir.
Nasıl çalışır:
Bu süreç, elektrik sistemlerindeki reaktif güç dalgalanmalarını düzenleyerek, sistemdeki güç kalitesini artırır ve enerji maliyetlerini azaltır.
Endüktif Yük Sürücü cihazları, sistemde oluşan kapasitif gücü dengelemek için kullanılır. Anlık değişimler, faz dengesizlikleri, mevcut ünitelerin yetmediği değerler gibi durumlara çözüm sağlar.
Bu cihazlar ölçüm fonksiyonlarıyla sisteme giren gücü analiz ederek kapasitif yük miktarını takip eder. Endüktif yük sürücü cihazları, edindiği verilere göre hareket ederek yükleri dengeler. Bunun için gerektiği kadar şönt reaktörü devreye alır ve endüktif yükle dengeler.
Reaktif güç, şebekeye geri iade edilen elektriği ifade eder. Birim olarak kVar olarak geçer ve Q ile gösterilir. Açılımı, Kilovolt Amper Reaktif olarak geçer ve kısaltmanın okunuşu “kilovar” şeklindedir.
Reaktif bedel, genellikle sanayi ve ticarethane abone gruplarına uygulanır. Bu tür abonelerin kullandıkları elektrikli ekipmanlar, özellikle endüstriyel makineler, büyük miktarda reaktif enerji tüketir. Mesken aboneleri ise belirli sınırlar içinde kaldıkları sürece reaktif bedel ödemekten muaftır. Ancak sözleşme gücü 9 kW’ı geçen ticari ve sanayi tesisleri için kompanzasyon panoları kurularak reaktif enerji tüketimini minimize etmeleri gerekir.
Enerji Piyasası Denetleme Kurulunun (EPDK) güncel “elektrik piyasası müşteri hizmetleri yönetmeliği“ 16. Maddesinde belirtildiği üzere; “Kurulu gücü 50 kVA ve üstünde olanlar, çektikleri aktif enerji miktarının %20 aşacak şekilde endüktif reaktif enerji tüketmeleri veya aktif enerji miktarının yüzde %15 aşacak şekilde sisteme kapasitif reaktif enerji vermeleri halinde, reaktif enerji tüketim bedeli ödemekle yükümlüdür.” denilmektedir.
Öncelikle elde etmemiz gereken değerlerin ne anlama geldiğini belirtmeliyiz.
Kombi – X5 Sayaç; Kısacası Aktif İndüktif ve Kapasitif tüketimi ölçebilen sayaç tipidir.
1.8.0 değeri; Sayaç üzerine kaydedilen Aktif Güç (Kwh) tüketimini temsil eden değerdir.
5.8.0 değeri; Sayaç üzerine kaydedilen Endüktif Reaktif Güç (Kvarh) tüketimini temsil eden değerdir.
8.8.0 değeri; Sayaç üzerine kaydedilen Kapasitif Reaktif Güç (Kvarh) tüketimini temsil eden değerdir.
Örnek Reaktif Ceza Hesaplaması;
Aktif Güç Tüketim Hesabı
1.8.0 İlk Endeks: 7523,125 kwh
1.8.0 Son Endeks: 7689,265 kwh
1.8.0 Fark değeri: Son Endeks-İlk Endeks =7689,265-7523,125= 166,140 kwh
Endüktif Güç Tüketim Hesabı
5.8.0 İlk Endeks: 1128,468 kvar
5.8.0 Son Endeks: 1173,128 kvar
5.8.0 Fark değeri: Son Endeks-İlk Endeks =1173,128-1128,468= 44,660 kvar
Kapasitif Güç Tüketim Hesabı
8.8.0 İlk Endeks: 753,289 kvar
8.8.0 Son Endeks: 769,358 kvar
8.8.0 Fark değeri: Son Endeks-İlk Endeks =769,358-753,289= 16,069 kvar
Reaktif Oranların Hesabı;
Endüktif Reaktif Oran Hesabı= Endüktif Güç Tüketim / Aktif Güç Tüketim
Endüktif Reaktif Oran Hesabı= (44,660 / 166,140 ) x 100 = %26,88
Endüktif Reaktif Oran % 26,88 > %20 olduğundan cezai işlem uygulanır.
Kapasitif Reaktif Oran Hesabı= Kapasitif Güç Tüketim / Aktif Güç Tüketim
Kapasitif Reaktif Oran Hesabı= (16,069 / 166,140 ) x 100 = %9,67
Kapasitif Reaktif Oran % 9,67 < %15 olduğundan cezai işlem uygulanmaz.
Sözleşme gücü 9 kW ve üzerinde olan tüm abonelerin elektrik sistemlerini kompanze etmesi zorunludur.
Kurulu gücü 50 kVA altında olan abonelerin, reaktif tüketimlerinin aktif tüketimlerine oranlarının sınırları; endüktif reaktif için %33, kapasitif reaktif için %20 olarak belirlenmiştir.
Kurulu gücü 50 kVA üstünde olan aboneler için ise bu sınırlar; endüktif reaktifte %20, kapasitif reaktifte %15’tir.
Endüktif ve kapasitif sınırların ikisini birden aşan aboneye, endüktif reaktif ve kapasitif reaktif sayaçlardan hangisi daha yüksek değer kaydetmişse o sayaç değerinin tamamına reaktif enerji tarifesi uygulanır.
Aboneye ait kompanzasyon tesisinde arıza sonucu oluşan ihlalin yılda (takvim yılı) bir kez olması halinde reaktif enerji bedeli faturalamada dikkate alınmaz. Bu durumun yılda bir defadan fazla olması halinde, o yıl için daha önceden dikkate alınmayan reaktif enerji bedeli, sistemden çekildiği aydaki birim fiyat dikkate alınarak ilk çıkacak faturaya ilave edilerek tahsil edilir.
Kompanzasyon panosu bakımı rutin bir iştir. Her ay düzenli olarak kontrol edilmeli ve raporlanmalıdır. Faturada reaktif ceza oluşmadığından emin olmak için başta sayaç değerleri olmak üzere tüm ekipman kontrol altında olmalıdır. Kontaktör ve kondansatörlerin ömrü ölçülmeli, sigorta ve diğer şalt grupları titizlikle incelenmelidir.
Kompanzasyon panosu bakımının aylık, üç aylık ve yıllık periyotlarda düzenli olarak yapılması önerilir.
Kompanzasyonun uygulanacağı bir sistemde ihtiyaç olan doğru hesaplamaların yapılması, kullanılacak doğru ürünlerin seçilmesi ve doğru uygulamanın gerçekleştirilmesi gelecekte ortaya çıkabilecek sorunların engellenmesi açısından çok önemlidir.
Devreye alınmış bir sistemde ise dönem dönem gerekli kontrollerin ve bakımların düzenli olarak yapılması sistemin sağlıklı çalışmasının sürdürülebilirliğini arttıracaktır.
