İdeal bir elektrik şebekesinin sabit frekanslı, sabit genlikli ve sinüsoidal biçimli olması istenir. Enerji analizinde yapılan ölçümler ile şebekenin istenen kararlılıkta olup olmadığı, şebekedeki sorunlu bölümlere bağlanan cihazlarla değerler ölçülüp kayıt altına alınır ve kayıtlı verilerden yola çıkılarak çözüm yöntemleri uygulanır.

Güç sistemlerinde gerilim düşümlerine, kayıplara, kesicilerin hatalı çalışmasına, rezonansa, motorlarda sarsıntı ve verim düşümüne, hassas elektronik cihazların bozulmasına, güç faktörünün değişmesine, kompanzasyon sistemlerinin aşırı yüklenerek arızalanmasına kadar birçok teknik ve ekonomik problemlere yol açan harmonikler, istenmeyen bir elektrik bileşenidir. İdeal elektrik şebekesinde olması gereken niteliklerin önündeki en büyük engel olan harmonikler, teknolojinin ve elektronik cihazların hayatımıza daha fazla girmesi ile birlikte artarak, enerji kalitesini düşürmektedir.

Harmonikler genel olarak nonlineer elemanlar ile nonsinüsoidal kaynaklardan herhangi birisi veya bunların ikisinin sistemde bulunmasından meydana gelirler. Harmonikli akım ve gerilimin güç sistemlerinde bulunması sinüsoidal dalganın formunun bozulması anlamına gelir. Bozulan bu dalgalar, nonsinüsoidal dalga olarak adlandırılır.

Harmonik Filtre (Detuned) Reaktör Nedir?

Lineer olmayan yüklerin neredeyse her tesiste kullanımının günden güne arttığı gerçeği göz önüne alındığında kompanzasyon sistemlerinde harmonik filtre (detuned) reaktörleri kullanmanın önemini arttırmaktadır. Harmonik filtre reaktör veya detuned reaktör, pasif harmonik filtre, ayarsız filtre, alçak geçiren bant filtre gibi çeşitli isimlerle tanımlanan reaktör, kompanzasyon sistemlerinde çokça kullanılmasına karşın tanımı ve görevleri hakkında bazı yanılgılar bulunmaktadır.

Harmonik filtreler, harmonik üreten bir cihazdan beslenen yükün gerilim dalgasını düzelterek, sisteme katılan harmonik bozulmaların önüne geçerler. İşlevleri bakımından aktif ve pasif olmak üzere ikiye ayrılırlar. Aktif filtreler kontrollü akım ya da gerilim kaynağına sahiptirler ve çekilen harmonikleri analiz ederek uygun bir fazda harmonik bileşenleri yüke uygularlar. Harmoniklerin giderilmesi için özel olarak geliştirilmiş bu filtreler ileri güç elektroniği temellerini kullanırlar ve pasif filtrelere göre çok daha pahalı bir çözüm sunarlar. Harmoniklerin önüne geçilmesi için en çok kullanılan harmonik filtre reaktörü ise pasif filtrelerdir. Pasif filtreler kaynak ile alıcı arasına yerleştirilen seri bağlı endüktans ve kondansatör bileşimidir. Harmonik kaynağı ile şebeke arasına seri bağlanan pasif filtreler, temel frekans dışındaki bileşenleri yok ederler. Harmonik filtreler, sanayi tesislerinde ve enerji sistemlerinde harmonik kaynaklı problemlerin önüne geçmek için kullanılırlar. Harmoniklerin filtrelenmediği sistemlerde oluşan gerilim düşümleri ve kayıplar, verimliliği düşürmekle birlikte tesis güvenliğini de riske ederler. Harmoniklerin olumsuz etkilerinin önüne geçmek, kompanzasyon sistemlerinin sağlıklı çalışmasını sağlamak ve tesislerdeki enerji verimliliğini arttırmak için mutlaka harmonik filtre kullanılarak harmoniklerin filtrelenmesi gerekir.


