Su ve Çevre Teknolojileri Dergisi 63. Sayı (Ekim 2013)

32 Su ve Çevre Teknolojileri • Ekim 2013 Teknik Uğur Yaşa / ABB Alçak Gerilim Şebeke Kalitesi Ürün Müdürü S abit genlik ve frekanstaki saf sinüsoidal dalga şekline sahip bir kaynak tarafından besle- nen lineer elemanların bulunduğu bir elektrik sisteminde harmonikler bulunmazlar. Ancak, ilerleyen tekno- lojiye paralel şekilde artan güç elekt- roniği elemanları gibi lineer olmayan yükler, kaynak üzerinden harmonikli akımlar çekerek kaynağı kirletmek- tedirler. Harmoniklerin yoğun ola- rak bulunduğu elektrik sistemlerinde, harmoniklerden kaynaklanan bazı olumsuzluklar meydana gelir. Harmonikler sinüs dalga şeklini bozarlar Harmoniklerden kaynaklanan olumsuzlukların tesisler için hem teknik hem ticari açıdan birçok etkisi vardır. Bu etkilerin doğru şekilde ana- liz edilip anlaşılması, hem tesislerdeki işletme devamlılığı açısından hem de tesislerin ulusal ve uluslararası yönet- meliklere uyumu açısından kritik öneme sahiptir. Harmoniklerin bulunduğu sis- temlerde, normal şartlar altında saf sinüsoidal formda olması beklenen akım ve gerilim dalga şekilleri bozu- lurlar. Dalga şeklinin bozulmasının genel olarak beraberinde getireceği problemler; • Kaynak gerilim dalga şeklinin bozulması • Hatlardaki rms akım artışına bağlı olarak iletim ve dağıtımda verim azalması • Kompanzasyon sistemlerinde arızaların gerçekleşmesi • Elektrik motorlarında ve trafolarda aşırı ısınmalar • Hassas elektonik cihazlarda, PLC ve CNC cihazlarında arızaların yaşanması • Ekipmanların yalıtım seviyelerinde zorlanmalar ve aşınmalar • Sistem içerisindeki kayıpların artması • Koruma ve kumanda sistemlerinde hatalı çalışmaların olması • Gerilim düşümlerinin artması • Sistemlerdeki yüksek frekanslarda rezonans risklerinin oluşması, olarak sıralanabilirler. Yaşanacak problemin sıklığı ve büyüklüğü ise tesis tipi, tesisin çalışma gerilimi, yüklerin çeşidi/yoğunluğu ve şebeke kısa devre gücü gibi etkenlere göre değişkenlik göstermektedir. Harmoniklerin etkilerinin elektriksel elemanlara göre incelenmesi Gerek endüstride gerekse ticari işletmelerde motor, kondansatör, sürücü, bilgisayar, lamba gibi çeşitli elektriksel elemanlar kullanılmakta- dır. Bu gibi elemanların tamamının üzerinde harmoniklerin farklı etkileri söz konusudur. Harmonikler, temel şebeke frekansının tam katı büyük- lüğündeki yüksek frekanslı bileşen- ler olduğundan, yüksek frekansların şebekede dolaşması rezonans risk- lerini artıracaktır. Harmoniklerden kaynaklanan etkiler, zaman zaman sadece bir veya birkaç eleman loka- linde kalabilirken, zaman zaman ise tüm tesisin çalışmasını etkileyecek global problemlere de yok açabilmek- tedir. Harmoniklerin bazı elektriksel ekipmanlar üzerindeki etkilerinden aşağıda bahsedilmektedir. 1. Kondansatörler Elektrik sistemlerinde kompanzas- yon amacıyla yoğun olarak kullanılan kondansatör, normalde lineer devre elemanıdır ve şebekeden harmonikli akım çekmez. Ancak, bozucu yükle- rin olduğu, harmonikli akımların ve harmonik gerilimlerinin bulunduğu sistem içerisindeki kondansatör, har- moniklerden ciddi miktarda etkile- nir. Kondansatör empedansı bilindiği üzere; şeklinde bulunur. Eşitlikten de görülebildiği gibi, frekansın artması kondansatör empedansında düşüşe neden olacaktır. Buna göre kondan- satörler, yüksek frekanslı harmonik bileşenlerine düşük empedans gös- terirler. Harmoniklerin Elektrik Sistemlerindeki Bozucu Etkileri