Jeneratör'ün Çalışmasında Neden Kompanzasyon İstenmez?

Dünyada en çok kullanılan enerji türü olan elektrik enerjisi jeneratörler ile üretilmektedir. Reaktif yüklerin olduğu bir sistemde kompanzasyon yapılarak reaktif etki önlenir. Peki ama neden jeneratör devredeyken kompanzasyon çalışması istenmez?

A- A+

04.12.2016 tarihli yazı 68862 kez okunmuştur.

Kapasitif bir yük ile yüklenen bir jeneratörde, yük tarafındaki kapasitiflik miktarına göre jeneratörün çıkış geriliminde yükselme görülür. Bu durum ise yük tarafındaki elektrik alıcıları için istenmeyen bir durumdur.

Şekil 1: Alçak Gerilim Projesi Kesiti

Jeneratör devreye girdiğinde neden kompanzasyon sistemlerinin çalışması istenmez?

Elektrik meslek elemanları, birçok alçak gerilim projesinde Şekil 1’de ki uyarı yazısını görmüştür.

Uyarı: Jeneratör Devreye Girdiğinde Kompanzasyon Devre Dışı Kalacaktır

Ayrıca birçok tesiste, bu uyarı yazılarına göre imalat yapıldığı görülebilir. Peki, yüklerin bir jeneratörden beslendiği hallerde kompanzasyon sistemlerinin çalışması neden istenmez? Yük şebekeden beslendiğinde reaktif güç ihtiyacı kompanzasyon sistemince karşılanırken, yük jeneratörden beslendiğinde reaktif güç ihtiyacı nereden karşılanmaktadır? Bu soruların cevaplarını, senkron makinelerin çalışma prensibinde bulabilirsiniz.

►İlginizi Çekebilir: Kompanzasyon Nedir? Nasıl Yapılır?

Jeneratörlerde elektrik üretimini gerçekleştiren alternatörler aktif güç üretirken, bir anlamda reaktif güç de üretirler. Lakin bu iki güç üretim işlemi arasındaki farklılıklar şu şekilde özetlenebilir;

Alternatörler yük tarafındaki aktif güç ihtiyacını dizel motorun miline daha fazla mekanik güç yükleyerek karşılarken, yük tarafındaki reaktif güç ihtiyacını ise dizel motor tarafından aldığı ekstra bir mekanik güç yardımıyla değil, kendi içerisinde bulunan manyetik akı yardımıyla, uyartım akımını artırarak ve dolayısıyla içerideki manyetik akı miktarını artırarak karşılamaktadır.

Şekil 2: Jeneratörün Etiket Değerleri ve Güç Üçgeni

Bir 1100 kVA dizel jeneratörün etiket değerleri Şekil 2’de ki gibidir. Bu jeneratörden etiket değerine göre, 880 kW aktif güç ve 660 kVAr reaktif güç çekilebilir. Yük tarafındaki reaktif güç ihtiyacımız bu değerden küçük ise bu reaktif güç ihtiyacı jeneratör tarafından karşılanabilir. Bundan dolayı da yükün reaktif enerji ihtiyacı için ekstra bir kompanzasyon sisteminin devrede kalmasına gerek yoktur.

Peki, kompanzasyonu devreye almamamızın ne gibi sakıncası olabilir?

Şekil 3: Üç Fazlı Senkron Makinanın Generatör Olarak Yüklenmesi

►İlginizi Çekebilir: Jeneratör Sistemlerinde Bakım Nasıl Yapılır?

Bu sorunun cevabı da senkron makinaların yük-fazör diyagramında bulunabilir. K_a,K_r,K_c, kesicileri kapanarak makinenin endüvisine sadece R ve C elemanlarının bağlı olması jeneratörün kapasitif yüklenmesine neden olur. Gerilimle akım arasında açısı kadar faz farkı varsa, akım gerilimden açısı kadar önce maksimum değerine erişir. Rotorun dönüş yönü Şekil 3’de gösterildiği saatin yönünde seçildiğine göre, akım maksimum değerdeyken gerilimin maksimum değerine ulaşması için sekron hızda kadarlık yay parçasının geçilmesi gerekir. Bu işlemin yapılması için bir süre kadar gecikme olur. Şekil 3’de gösterilen yerlerde akımın ve gerilimin maksimum değerine ulaştığı kabul edilirse endüvi akımının meydana getirdiği amper-sarımdan oluşan manyetik akı bobin eksenine 90⁰’lik açı yapar ve yönü sağ el kuralı ile şekilde gösterildiği gibi bulunur ᴓ_ave ᴓ_f vektörlerinin fazör diyagramına taşınmasıyla ᴓ_r bileşke alan vektörünün yönü saptanır. ᴓ_r’nin ᴓ_{f '}den genlik büyük olduğu gözlenir. Bunun nedeni, ᴓ_a endüvi akısının ᴓ_f kutup akısı üzerindeki izdüşümünün ᴓ_file aynı yönde olmasıdır.

ᴓ_a'nın izdüşümü ᴓ_adile ᴓ_r‘nin aynı eksendeki izdüşümü ᴓ_dile gösterilirse, bileşke akının d eksenindeki bileşeninin ᴓ_adkadar büyüdüğü ortaya çıkar. Buna karşılık q ekseninde tek bileşen ᴓ_aq’dür. ᴓ_aq akısı bileşke akının kutup ekseninden kaymasında, ᴓad ise kutup akısının büyümesine neden olur. Bu nedenle kapasitif yükle yüklenen yüklenen bir jeneratörde boşta endüklenen gerilim, sargıda oluşan küçük gerilim düşümüne rağmen, çıkış gerilimi kuvvetli bir şekilde artar.

Şekil 4: Jeneratör Kapasitif Yük Diyagramı

Yani özet olarak yükümüz kapasitif bir yük ise, yük tarafındaki kapasitiflik miktarına göre jeneratör çıkış geriliminde yükselme görülür. Bu durum ise yük tarafındaki elektrik alıcıları için istenmeyen bir durumdur. Yük tarafındaki kompanzasyon sisteminin devrede kalmasının elektrik üreten taraf olan jeneratör için sakıncası ise; jeneratörün çıkış gerilimini düzenleyen bir sistem olan AVR (Automatic Voltage Regulator) cihazının kararsız çalışmasına sebep olmasıve bu cihazının sık sık arızalanmasına neden olmasıdır.

Ancak jeneratör tarafından karşılanamayacak miktarda bir reaktif güce ihtiyaç duyuluyorsa, bu ihtiyacın bir bölümü de yeni nesil reaktif güç kontrol rölesi ile beraber bir kompanzasyon tesisi kullanılarak karşılanabilir.

►İlginizi Çekebilir: Jeneratör Topraklaması Nasıl Yapılır?

Kaynak:

► ABB Satış Mühendisi Serkan DOĞAN
► Prof.Dr. A. Faik MERGEN - Dr. Sibel ZORLU || Elektrik Makinaları III - Sekron Makinalar
► Teksan Jeneratör
► Enka Jeneratör

Yazar: Burak Altın