KOMPANZASYON NEDİR?

Teknik olarak,
Voltaj ile akım arasında, idealde faz farkı olmaz. İndüktif ya da kapasitif yüklerin oluşturduğu etki neticesinde, akım sinyalinin, voltaj sinyaline göre maximum ±90 derecelik fazı kayar. İndüktif ve kapasitif etki neticesinde oluşan voltaj ve akım sinyali arasındaki faz kaymasını düzelterek, ideale yakın (0 derecede) sabit
tutmaya yarayan işleme KOMPANZASYON denir.

Pratikte ise,
Elektrik sisteminde, elektrik motoru, bobin vb, mıknatıslanma etkisi ile elektrik enerjisini yine elektrik enerjisine ya da farklı bir enerjiye çeviren cihazların, bu mıknatıslanma etkisi ile Şekil1 de görülebileceği gibi faz akımını geri kaydırmasından (indüktif güç oluşturmasından) dolayı, şebeke üzerinde yaratmış oldukları indüktif reaktif gücü dengeleme ve fazın akımını olması gereken konuma geri çekme işlemine KOMPANZASYON denir. Kompanzasyonu sağlanmış olan bir sistemin akım gerilim grafiği de Şekil2'deki gibidir.

* ki şekilde kompanzasyon yapılır Dinamik faz kaydırıcılar (senkron motor) ile,
* Statik faz kaydırıcılar (kondansatör) ile,

Dinamik Faz Kaydırıcılar (Senkron Motorlar)
Senkron motorların uyartım akımlarının değiştirilmesi ile motorun kapasitif veya indüktif olarak çalıştırılması sağlanabilmektedir. Ayrıca senkron motorun şebekeden çektiği reaktif gücün miktarı da, uyartım akımı ile ayarlanabilmektedir. Bundan dolayı, senkron motorlar, dinamik güç kompansatörü olarak kullanılmaktadırlar. Senkron motor, güç kompansatörü olarak kullanılırken, üzerinde herhangi bir yük yok ise, kaynaktan çekeceği aktif güç, sadece mekanik kayıpları karşılamak için gereklidir. Senkron motor, eğer kompanzasyon yapılan sitemde başka bir amaçla kullanılmıyorsa ekonomik değildir. Ekonomik olması nedeniyle reaktif güç kompanzasyon sistemlerinde kondansatörler yoğun olarak kullanılmaktadır.

Dinamik faz kaydırıcı olan senkron motorlar, statik faz kaydırıcı olan kondansatörlerin daha ucuz ve kolay bakımlı olmaları nedeni ile tercih edilmezler. Dinamik faz kaydırıcılardan sadece bilginiz olması açısından bahsettik.

Statik Faz Kaydırıcılar (Kondansatörler)
Kondansatörler, statik faz kaydırıcılardır. Kondansatörlerin bakım masrafının olmaması, ekonomik olmaları nedeni ile günümüzde reaktif güç kompanzasyonunda kullanılmaktadırlar.

İleride bahsedeceğimiz kompanzasyon konuları, statik faz kaydırıcı olan kondansatörler ile yapılan kompanzasyondur


KOMPANZASYON NEDEN GEREKLİDİR?

Elektrik enerjisinin, santralden en küçük alıcıya kadar dağıtımında en az kayıpla taşınması gerekmektedir. Günümüzde, teknolojinin gelişmesi ile her evde bulunan buzdolabı, çamaşır makinası, klima, vs. gibi ısıtma, havalandırma ve soğutma cihazları, elektrik enerjisine ihtiyacın her geçen gün biraz daha artmasına, enerji üretiminin gittikçe pahalılaşmasına neden olmakta, dolaylı olarak ta bu durum şebekede taşınan elektrik enerjisinin de kaliteli, ucuz ve hakiki iş gören aktif enerji olmasını daha zorunlu kılmaktadır.

Kompanzasyonun tanımında bahsedildiği gibi, şebekeye bağlı bir alıcı, eğer bir motor, bir transformatör, bir floresant lamba ise, bunlar manyetik alanlarının temini için bağlı oldukları şebekeden indüktif reaktif güç çekerler. İş yapmayan ve sadece motorda manyetik alan doğurmaya yarayan indüktif reaktif güç, iletim hatlarında, trafolarda, tablo, şalterler ve kablolarda lüzumsuz yere kayıplara sebebiyet vermektedir.

Bu kayıplar yok edilebildiği zaman, şüphesiz trafolar daha fazla motoru besleyebilecek bir kapasiteye sahip olacak, keza disjonktörler (disjonktör=Yüksek gerilimli enerji nakil hatlarına ve fabrikaların ana girişlerine konur. Disjonktörler akım taşıyan hatlarda açma kapama yapmaya yarar. Bu elemanlar yüksek gerilimli şebekelerin açma kapama şalteri olarak da tanımlanmaktadır.) lüzumsuz yere büyük seçilmeyecek, kullanılan kablolar ise daha küçük kesitte seçilebilecektir.

