A.G. GÜÇ KONDANSATÖRLER

Transkript

1 A.G. GÜÇ KONDANSATÖRLER Alçak Gerilim Güç Kondansatörleri kvar kvar Ç NDEK LER Alçak Gerilim Güç Kondansatörleri Hakk nda Genel Bilgiler MKP Teknolojisi ve Kondansatörlerin Ar za Durumundaki Davran fllar Hesap Yöntemleri ve Montaj Talimatlar Alçak Gerilim Güç Kondansatörlerine Ait Genel Teknik Tablolar Alçak Gerilim Güç Kondansatörlerine Ait Teknik Resimler /

2 ALÇAK GER L M GÜÇ KONDANSATÖRLER HAKKINDA GENEL B LG LER Girifl : Büyük flebekelerin yükleri ço u zaman endüktif karakterdedir. Asenkron motorlar, endüksiyon f r nlar, balastl lambalar hep endüktif ak m çektiklerinden, ba l bulunduklar flebekelerin güç katsay lar n küçültürler. Güç katsay s n n küçülmesi enerji iletim ve da t m hatlar nda gerilim düflümlerine ve güç kay plar na neden olur. Bu durum verimi azalt r. Düflük güç katsay l yükler alternatör, transformatör ve devre elemanlar n n kapasitelerinin gereksiz yere büyük tutulmalar na da neden olur. Bu durumda sistemden ekonomik bir flekilde faydalanmak mümkün olmaz. Güç Faktörü : Yükün güç faktörü, görünürdeki güce aktif gücün oran olarak tan mlan r. CosØ,.00 a ne kadar yak n olursa, flebekeden daha az güç çekilir. E er CosØ= olursa, 400 V trifaze ana hatlarda 500 kw n iletimi 722 A ak ma ihtiyaç duyar. CosØ=0,6 daki ayn efektif gücün iletimi çok daha yüksek ak ma (yani 203 A) ihtiyaç duyacakt r. Bundan dolay besleme trafolar gibi da t m ve iletim ekipmanlar da bu yüksek yük için boyutland r lmak zorundad r. - Düflük güç faktörlü sistemler için, mevcut standartlara uygun elektrik gücünün iletimi, hem tüketici hem de flebeke da t m için daha masrafl olur. Daha fazla masraf n bir di er nedeni ise, trafo ve jeneratörlerin sarg lar oldu u gibi, sistemin tüm ak m n n neden oldu u, iletkenlerde oluflan s dan kaynaklanan kay plard r. - Genel flartlarda, bir trifaze sistemin güç faktörü düflerken, ak m artar. Sistemdeki s kayb ak m art fl n n karesine orant l olarak artar. Sonuç olarak : - Elektrik kay plar nda azalma, güç faktörünü düzeltmekle sa lan r. - fiebeke, geniflleyen bir sistem için faydal olabilecek ek yükü destekleyebilecektir. - Güç faktörü düzeltilmesiyle da t mdaki yük düflecek ve bu da sistemdeki cihazlar n ömrünün uzamas n sa layacakt r. Güç Faktörü Düzeltme Metotlar : Kondansatörün sisteme sa lad karfl t kapasiteli reaktif güç, elektrik yükünün ihtiyaç duydu u endüktif reaktif güçle telafi edebilir. Bu flebekeden çekilen reaktif güçte bir düflüflü temin eder ve Güç Faktörü Düzeltme (GFD) ad n al r. Güç faktörü düzeltmenin en yayg n metotlar ; Tek veya sabit GFD : Her bir yükün reaktif gücünün telafisi veya besleme ucundaki yükün azalt lmas (sabit ve/veya büyük güçle tek al c, yükler için). Grup GFD : Bir sabitlenmifl kondansatörün bir grup efl zamanl çal flan indüktif yüke ba lanmas. (Örn.: Motor grubu, deflarj lambalar ) Merkezi GFD : Belli say da kondansatörün bir ana güç da t m istasyonu veya ikincil istasyona ba lanmas n n yayg n oldu u de iflen yükle genifl