Harmonik filtre reaktörleri, filtre kompanzasyon sistemlerinde kondansatörlere seri olarak bağlanılarak kullanılır. Temel amaç; kondansatör üzerine akan harmonik akımını engellemek ve sistemin rezonansa girmesinin önüne geçmektir. Özetle, harmonik filtre (detuned) reaktörün kullanım amacı; doğrusal olmayan yüklerden kaynaklanan harmonik akımının, kondansatör gibi sabit empedanslı yükler üzerine akan akımı sınırlamaktır.

Harmonik oluştuğunda kompanzasyon panosundaki kondansatörler aşırı sınır ve bu aşırı ısınmadan dolayı kondansatör ve kondansatör grubundaki elemanlarda patlama meydana gelir. Böylece kondansatörlerin değişim ihtiyacı ortaya çıkıp, maliyet ve zaman kayıplarına yol açılır. Tesisin sağlıklı olarak çalışabilmesi için harmonik filtre reaktörler, kompanzasyon devresinde kondansatörlerin önüne eklenir ve pano bileşenlerinin zarar görmesi engellenir. Yüksek sıcaklıklarda sistemin korunabilmesi için harmonik filtre reaktörünün temel anahtar düzeneğine sahip olması önemlidir.

Harmonik filtre reaktörleri, bara gerilimi ve kondansatör empedansına/gücüne uygun olarak, sistemdeki dominant harmonik akımı mertebesine göre akort frekansı seçilerek, tek fazlı veya üç fazlı olarak imal edilebilir.

Harmonik filtre reaktörleri sistemdeki harmonik birleşenleri yok etmez, yalnızca harmonik akımı genliğinin artmasını engeller. Sistemdeki harmonikleri yok ettiğini söylemek oldukça yanlış bilinen bir bilgidir.

Harmonik Filtre (Detuned) Reaktör Kullanımının Avantajları Nelerdir?

► Ön dirençli kontaktör gerektirmez.
► Lineer olmayan yüklerin olduğu sistemlerde harmonik akım ve gerilim genliğinin yükselmesini engeller.
► Kondansatör üzerine akan harmonik akımını limitler. Harmonik filtre rektörleri harmoniği yok etmez, harmonik akımındaki genliği an aza indirir. Bu sayede ısı ve yüksek akım stresini engeller ve kondansatörlerin daha uzun işletme ömrü olmasını sağlar.
► Kontaktörlerin ve kondansatörlerin uzun ömürlü olmasını sağlar.
► Transformatör, baralar, kablolar, şalt malzemeler, koruma ekipmanları üzerindeki aşırı akım ve ısınma problemlerini ortadan kaldırır.

Uygun Harmonik Filtre Reaktörü Seçimi

► Filtreli kompanzasyon sistemlerinde harmonik filtre reaktörleri ve güç kondansatörlerinin seçimi büyük önem taşır. Kondansatör ve reaktör seçimi sırasında aşağıdaki noktalara dikkat edilmesi kurulan filtreli kompanzasyon sisteminden beklenen performansın alınması açısından önemlidir.

► Filtre kompanzasyon sisteminin rezonans frekansının sistemdeki harmoniklere uygun olarak seçilmiş olması,

► Pano tasarımında reaktörlerin oluşturacağı ek ısının hesaba katılması,

► Reaktörlerin kullanılması ile birlikte kondansatörlerin uç gerilimleri şebeke geriliminin üzerinde olacağından kullanılacak kondansatörlerin nominal geriliminin seçilen rezonans frekansına uygun olarak belirlenmiş olması,

► Elde edilen net gücün doğru hesaplanması gerekmektedir. Filtreli kompanzasyon sistemlerinde kompanzasyon gücü kullanılan yüksek gerilimli kondansatörler ve harmonik filtre reaktörleri nedeni ile kondansatör güçlerinin toplamından farklı olmaktadır. Bu nedenle filtreli sistemin kompanzasyon gücü hesaplanmalıdır. Aksi halde eksik kompanzasyon durumu ile karşılaşılabilir.

► Kurulacak filtreli kompanzasyon panolarında reaktörler nedeni ile ek sıcaklık artışları olacağının hesaba katılması ve panoda gerekli önlemlerin alınması.