Daha az yatırımla motora enerji verme yanında, uygulanan tarifeler yönünden, her ay daha az elektrik enerjisi ödemesi yapılacaktır. Görüldüğü gibi, daha ilk bakışta reaktif gücün santralden alıcıya kadar taşınması, büyük ekonomik kayıp görünmektedir. Genellikle enerji dağıtım şebekelerinde lüzumsuz yere taşınan bu enerji, taşınan aktif enerjinin % 75 ile %100'ü arasında olduğu tespit edilmiştir.

Sonuç olarak, bu reaktif enerjinin santral yerine, motora en yakın bir bölgeden gerek kondansatör tesisleri (statik faz kaydırıcı), gerekse senkron döner motorlar (dinamik faz kaydırıcı) tarafından temin edilmesiyle, santralden motora kadar mevcut bütün tesisler bu reaktif gücün taşınması yükünden arınmış olacaktır.

KOMPANZASYON YAPILMAZ İSE NE OLUR?

Reaktif güçler kompanze edilmez ise,
* Şebekede güç kayıplarına neden olur,
* Üretim ve dağıtım sisteminin kapasitesini azaltır,
* Gerilim düşmesinin, taşınan gücü sınırladığı dağıtım hatlarında, enerji taşıma kapasitesinin düşmesine neden olur.

Bu nedenle, aşırı yüklenmeler ve gerilim düşmelerinin önlenmesi için, kompanzasyon neden gereklidir? sayfamızda anlatıldığı gibi, şebekeden en verimli şekilde faydalanılabilmesi için, reaktif yüklerin oluştukları noktada kompanze edilmesi ve giderilmesi zorunludur.

Bu neden ile, kompanzasyon panosu kurmak ile yükümlü aboneler, Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu kararı ile belirtilmiş sınırlar içerisinde kompanze edilmiş şekilde elektrik tüketmek zorundadırlar. Aksi durumda aboneler, ceza ödemek ile yükümlüdür.



KOMPANZASYON YAPILMASI ŞART MI?

Daha öncede bahsettiğimiz gibi reaktif enerjinin kompanze edilmesi ,şebeke taşıma kapasitesini arttırmasından ve enerjinin israfını önlemesinden dolayı ülke ekonomisi için vazgeçilmezdir ve Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu'ndan kurul kararı olarak en son alınan karar, Karar No:284/2 Karar Tarihi: 8/1/2004 olarak zorunlu tutulmuştur. (Bu kurul kararı 15/01/2004 tarih ve 25347 sayılı Resmi Gazetede yayımlanarak yürürlüğe girmiştir.)

Özetle aşağıda belirtilmiş şartlara haiz olan işletmeler kompanzasyon panosu kurmak ve işletmek zorunluluğundadır. Kompanzasyon panosu yapma ve işletme zorunluluğundaki bu işletmelerin harcadıkları endüktif enerji, aktif enerjinin en fazla %33'ü ;kapasitif enerji de aktif enerjinin en fazla %20'si kadar olabilir. Aksi halde işletme ceza faturası ödemek ile yükümlüdür.

Kompanzasyon Nasıl Yapılır.


KOMPANZASYON TEMEL BİLGİLERİ

Kompanzasyona giriş kısmında, bildiğiniz üzere, kompanzasyonun anlamını anlatmaya çalıştık. Şimdi ise, kompanzasyonun nasıl yapılması gerektiğini anlatacağımız için, bazı terimlerden ve bunların anlamlarından bahsetmek zorundayız. Buradaki temel amaç, başka kaynaklardan da kompanzasyon ile ilgili makale ya da bilimsel yayın okuduğunuzda bunların ne anlama geldiğini anlayabilmenizi sağlamaktır.

Her ne olursa olsun, sizleri mümkün olduğunca matematiksel işlemlere girmeden, bu işi nasıl yapabileceğiniz konusunda yardımcı olmaya çalışacağız. Asıl önemli olan kompanzasyonun temel mantığını kavramanızı sağlamaktır. Hesaplamanın nasıl yapılacağını, zaten işin temelini anladığınız anda çözmüş olacaksınız.

Genel olarak bilinmesi gereken terimler ve parantez içinde birimleri şu şekildedir;

* Akım (Amper),
* Gerilim (Volt),
* Görünen (Sanal) Güç (VA),
* Aktif Güç(Watt),
* Reaktif Güç (VAR),
* Æ (Fi açısı),
* CosÆ (Aktif Güç Çarpanı),
* SinÆ (Reaktif Güç Çarpanı),
* TanÆ (Reaktif / Aktif Güç oranı),

Şimdi bunların ne anlama geldiklerini ve birbirlerine nasıl dönüştüklerini inceleyeceğiz.