elektrik sistemleri için kullan l r. Kondansatörler, sürekli olarak flebekedeki reaktif güç talebini izleyen, mikroifllemci temelli reaktif güç kontrol rölesi arac l yla kontrol edilirler. Röle, kondansatöre toplam yükün gerçek reaktif gücünü telafi etmek ve flebekedeki tüm talebi azaltmak için ba lan r. /2 Reaktif gücün düzeltilmesinde kondansatörlerin yan s ra afl r uyart l senkron motorlar da kullan l r fakat; kondansatörlerin kullan lmas, senkron motorlara oranla daha yayg nd r. Kondansatörler : Alternatif ak m devrelerinde, elektrik yükünü biriktirmek, kapasitif reaktans sa lamak amac yla kullan lan gereçlerdir. nce bir yal tkan ile birbirinden ayr lm fl iki iletken levhadan oluflur. Bir kondansatörun elektrik yükü tafl yabilme yetene i yani kapasitesi C ile gösterilir ve levhalarda birikmifl elektrik yükünün (Q = Coulomb), levhalar aras ndaki potansiyel fark na (V=Volt) oran na eflittir. C = (Farad) Tüketicilerin güç katsay s n düzeltmek için kullan lan güç kondansatörlerinin imalat nda, saf polipropilenden yap lm fl, iki çinko metalize poliproplen film üst üste sar l r. Filmlerden biri sa film, di eri sol filmdir. Bunun anlam, metalizasyonsuz bölgenin sa da veya solda olmas d r. Kondansatörün kapasite de erini, filmlerin geniflli i, filmlerin kal nl, sar m say s, aktif genifllik ve kayd rma aral belirler. Bunlar n kapasiteleri,. A C = d Denklemine göre hesaplan r. Burada; C=Kapasite (F) = Yal tkan ortam n dielektrik sabiti (pp film için = 2,2 F/m), A = letken levhan n alan [Aktif genifllik ile film uzunlu unun çarp m (m 2 )] d= letken levhalar aras ndaki aral k [Film kal nl (m)] Çinko metalize film, polipropilen filmin vakumda çinko buhar na tutularak kaplanmas ile elde edilir. Sonuçta bir yüzü iletken, ikinci yüzü yal tkan bir film elde edilmifl olur. Çinko metalize polipropilen film, vakum teknolojisi ile üretilmektedir. Silindir fleklindeki elemanlar n taban alanlar çinko ile kaplan r. ki çinko teli bir tabanca yard m ile do ru gerilimde k sa devre edilir ve bu malzeme çinko bas nçl hava ile taban alanlar na püskürtülür. ki film aras ndaki kayd rmadan dolay oluflan bofllu a bu çinko zerrecikleri saplan r. Taban alanlar n n çinko ile kaplanmas n n sebebi, kondansatör eleman n taban na kolay lehim yap labilmesi ve polipropilen filmin çinko kapl olmas ; yani çinko-çinko kontak temas n n iyi olmas d r. Kondansatörlerin Üçgen Ba lanmas : A.G de istenilen güçte kapasitif ünite elde etmek için kondansatör elemanlar üçgen olarak ba lan rlar. Deneyimler sonucunda görülmüfltür ki silindir fleklinde imal edilen kondansatör elemanlar n n çaplar, yaklafl k boylar na eflit olacak flekilde seçilir. Bu uygulama, kondansatör ömrünü en az iki kat na ç karmakta, s nmada ak m n karesiyle orant l oldu u için, /4 üne düflürmekte, sonuç olarak daha s cak ortamlarda çal flabilen kondansatör imal edilmektedir. Üç fazl alternatif ak m tesislerinde kondansatörler flebekeye veya tüketici uçlar na üçgen veya y ld z olarak ba lanabilirler. Üçgen ba lamada her iki hat aras ndaki kondansatörün kapasitesi C, ile ve y ld z ba lamada her faza ba lanan kondansatörün kapasitesi C y ile gösterilirse,

