Elektrik Güç Sistemlerinde Kalite

Vazgeçilmez bir enerji kaynağı olan elektrik enerjisini üreten, ileten ve dağıtan kuruluşların görevi; kesintisiz, ucuz ve kaliteli bir hizmeti tüketicilerine sunmaktır. Güç kalitesi kavramında maksat, sabit şebeke frekansında; sabit ve sinüsoidal biçimli uç gerilimidir.

A- A+

25.05.2011 tarihli yazı 17500 kez okunmuştur.

Bu yazı, Elektrik Tesisat Mühendisleri (ETMD)'nin izni ile yayınlanmıştır.

Yrd.Doç.Dr.Muğdeşem Tanrıöven

Yıldız Teknik Üniversitesi Elektrik Mühendisliği Bölümü

Elk. Müh. Rıza İnce

HB Teknik Proje ve Dan.Ltd.Şti.

GÜÇ SİSTEMLERİNDE KALİTE

Enerji, pratikte bir takım zorluklarla sağlanabilir. Güç sistemine bağlanan bazı elemanlar ve bunların yol açtığı olaylar sebebiyle tam sinüsoidal değişimden sapmalar olabilmektedir. Tam sinüsoidalden sapma, genellikle harmonik adı verilen bileşenlerin ortaya çıkması ile ifade edilir ve buna sebep olan etkenlerin başında ise manyetik ve elektrik devrelerindeki lineersizlikler (nonlineerlik) gelir.

Kaliteli elektrik enerjisi, şebekenin tanımlanan bir noktasında, gerilimin genlik ve frekansının anma değerlerini koruması ve gerilim dalga şeklinin sinüs biçiminde bulunmasıdır.
Bu tanımın tersi olarak; gerilimin genliğinin değişmesi, kesintiler, gerilim darbeleri, fliker, gerilimin doğru bileşen içermesi, dalga şeklinin sinüsten uzaklaşması, frekans değişimleri, üç faz dengesizlikleri enerji kalitesizliğidir.

Enerji kalitesi çoklukla yük tarafından bozulur.Gerilim-akım karakteristiği lineer olmayan yükler şebekeden sinüs olmayan akımlar çeker ve bu akımlar şebekede sinüs olmayan gerilim düşümleri oluşturarak besleme noktasındaki gerilimin dalga şeklini bozar.

Gerilim ve/veya akım dalga şekli sinüs biçiminde değilse, bu dalgaya Fourier analizi uygulanarak harmonikler bulunur.

GÜÇ KALİTESİNDE AZALMA

Endüstriyel cihaz ve proseslerin doğru biçimde çalışmasını engeller nitelikte olan elektromanyetik kesintiler, iletilen kesintiye ve ışınımlı kesintiye bağlı olarak farklı sınıflara ayrılır:

1) Düşük frekans (< 9 kHz)
2) Yüksek frekans (≥ 9 kHz)
3) Elektrostatik deşarj

Güç kalitesi ölçümleri genellikle düşük frekansla sağlanan elektromanyetik kesintilerin karakteristiklerinin belirlenmesiyle ilgilidir:

♦ Gerilim düşmesi ve kesintisi
♦ Harmonikler ve iç harmonikler
♦ Geçici güç frekanslı aşırı gerilimler
♦ Dalgalanma
♦ Geçici aşırı gerilimler
♦ Gerilim dalgalanmaları
♦ Gerilim dengesizlikleri
♦ Güç-frekans dalgalanmaları
♦ AC şebekelerde DC
♦ Sinyalleme gerilimleri

Genelde, her bir kesinti türünün ölçülmesi gibi bir gereksinim bulunmamaktadır.

Kesinti türleri gerilimin büyüklüğü, dalga formu, frekansı ve simetrisini etkilemelerine göre dört kategoride incelenebilir. Bu karakteristiklerin birçoğu herhangi bir kesinti türü ile kolaylıkla bağdaşabilir. Kesintiler ayrıca süreklilik, yarı süreklilik veya rasgelelik niteliklerine göre de sınıflandırılabilir (yıldırım, kısa devre, anahtarlama, vb.).

GÜÇ KALİTESİ ÖLÇÜTLERİ VE STANDARTLARI

Uluslararası IEC 519-1992 'ye göre standartlar içinde kabul edilen harmonik bozulma değerleri, gerilim için % 3, akım için % 5 olarak belirlenmiştir. Bu limit değerlerinin üzerinde bulunan harmonik oranlarında, elektrik sistemleri için tehlikeli ve büyük maddi zararlar oluşturabilecek problemler meydana gelmektedir. Elektrik enerji kalitesinin bozulma oranının tespiti için standartlarla belirlenmiş olan aşağıdaki bağıntılar kullanılabilir;

Toplam Harmonik Bozulma ( Gerilim için )

Toplam Harmonik Bozulma ( Akım için )

Bozulma indeksi (Almanya ) (DIN)

Telefon Girişim Faktörü ( TIF ) ;

Mesaj Ağırlığı ( C )

Elektrik Güç Kalitesinin Bozulması İle İlgili Standartlar

EN 50 006 ''The Limitations of Disturbances in Electricity Supply Networks caused by Domestic and Similar Appliances Equipped with Electronic Devices'' Comite Europeen de Normalisation Electrotechnique,CENELEC.

IEC Norm 555-2 555-3 , Ineternational Energy Commission

IEC 1000-3-2,1995,(EN 6100-3-3) 1995 Alçak gerilimde gerilim dalgalanması ve fliker sınırlarını belirler.

VDE 0838 Beyaz Eşya,VDE 0160 Çeviriciler,VDE 0712 Fluoresant

IEEE 519-1992 ''Guide for Harmonics Control and Reactive Conpensation of Static Power Converters, ANSI/IEEE Std.519

TS 9882: Ev tipi cihazlar ve benzeri elektrik donanımının elektrik besleme sistemlerinde yol açtığı bozulmalar.Bölüm 2: Harmonikler

EN 6100-3-2:Elektromanyetik uyumluluk ( EMC ) –Kısım 3. Sınırlar ,Bölüm2:
Harmonik akım emisyon sınırları ( Faz başına 16 A'den küçük cihazlar).

IEC 1000-3-4:Elektromanyetik uyumluluk ( EMC ) –Kısım 3. Sınırlar ,Bölüm4:
Harmonik akım emisyon sınırları ( Faz başına 16 A'den büyük cihazlar)

IEC 1000-2-2:Elektromanyetik uyumluluk ( EMC ) –Kısım 2: Düşük frekanslı iletken dağıtımları ve düşük gerilim sistemleri işaretleşmede uyumluluk seviyeleri