Akım (Amper)
Pratik olarak, elektrik yükünün hareketine elektrik akımı denir.
Daha detaylı incelersek, iletken maddeye elektrik uygulandığında, elektronlar negatif kutup(-)'tan pozitif kutup(+) yönüne doğru hareket etmeye başlar. Bu harekete "Elektrik Akımı" denir.
Birimi ise "Amper" 'dir. "I" harfi ile gösterilir.

Gerilim (Volt)
Elektrik akımının oluşabilmesi için, elektrik yüklü taneciklerin kutupları arasında fark olması gerekir. Yüksek bir noktadan aşağı bırakılan bir cisim nasıl aşağı düşüyor ise, elektrik akımı da akabilmek için, benzer mantık ile potansiyel farka sahip olması gerekir.
İşte bu farka "Gerilim" denir. Birimi "Volt"'tur. "V" harfi ile gösterilir.

Zahiri (Sanal) Güç (VA),
Sistemden çekilen elektrik akımının, belli bir voltaj değerindeki gücüne "Görünen (Sanal) Güç" denir.
Birimi VA (VoltAmper) dir. "S" harfi ile gösterilir.
S=I*V
Görünen (Sanal) güç , fazın akımı ile voltajının çarpımına eşittir.

Aktif Güç (Watt),
Omik direnç üzerinden geçen elektrik akımının, belli bir voltaj değerindeki gücüne "Aktif Güç" denir.
Birimi Watt'tır. "P" harfi ile gösterilir.
P=S*CosÆ
Aktif güç , fazın görünen gücü ile CosÆ (Aktif Güç Çarpanı) çarpımına eşittir.
Görünen güç yerine akım ile gerilim çarpımını alırsak aktif güç,
P=I*V*CosÆ
Aktif güç, fazın akım, gerilim ve CosÆ (Aktif Güç Çarpanı) çarpımına eşittir.

Reaktif Güç (VAr)
Bobin(Xl) ya da kapasitans(Xc) direnci üzerinden geçen elektrik akımının, belli bir voltaj değerindeki gücüne "Reaktif Güç" denir.
Birimi VAr'dir. "Q" harfi ile gösterilir. Bobin etkisi ile oluşan reaktif güce "İndüktif Güç" yani "+Q", kapasitans etkisi ile oluşan reaktif güce "Kapasitif Güç" yani "-Q" denir
Q=S*SinÆ
Reaktif Güç , fazın görünen gücü ile SinÆ (Reaktif Güç Çarpanı) çarpımına eşittir.
Görünen güç yerine akım ile gerilim çarpımını alırsak aktif güç,
Q=I*V*SinÆ
Reaktif güç, fazın akım, gerilim ve SinÆ (Reaktif Güç Çarpanı) çarpımına eşittir.
Sinüs değeri, Cosinüs ve Tanjant değerlerinin çarpımına eşit olduğu düşünülür ise
Q=I*V*CosÆ*TanÆ
Reaktif güç, fazın akım, gerilim, CosÆ (Aktif Güç Çarpanı) ve TanÆ (Reaktif Gücün Aktif güce oranı)'nın çarpımına eşittir.

Æ Açısı
Çekilen görünen güç ile aktif güç arasındaki faz açısına "Æ" denir. En ideal Æ açısı 0º'dir.

CosÆ (Aktif Güç Çarpanı)
Aktif Gücün, Görünen Güce Oranına "CosÆ" denir. CosÆ ile görünen gücün çarpımı bize aktif gücü verir. Bu neden ile CosÆ değerine "Aktif Güç Çarpanı" da denir.
CosÆ=P/S


SinÆ (Reaktif Güç Çarpanı)
Reaktif Gücün, Görünen Güce Oranına "SinÆ" denir. SinÆ ile görünen gücün çarpımı bize reaktif gücü verir. Bu neden ile SinÆ değerine "Reaktif Güç Çarpanı" da denir.
SinÆ=Q/S

TanÆ (Reaktif/Aktif Güç Oranı)
Reaktif Gücün, Aktif Güce Oranına "TanÆ" denir. TanÆ ile aktif güç çarpımı bize reaktif gücü verir. Sadece aktif güç ile TanÆ değerini ya da görünen güç, CosÆ ve TanÆ değerlerini biliyorsak ReaktifGücü bulabiliriz. Bu neden ile TanÆ değerine "Reaktif/Aktif güç oranı" da denir.
TanÆ=Q/P

Görüldüğü üzere, basit hesaplama yapılacak olan tüm formüller, birbiri içerisinden türetilerek, detaylı olarak hesaplama yapılabilinmektedir. Önemli olan bu hesaplamanın nasıl yapıldığını bilmek ya da temel olarak kompanzasyonun mantığını anlamak önemlidir.

Bir sistemin kompanzasyonun hesaplaması nasıl yapılır ve hesap yapmadan en pratik şekilde bunu nasıl yapabileceğimiz ile ilgili bilgi kompanzasyon yapılacak işletmenin ölçüm ve analizi kısmında anlatılmaktadır.