3 MKP TEKNOLOJ S ve KONDANSATÖRLER N ARIZA DURUMUNDAK DAVRANIfiLARI Her iki sistemde de Qc gücünün eflit oldu u kabul olunursa C y =3C Y ld z ba lamada her bir faza ba lanan kondansatörün kapasitesi, üçgen ba lamadaki kondansatör kapasitesinin üç kat na eflittir. Bu yüzden faz ve hat gerilimleri aras nda fark n izolasyon bak m ndan çok önemli olmad alçak gerilim tesislerinde üçgen ba lama, y ld z ba lamaya göre /3 oran nda daha ucuza mal olur. Ekonomik sebeplerden dolay kondansatörlerin üçgen ba lanmalar tercih olunur. Federal A.G. güç kondansatörleri MKP teknolojisi ile üretilir. Afl r Yüklere Karfl Koruma : FEDERAL güç kondansatörlerinin içine entegre edilmifl bir ay r c sigorta sistemi ile afl r yüklemeye karfl koruma sa lanm flt r. Kendi kendini onarma iflleminin s k s k oluflmas ndan dolay ortaya ç kan gaz, cihaz n gövdesinde yüksek bas nca yol açar ve bunun sonucunda kondansatör gövdesinin boyuna esnemeye bafllamas yla sar m ile ba lant klemensi aras ndaki kablolar emniyet çenti inden kopar. Böylece kondansatör flebekeden ayr lm fl olur. Kondansatörün ve sistemin emniyeti için afl r yük ve ar zalara karfl korunmas, afla daki flekillerde gösterilmifltir. Kontak Tabakas Bobin Metalizasyonsuz Bölge Bir Yüzü letken Polipropilen Film Emniyet çenti i fiekil- Çinko Metalize Polipropilen Film fiekil-2 Ar zadan Önce MKP : MKP tipi, saf polipropilen folyo ile flekillendirilmifl düflük güç kay pl dielektrikten oluflur. Çinko metalize film, polipropilen filmin vakum alt nda çinko buhar na tutulmas ile elde edilir. Bu, kondansatörün uzun çal flma ömrünü garanti eder. Kondansatör elemanlar vakumda kurutulur. Kondansatör kasas na yerlefltirdikten sonra, yap flkan poliüretan reçine (temel olarak hint ya içerir) veya kuru izolasyon gaz konulur. MKP Teknolojisinin Avantajlar : - Basit yap teknolojisinin bir sonucu olarak, MKP kondansatörleri daha az malzeme kullan larak düflük maliyetle üretilir, bunun sonucu olarak kullan c daha az ücret öder. - Daha kal n dielektri e sahip olmas na ra men, MKP kondansatörleri genelde benzerlerinden daha küçük yap dad r. - MKP kondansatörleri, özel yüksek kapasitans ve yüksek a.c. yük kapasitesine sahiptir. Yukar da belirtilen yap ve yüksek kalitede malzeme kullan lmas sayesinde güvenilirlik ve uzun kullan m ömrü garanti edilir. Ayr ca Federal kondansatörleri küçük boyutlar sayesinde kompanzasyon panolar nda daha az yer kaplar. Kendi Kendini Onarma : FEDERAL Kondansatörler, alçak gerilim flalt tesislerinde ani gerilim sonucu oluflan delinmeleri kendi kendine onar r. Delinme s ras nda ortaya ç kan arklar metal tabakay eritir ve bu arklar yal tkan içerisindeki delinen k sm da izole eder. Böylece kondansatör tam gerilim mukavemetine ulaflarak problemsiz bir flekilde çal flmaya devam edebilir. Bundan dolay oluflan kapasite kayb ihmal edilebilecek kadar azd r. fiekil-3 Ar zadan Sonra Emniyet çenti i Güç Katsay s Düzeltmek çin Gerekli Kondansatör Kapasitesinin Hesaplanmas : stenen güç faktörünü elde etmek için gerekli olan reaktif güç, afla daki gibi hesaplan r. Qc = P x (tanø -tanø 2 ) P = Aktif güç S = Görünen güç Qc = Reaktif güç CosØ = Mevcut güç katsay s CosØ 2 = Ulafl lmak istenen güç katsay s (tanø -tanø 2 ) = Çarpma faktörü, tablo- de gösterilmifltir. /3

