Harmonik Ölçümü
Harmonikler teknolojinin gelişmesi ile sanayide sorun oluşturmaya başlamıştır. Bu sorun harmoniklerin zararlı etkilerine maruz kalan cihazlarda gözle görünür şekildedir. Harmonik nedir ve Harmonik sınırları nedir, Harmonik kaynakları nelerdir gibi konuları açıklamak istiyoruz. Harmonik Ölçümü Raporu talepleriniz için iletişime geçebilirsiniz.
Neler Okuyacaksınız
Harmonik Nedir
Elektrik dağıtım şebekesinde gerilim sinüs şeklindedir. Aynı şekilde şebekeden çekilen akımın da sinüs şeklinde olması beklenir. Ancak günümüzde elektrik şebekelerinde saf sinüs şeklindeki gerilim ve akım dalga şekilleri ile karşılaşmak çeşitli nedenler ile zorlaşmış, gerilim ve akım dalga şekilleri sinüs şeklinden farklı bir duruma gelmeye, yani ‘Harmonik’ içermeye başlamıştır. Harmonikler, bozulmuş temel dalga formunu oluşturan toplam yüksek frekans dalga biçimlerini ifade eder. Elektrik bağlamında, ‘harmonik’ çarpık gerilim veya akım dalga formunun yüksek frekans bileşenleridir.
Harmonik Sınırları Nedir
IEEE tarafından belirlenen ve uluslararası bazda standart kabul edilen harmonik gerilim değeri % 3, akım değeri ise % 5 değerinin altında olmalıdır.
İşletmenizdeki toplam harmonik bozulma değeri %10’un altındaysa uygun, %10 ila %20 arasında ise sınırda, %20 ila %30 arasında ise tehlikeli, %30’un üzerinde ise çok tehlikeli demektir.
Harmonik Kaynakları
- Kesintisiz güç kaynakları
- Hız kontrol cihazları (Frekans konvertörleri)
- Redresör ve akü şarj cihazları
- Bilgisayarlar
- Transformatörler
- Motorlar
- Ark fırınları
- Kaynak makineleri
- Endüksiyon ocakları
- Lineer olmayan güç elektroniği elemanları
- Elektronik balastlar
Harmoniklerin Zararları
- Şebeke geriliminde bozulmalar
- Gerilim düşmeleri
- Yüklerde kayıpların artması
- Nötr akımının artması
- Kompanzasyon sistemlerinin aşırı reaktif yüklenmesi, kondansatörlerin güç kaybetmesi ve hatta sonunda delinmesi
- Motorlarda ve kablolarda aşırı ısınma
- Motorlarda ve makinelerde vibrasyon ve mekanik stress
- Tüm elektronik kökenli cihazların yanlış ölçüm yapması, arızalanması, ömürlerinin kısalması vs..
- Devre kesicilerin yanlış açması
- Enerji kayıpları
- Cihazların izolasyonlarında bozulmalar
- İletişim cihazlarında parazitler
Bir cihaz kendi yaptığı akım harmoniğinden kendi zarar görmez. Daha doğrusu hiçbir cihaz akım ve akım harmoniğinden zarar görmez . Cihazlara zarar veren gerilim harmoniğidir. Gerilim harmoniği AG’de sınır değeri %5’dir. Gerilim harmoniği uluslar arası sınırlar dışına çıkmışsa bütün sistem bundan etkilenir. Gerilim harmoniği uluslar arası standartlar dışına çıkmasa bile yüksek akım harmoniğinin ortaya çıkarmış olduğu diğer problemler ( Nötr-Toprak arası gerilim yükselmesi vs.) arızalara yol açabilmektedir.
Harmonik Nasıl Önlenir
Harmonikler temel dalga formu olan sinüs yapısının bozulması ile oluşmaktadır. Bu bozulma vektörel olarak aynı yönde veya tersi yönde dalga formlarının üst üste binmesi ile oluşmaktadır. Harmonikleri önlemede işletme de bulunan harmonik mertebe veya mertebelerinin belirlenmesi önemli rol oynamaktadır. Bu ise harmonik ölçümü yapılarak belirlenmektedir. Şimdi harmonik nasıl önlenir bunu konuşalım.
Harmonik Filtreler
Bir şebekedeki harmoniklerin etkilerini sınırlamak için kapasitör banklarını indüktörler ile beraber kullanılabilir. Esasen, kapasitör-indüktör kombinasyonu harmonikler için bir filtre oluşturur. Ama tesisatınızda 3. 5. 7. 11. gibi devam eden farklı frekansta harmonik yapıları mevcut ise kurulacak manuel sistem yetersiz kalacak hatta bazı durumlarda mevcut harmonik filtreniz ile rezonansa girecektir. Piyasada Aktif filtre ve Pasif filtre olmak üzere 2 çeşit harmonik giderme yöntemi vardır.
Aktif Harmonik Filtre
Bu filtreler lineer olmayan aktif elemanların çektikleri akım harmoniklerini karşılayarak, şebekeden sinüsoidal formunda akım çekilmesini sağlayan güç elektroniği tabanlı sistemler de kullanılan filtrelerdir.
Aktif filtreler bağlı bulundukları sistemde, harmonik akımlarımları ölçerek sisteme dengeleme akımı üretir. Bu sayede harmonik akımları ortadan kaldırarak lineer akım dalga formunu yeniden oluşturur. Aktif bir filtre mevcut harmonikleri önemli ölçüde azaltır. Aynı zamanda reaktif gücü de düzeltir ve telafi eder.
Pasif Harmonik Filtre
Kompanzasyon panolarında kondansatör ile reaktörün seri bağlanması sonucu elde edilen temel olarak rezonans durumunu engelleyen filtredir.
Pasif filtreler sisteme uygun C ve L değerlerini ayarlayarak istenmeyen harmonik akımına düşük empedans göstererek, harmonik akımının süzülmesini sağlamaktır. Esasta kondansatörleri korumaya yarar tesisatın tümüne etki etmez.
Pasif Filtreleme malzemeleri:
- Harmonik Reaktörü
- kondansatör
Eğer harmonikli bir tesisatın kompanzasyon sisteminde pasif filtre kullanılmaz ise kondansatör seri veya paralel rezonansa girebilir. Harmonik akımların tamamı kondansatör üzerinden akacak yüksek frekansta kondansatör düşük empedans gösterecek ve kondansatör patlamaları yangınlar ve şalter açmaları gibi sorunlar göreceksiniz.
