Kompanzasyon Hesabı Nasıl Yapılır?

Kompanzasyon, elektrik yüklerinin endüktif ve kapasitif özelliklerinden dolayı oluşan reaktif gücün azaltılarak, yükü besleyen şebeke elektriğinin akım ve gerilimi arasındaki faz farkının azaltılmasını amaçlayan elektriksel regülasyon yöntemidir. Peki kompanzasyon hesaplamaları nasıl yapılır?

Kompanzasyon Hesabı Nasıl Yapılır?
30.01.2019
19.276
A+
A-

Kompanzasyon, elektrik yüklerinin endüktif ve kapasitif özelliklerinden dolayı oluşan reaktif gücün azaltılarak, yükü besleyen şebeke elektriğinin akım ve gerilimi arasındaki faz farkının azaltılmasını amaçlayan elektriksel regülasyon yöntemidir.

Faz farkı açısının (Ф) kosinüs değeri (cos Ф) güç faktörünü (pf-power factor) verir.

Endüktif yükler akımı depolarken kapasitif yükler gerilimi depolar.

Şekil-1’de görüldüğü gibi kapasitif yüklerde akım fazı gerilim fazından ilerideyken, endüktif yüklerde ise akım fazı gerilim fazından geridedir.

  

Şekil-1 Kapasitif ve Endüktif yüklerin akım ve gerilim sinyalleri

Endüktif ve kapasitif yüklerin empedansları ve fazör gösterimleri şu şekildedir;

Kaynaktan uygulanan gerilim ve akım sinüsoidal ise zamana bağlı fonksiyonları, akım-gerilim faz farkı ve buna bağlı güç faktörü hesabı şöyledir;

Akım ve gerilim arasındaki faz farkı, görünür gücün (S) ve eş değer empedansın (Z) faz açısına eşittir.

Örnek olarak Şekil-2’deki tek fazlı rezistif ve endüktif yükten oluşan devrenin güç faktörünün geride 0.99 olması için yapılması gereken kompanzasyon hesaplamaları aşağıdaki gibidir;

Şekil-2 Kompanzasyon örneği

Şekil-3 Güç faktörüne göre görünür gücün elde edilmesi

Görüldüğü gibi kompanzasyon yapılmadan önce faz açısı farkı 39,80°’dır.

Bu durumda güç faktörü ise cos39,80=0.8 olmaktadır. Ayrıca akım sinyalinin faz açısından da görüldüğü gibi akım fazı gerilim fazından geridedir. Şekil-3 üzerinden faz açılarına göre güç değerleri incelenebilir.

Güç faktörünün 0.99 yapılması için gerekli faz açısı arccos0.99=8,1 derece olduğundan dolayı devreye kapasitif yük ilavesi gerekmektedir.

Gerçek güç olan P referans alınarak olması gereken yeni reaktif güç değeri şöyledir;

olarak bulunur.

Kompanzasyon yapılmış durumdaki son görünür güç ve ana koldaki akım incelenirse;

Ana koldaki akım genliği, kompanzasyondan önceki duruma göre yaklaşık 2A daha az ve akım faz açısı gerilime göre 8,1 derece geride olmaktadır.

Akım fazının gerilimden geride olmasından dolayı devrenin endüktiflik özelliği hala baskındır.

Tek fazlı veya 3 fazlı Y ya da Δ bağlı yüklerin istenilen güç faktörü değerine kompanzasyonunun yapılması için reaktif güç kontrol röleleri kullanılır.

3 fazlı sistemlerde daha küçük boyutlarda kapasitör kullanılması ve yalıtım sorunlarının daha az olması için genellikle üçgen bağlı kapasitör grupları kullanılır.

Güç faktörü değerine göre otomatik olarak kademeli bir şekilde kondansatör grupları devreye alınır veya çıkarılır.

Kondansatörler ilk kademeye girdikleri anda şarj olurken yüksek akım çekerler. Eğer aşırı akım çekilirse sistemde salınımlara sebep olur. Bu sebeple kompanzasyon için ihtiyaç olan reaktif güç kademeli olarak sisteme bağlanmalıdır.

Reaktif güç kontrol rölelerinin kondansatör grupları belirlenirken güç değerine göre farklı oranlar seçilebilir.

Bunlar, 1-1-1-…-1 her kademe birbirine eşit, 1-2-2-…-2 ilk kademenin 2 katı olan diğer kademeler, 1-2-4,..,4 gibi ya da birbirine bağlı gruplamayla kademeler ayarlanır.

Tablo-1’de kompanzasyon için gerekli olan 87.5 kVAR’lık reaktif güç ihtiyacı ihtiyacının 7 adet 12.5 kVAR kapasitör ile her kademe birbirine eşit olarak sırayla devreye alınarak 7 kademede veya 12.5, 25 ve 50 kVAR’lık 1-2-4 kat tipindeki kapasitörler kullanılarak 3 kademeyle karşılanabilmektedir.