4 HESAP YÖNTEMLER ve MONTAJ TAL MATLARI Örnek : Aktif gücü : P=500 kw cosø =0,7 olan sistemi, cosø 2 =0,96 yapmak için gerekli kondansatör gücünü hesaplayal m. Tablo yard m ile çözüm : Güç faktörünü 0,7 den 0,96 ya yükseltebilmek için afla daki tablodan cosø =0,7 ve cosø 2 =0,96 ya denk gelen sat r ve sütunlar kesifltirdi imizde, çarpma faktörünü 0,729 buluruz. Q c =500 x 0,729 Q c =364 kvar Formüller yard m ile çözüm : Not : Kompanzasyon tesislerine ait tesis malzemesini seçerken, açma ve kapama esnas nda bafl gösteren olaylar n tesirleri göz önünde bulundurulmal d r. Kondansatörler devreye al n rken veya paralel ba lan rken meydana gelen geçici rejim esnas nda k sa devre ak m na benzer büyük ak mlar çekerler. Bu ak mlar n de eri ve süresi kondansatör gücüne, söz konusu flebeke parças n n endüktif direncine ve özgül frekans na ba l d r. E er anahtar, gerilimin en büyük de erinde kapan rsa ak m darbeleri de en büyük de erini al r. Bu ak m n tesir süresi nadiren veya 2 periyottan daha uzun olur. Bu esnada, kondansatörlerin meydana gelen ba lama afl r gerilimlerine dayanabilmeleri için; madeni folyonun kondansatör mahfazas na karfl izolâsyonunun nominal gerilimin maksimal de erinin 3,5 kat na eflit olmas öngörülür. Kondansatörler devreden ç karken, kapasitif ak m n kesilmesinin daha zor olmas sebebi ile büyük arklar meydana gelir. Onun için kompanzasyon tesislerinde kullan lan anahtar, sigorta ve hat gibi ba lama elemanlar n n seçilmesi esnas nda bu özellikler göz önünde bulundurulur. Bu yüzden kompanzasyon tesislerinde kullan lan ba lama elemanlar, normal tesislerde kullan lanlardan biraz farkl d rlar ve bunlar kondansatör gücüne tekabül eden nominal ak mdan daha büyük ak mlara göre seçilirler. Kompanzasyon anahtarlama sistemleri için firmam z n üretti i özel kompanzasyon kontaktörlerinin kullan lmas tavsiye edilir. Kontaktörler, sahip olduklar ak m s n rlay c kontak bloklar sayesinde, kondansatörlerin kalk fl ak mlar n s n rland r r. Böylece gerek kondansatörlerin gerekse devre koruyucu cihazlar n ömrü uzar. FEDERAL kompanzasyon kontaktörlerinin normal kontaktörlerden fark, kontaktör üzerinde ana kontaklara paralel ba lanan ak m s n rlay c dirençlere sahip geçifl blo u olmas d r. Bu sayede kontaktörün ve kondansatörün ömrü 2 kat na ç kacakt r. Montaj Talimatlar : Kondansatörler her konumda M2 vida kullan larak kolayca monte edilebilir. Montaj vidas ayn zamanda topraklama ba lant s olarak da kullan l r. Maksimum s kma torku 5 Nm dir. Klemens ba lant lar 5 mm vida ve maksimum 2 Nm lik tork uygulanarak yap l r. Kablo ba lant lar kondansatörün afl r bas nç durumunda koruma ifllemini rahatl kla sa layabilmesi için; gövde boyunun minimum 20 mm esnemesine izin verecek flekilde yap lmal d r. Uyarı! Kondansatörlerin ba lant s nda sadece bak r kablo kullan lmal d r. Orijinal Güç Faktörü CosØ 2 CosØ Hedef güç faktörü için çarpma faktörü (tanø tanø 2 ) Tablo- /4