Tablo-1 87.5 kVAR reaktif güç için kondansatör kademe seçimi(1:Aktif, 0:Pasif)

Kompanzasyon hesaplamaları yapılırken bazı hazır tablolar kullanılabilir veya hesaplama yapılarak istenilen değerler bulunabilir.

Kompanzasyon yapılacak sistemin ilk güç faktörü cosФ1 ve ulaşılmak istenen güç faktörü cosФ2 ise gerekli olan reaktif güç Qc(kVAR)=P(kW) x (tan-tanФ2)=P x k olarak ifade edilebilir.

Tablo-2 Güç faktörü değerlerinin k değerleri (k= tanФ1-tanФ2)

Örneklendirilirse, ilk güç faktörü 0.7 olan bir sistemin 0.95 güç faktörüne çıkarılabilmesi için Tablo-2’den k değerinin 0.692 olduğu belirlenir. Bu değer kompanzasyon yapılan sistemin aktif gücü ile çarpıldığında gerekli kapasite değeri ortaya çıkacaktır. Ardından kademelendirme yapılarak kompanzasyon tamamlanır.

Yazar, Lisans ve Yüksek Lisans eğitimlerini Kırıkkale Üniversitesi, Elektrik Elektronik Mühendisliği bölümünde tamamlamıştır. Güç elektroniği ve LED aydınlatma alanlarında bir süre özel sektör tecrübesi edindikten sonra Bingöl Üniversitesi'nde akademisyen olarak görev yapmaya başlamıştır. Kocaeli Üniversitesi, Elektrik Mühendisliği bölümünde Doktora eğitimine devam etmektedir.
Bir Yorum Yazın
Ziyaretçi Yorumları - 10 Yorum
  1. emrah dedi ki:

    benim vansan bir dalgıç pompam var 147 kw 200 beygir 282 amper çekiyor 380 volt yıldız üçgen 2900 devir cosfi 0,95 0,98 0.99 yükseltildiği zaman kondansatör gücü kaç kilo var kompanzasyon yapıldığı zaman bunun matematik işlemi nasıl yapılıyor öğrenmek istiyorum

  2. Nuri Yunus Kocadağ dedi ki:

    Merhaba,

    Bahsettiğiniz dalgıç motorun VSM 10/200 olduğunu kabul edersek datasheet verilerinde 380V P-P beslemesiyle 2900 rpm’de %50 yükte cosⱷ1=0.785, %75 yükte cosⱷ2=0.84, tam yükte cosⱷ3=0.91 olarak verilmiş. Doğru anladıysam bu değerleri 0.95, 0.98, 0.99 yapmak istiyorsunuz.

    İlk durumda ⱷ1= 38.279˚, ⱷ2= 32.859˚, ⱷ3= 24.494˚
    Ulaşılmak istenilen ⱷ1= 18.194˚, ⱷ2= 11.478˚, ⱷ3= 8.109˚

    Qc(kVAR)=P(kW)x(tanФ1-tanФ2)=P x k formülasyonu kullanılarak;

    %50 yük için gerekli reaktif güç (kVAR);
    Q=147x(tan 38.279 – tan 18.194)=147*0,46=67,62 kVAR

    %75 yük için gerekli reaktif güç (kVAR);
    Q=147x(tan 32.859 – tan 11.478)=147*0.443=65,121 kVAR

    Tam yükte gerekli reaktif güç (kVAR);
    Q=147*(tan 24.494 – tan 8.109)=147*0,313=46,011 kVAR

    Görüldüğü gibi belirtilen yüklenmeler için yapılacak olan kompanzasyonda yaklaşık olarak 70 kVAR lık kapasitör grubu yeterli olacaktır. Toplam 70 kVAR reaktif güç kademelendirme yöntemiyle sisteme sağlanmalıdır.

  3. murat dedi ki:

    selamlar arkadaşlar benim bir sorunum var tesiste 220 1,67 220 2,5 220 4,17 kwar kondastörler var,faz netür bağlantılı sistemden ara ara 18 20 25 29 amper gibi aşırı amper çekiyorlar ve kondastörlerde bir uğultu oluşuyor ve sigortaları atıyor bilgisi olan varmı

  4. Nuri Yunus KOCADAĞ dedi ki:

    Merhaba, tek fazlı 1,67-2,5-4,17 kVAR kondansatörleriniz var ve kondansatörler şarj olurken 18-20-25-29 A gibi aşırı akım çekiyor.
    Burada ki temel sorun kondansatörlerin aşırı şarja zorlanması olarak özetlenebilir. Kondansatörler kısa süre içerisinde tam deşarj olmadan şarja zorlanırsa kondansatör üzerinde zorlanmalar meydana gelecektir.
    Duyduğunuz uğultu sesi kondansatörün uygun koşullarda çalışmadığının belirtisidir. Kondansatörler, zorlanmadan dolayı bir süre sonra kullanılamayacaktır.
    Bunu önlemek için kısa sürede devreye girip çıkan kondansatörlerin hızlı deşarj olmalarını sağlamak gerekir. Bu amaçla belirli bir dirence sahip olan ve bu sayede kondansatörü hızlı deşarj eden Deşarj Bobinleri kullanılmaktadır.
    Sisteminizde Deşarj Bobini kullanılıp kullanılmadığını kontrol ederek çözüme ulaşabilirsiniz.