5 ALÇAK GER L M GÜÇ KONDANSATÖRLER NE A T GENEL TEKN K TABLOLAR Koruyucu Plastik Kapaklar : Kondansatör Çap (mm) Ø 85 Ø 0 Koruma S n f IP 54 IP 54 Ç k fllar PG 6 2 PG 6 2 Boyutlar (mm) Ø 93 Ø 8 A rl k (kg) 0,036 0,046 fiekil No. 2a 2b Tüm 85 mm ve 0 mm çapl alüminyum gövdeli kondansatörlerde IP 54 s n f için plastik kapak sa lanabilir. fiekil 2 ye bak n z. Teknik Özellikler : Anma gerilimi Frekans Standardlar Maksimum afl r gerilim Afl r Ak m Kapasite tolerans Test voltaj, terminal / terminal Test voltaj, terminal / gövde Ani boflalma ak m Dielektrik kay plar Beklenen istatistiksel ömür Koruma s n f Çevre s cakl kategorisi So utma zin verilen ba l nem zin verilen azami rak m Montaj pozisyonu Montaj Güvenlik Gövde Dielektrik Dolum Klemensler Deflarj dirençleri 400 V, 50 Hz, MKP kuru tip, IP 20 (40-50 kvar için IP 00), Federal Güç Kondansatörleri : Tip FECSADP FECSADP FECSADP3 FECSADP FECSADP FECSADP FECSADP FECSAKP FECSAKP 0,4/5 0,4/0 0,4/2,5 0,4/5 0,4/20 0,4/25 0,4/30 0,4/40 0,4/50 Güç (kvar) 5 0 2, Ak m In (A) 7,2 4,4 8,0 2,7 28,9 36, 43,3 57,7 72,0 400 V 50 / 60 Hz TS 804, IEC 6083-, EN 6083-, CE U n + %0 (günlük 8 saate kadar), U n + %30 ( dakikaya kadar),3 x I n -%5 ile +%0 2,5 x U n, AC 2 sn 3 kv, AC 0 sn Maksimum 200 x I n < 0,25 W / kvar (deflarj dirençleri olmadan) > saat 40 kvar a kadar IP 20, kvar için IP / D Sembol Maksimum periyotlarda en yüksek de er 24 saat y l D 55 C 45 C 35 C Do al havaland rma IP 20 maks. % 95, IP 00 maks. % 95 Deniz seviyesinden 2000 m yüksekli e kadar Her konumda Gövdenin alt ndaki M2 vida kullan larak (Maksimum s kma momenti 5 Nm) Afl r bas nç alt nda patlamaya karfl korumal Silindirik Alüminyum MKP - Metalize polipropilen film malzeme, kendi kendini onar r Yumuflak reçine, PCB siz kili, üç yollu Dahili - dakika içinde 50 V Kapasite (µf) 3 X 33,2 3 X 66,3 3 X 82,9 3 X 99,5 3 X 32,6 3 X 65,8 3 X 98,9 3 X 265,3 3 X 332,0 Boyutlar Ø D x H (mm) 85 X X X X X X X X X 355 A rl k Di er gerilim, güç ve frekans talepleri için lütfen firmam z aray n z. FECSADP 0,4/5 Tip Kodunun Aç l m : FE: Federal Elektrik, C: Kompanzasyon, S: 3 Fazl, A: Do al havaland rma, D: IP20 (K: IP00), P: MKP, : Konfigürasyon no., 0,4: Anma gerilimi (kv), 5: Kapasitör gücü (kvar) (kg),2,6,6 2,6 2,6 2,6 3,8 4,4 6,2 fiekil No 3 4 Siparifl kodu 9SA-BA SA-BA SA-BA SA-BA SA-BA SA-BA SA-BA SC-BA SC-BA /5

6 ALÇAK GER L M GÜÇ KONDANSATÖRLER NE A T TEKN K RES MLER FECSADP 0,4/ Tip : FECSADP 0,4/ Tip (Koruyucu Plastik Kapakl ): PG 6-2 PG H+35 H ØD H+79.5 H+5 H 60 6 M 2 ØD 35 6 M2 24 ØD+8 ØD+8 fiekil- fiekil-2 FECSAKP 0,4/40 Tip : FECSAKP 0,4/50 Tip : M0 32 M0 Ø 46 M Ø 46 M2 Ø 5 Ø 5 46 ØD+5 a b fiekil-3 fiekil-4 /6