  5. Mahmut dedi ki:

    Kurulu bir 3 fazlı sistem için bir kompanzasyon kurulmuş ancak zamanla bu sisteme yükler eklenmiş. Her koldan çektiği akım miktarı sırası ile şöyledir.

    L1 – L2 – L3
    I1 – I2 – I3
    29A – 36A – 34A

    Bu değerleri biliyorum. Sistem üzerinde genellikle 24 adet 1000W balastlı projektör ve 8 adet kadar ortalama 125W led projektör var. Hangilerinin hangi faza bağlandığını bilmiyorum sadece pens ampermetre ile panodan okuduğum değerler bunlar.

    ilk cospi1 değeri kondansatörleri yükten çıkararak reaktif röleden gördüğüm değerlermidir? Entes rg3 12c 3 adet 7 segment ekranlı reaktif rölede her faza bağlı cospi değerlerini okuyorum. Öyle ise, okuyacağım değerler k faktörü tablosunda yok ise? cospi2 istediğim değere çıkartmam işlemini nasıl yaparım?

  6. Yusuf dedi ki:

    Merhabalar Aydınlatma:10 kW, Elektrik motorları için 75 kW, toplam gücü 100 kW olan bir işletme için kompanzasyon işleminin nasıl yapılacağı hakkında bir ödevim var ama hesaplamayı nasıl yapacağım bulamadım yardımcı olabilir misiniz acaba

  7. mikail dedi ki:

    Bir tesisin güç katsayısı 0,70 dir. 0,95‟e çıkarmak için kompanzasyon hesabı. Verilenler
    P = 150 kW 12 kademeli reaktif güç kontrol rölesi için uygun hesaplamaları yapınız.

  8. Azrail dedi ki:

    Abdulkadir hocanın öğrencisi misin ?

  9. emrah dedi ki:

    bir sorum olacak aydınlatma kompanazasyonunda cosfiyi 0.98 ve 0.99 nasıl yükselteceğiz basit formülle hesaplayabilirim örneğin 400 watt metalhalide cosfi 0.98 0.99 nasıl yükselteceğiz bunun matematik işlemini öğrenmek istiyorum bir motorun kondansatör hesabını öğrenmek istiyorum nasıl hesaplanır formülünü öğrenmek istiyorum matematiksel hesabını öğrenmek istiyorum 147 kw vansan 200 beygir dalgıç 282 amper çeker 70 kvar kondansatör kurtarır dediniz cosfi 0.99 a yükseltildilmi dediniz doğrudur efendim ben bunun formülü nasıl hesaplanır öğrenmek istiyorum basit yoldan nasıl hesaplanır öğrenmek istiyorum matematiksel işlemini öğrenmek istiyorum birde 2500 kw 6.300 volt bir ortagerilim bir motorumuz var bununda kondansatör hesabını matematiksel hesabınını öğrenmek istiyorum basit yoldan nasıl hesaplanır matematiksel işlemini formülünü istiyorum bunların matematiksel işlemlerini formüllerini istiyorum basit yoldan nasıl hesaplanır bu üçünün matematiksel hesabını formüllerini öğrenmek istiyorum basit yoldan nasıl hesaplanır öğrenmek istiyorum 147 kw motor 200 beygir 282 amper çekiyor yıldız da buna 70 kvar kondansatör bağladıkmı kurtarır dediniz ben bunun hesabını öğrenemedim matematiksel işlemi basit yoldan nasıl yapılır bunu öğrenmek istiyorum bunların formülleri basit yoldan nasıl hesaplanır öğrenmek istiyorum

  10. emrah dedi ki:

    bir aynı bir sorum olacak van san 166 kw 225 beygir 322 amper bir dalgıç motopomp yıldız üçgen 2900 devir dakika bunun 0.95 0.98 0.99 yükseltmek istiyorum bu dört soruma sizden cevap bekliyorum bu dördü cosfi0.95 0.98 0.99 yükseltmek istiyorum yukselttikmi kaç kvar kondansatör bağlanır bunların kondansatör hesabını matematiksel işlemlerini istiyorum basit yoldan bunlar nasıl hesaplanır öğrenmek istiyorum