ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ LABORATUARI

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ LABORATUARI"

Chagatai Cevahir
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 ERİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ LABORATUARI DENEY FÖYÜ DENEY ADI KOMPANZASYON DENEYİ DERSİN ÖĞRETİM ÜYESİ DENEYİ YAPTIRAN ÖĞRETİM ELEMANI DENEY GRUBU: DENEY TARİHİ: TESLİM TARİHİ:

DENEY FÖYÜ DENEY ADI KOMPANZASYON DENEYİ DERSİN ÖĞRETİM ÜYESİ

2 DENEY-9 KOMPANZASYON DENEYİ DENEYİN AMAI: Güç katsayısının düzeltilmesi işleminin genel hatları ile inelenmesi KullanılanMalzemeler: Kompanzasyon panosu Direnç yük bankası İndüktans yük bankası DENEYİN TEORİSİ: Reaktif Güç ve Güç Katsayısı: Normalde tüketiiler, şebekeden sadee I gibi bir zahiri akım çekerler. Fakat hem fiziksel hem de matematiksel kolaylık sağlamak için tüketiilerin çektikleri alternatif akımın, teorik olarak biri aktif diğeri reaktif iki bileşenden oluştuğu kabul edilir. Aktif akımın meydana getirdiği aktif güç, tüketii tarafından faydalı hale getirilir. Aktif güç, motorlarda mekanik güe, ısıtıılarda termik güe ve aydınlatma ihazlarında aydınlatma güüne dönüşür. Reaktif akımın meydana getirdiği reaktif güç ise faydalı güe çevrilemez. Reaktif güç yalnız alternatif akıma bağlı bir özellik olup, elektrik tesislerinde istenmeyen etkiler oluşturur. Generatörleri, transformatörleri, hatları, bobinleri meşgul eder ve gereksiz yere yükler. Ayrıa bunların üzerinde ilave ısı kayıplarına ve gerilim düşümlerine yol açar. Aktif güç enerjisi normal sayaçlarda tespit edildiği halde, reaktif enerji aktif sayaç ile kontrol edilemez. Reaktif enerjiyi ölçmek için reaktif güç sayaına ihtiyaç vardır. Her ne kadar reaktif güç faydalı güe çevrilemez ise de bundan tamamen vazgeçilemez. Elektrodinamik prensibe göre çalışan generatör, transformatör, bobin ve motor gibi bütün işletme araçlarının normal çalışmaları için gerekli olan manyetik alan reaktif akım tarafından meydana getirilir. Onun için faydalı aktif güün yanı sıra reaktif güe de ihtiyaç vardır. Şebekeden çekilen akım ile gerilim arasındaki açının kosinüsüne güç faktörü denir ve φ ile gösterilir. Bir tüketiinin şebekeden çektiği görünür güç: S= P + j Q =3 UU ff II= 3 UU h II (1) dır.burada U f faz-nötr gerilimi, U h hat gerilimi (fazlar arası gerilim) ve I hat akımıdır.

Fakat hem fiziksel hem de matematiksel kolaylık sağlamak için tüketiilerin çektikleri alternatif akımın, teorik olarak biri aktif diğeri reaktif iki bileşenden oluştuğu kabul edilir.

3 Hat akımı II = II PP + II qq = II φ + I sinφ () şeklinde yazılır. I p aktif akım I q reaktif akımdır. Buradan aktif güç ifadesi, PP = SS φ = 3 UU ff II osφ (3) PP = 3 UU ff II PP φ = 3 UU h II PP osφ (4) Denklem 1 ve den reaktif güç yazılaak olursa QQ = SS sinφ = 3 UU ff II qq φ = 3 UU h II qq sinφolur. Kompleks ifadelerde olduğu gibi bu denklemlerde de şu bağıntılar olabilir. II = II PP + II qq (5) SS = PP + QQ (6) Reaktif Güç Üretimi ve Kompanzasyon Reaktif güç ihtiyaını karşılamak için reaktif güün bir yerde üretilmesi gerekir. Bunu için en eski ve en klasik yol aktif güç gibi reaktif güün de senkron generatör tarafından üretilmesidir. Reaktif güç üretimi aktif güç gibi santrallerde su kuvveti, akaryakıt, kömür vb. ham madde kullanımını gerektirmez, sadee generatör uyartımı artırılarak reaktif güç üretimi sağlanır. Dolayısıyla bu şekilde üretilen reaktif güün tüm enerji sistemini meşgul etmesi söz konusu olur. Tüketiilerin normal olarak şebekeden çektikleri endüktif güün, kapasitif yük çekmek sureti ile özel bir reaktif güç üretiisi tarafından dengelenmesine kompanzasyon denir. Böylee tüketiinin şebekeden çektiği reaktif güç çok azalır. Reaktif güç üretimi için iki işletme araından yararlanılır: dinamik faz kaydırıılar ve kondansatörler. Dinamik faz kaydırıılar bugün anak özel hallerde ve ekonomik şartların elvermesi durumunda kullanıldıkları için reaktif güç üretiminde statik kaydırıılar yani kondansatörlerin avantajı daha fazladır.

sinφolur. Kompleks ifadelerde olduğu gibi bu denklemlerde de şu bağıntılar olabilir.

4 Kondansatörlerin hesabı Kondansatörler alternatif akım şebekesinde bir reaktans gibi tesir ederler. Ohm insinden kapasitif reaktans, 1 x= w (7) dir. Ohm kanununa göre U gerilimine göre bağlanan bir kondansatörün çektiği kapasitif akım, I = U U w x = (8) dir. Bu akım U gerilimine göre 90 önde gider. O halde şebekeye bağlı bir kondansatörün şebekeden kapasitif bir akım çekmesi, şebekeye endüktif akım vermesine eşdeğerdir. Kondansatörün güü, Q= U w = w I (9) şeklinde elde edilir. Üç fazlı alternative akım tesislerinde kondansatörler şebekeye veya tüketii uçlarına üçgen yada yıldız olarak bağlanabilirler.üçgen bağlamada her iki hat arasındaki kondansatörün kapasitesi ile ve yıldız bağlamada her faza bağlanan kondansatörün kapasitesi ile y gösterilirse, üçgen bağlama için, I Q = 3 Uh w = 3 Uh I = w (10) yıldız bağlama için ise, 3 I Y h Y 3 h wy Q = U w = U I = (11) yazılabilir. Yıldız ve üçgen durumu için Q güünün eşit olduğu kabul edilirse kapasiteler arasında, eşitliği bulunur. (1)

O halde şebekeye bağlı bir kondansatörün şebekeden kapasitif bir akım çekmesi, şebekeye endüktif akım vermesine eşdeğerdir. Kondansatörün güü, Q= U w = w I (9) şeklinde elde edilir.

5 Şekil.Kompanzasyonda güç bileşenleri = ' P (tanφ tan φ) 6 π U Yıldız veya üçgen bağlandıklarında kullanılaak kondansatör değerleri aşağıdaki gibi belirlenir: Üçgen bağlamada: ' P (tanφ tan φ ) = 6 π U (13) (14) U=U : Fazlar arası gerilim ' P (tanφ tan φ ) = Y π U (15) Eğer kondansatörün işletme gerilimi küçükse yeteri sayıda kondansatör seri bağlanır.seri bağlanaak kondansatör sayısı; Üçgen bağlamada: Yıldız bağlamada: U n = U U ny = n U U = U Kompanzasyonun Yararları 1. Şebekedeki Yararları Güç katsayısının düzeltilmesi ile şebekede hissedilir dereede rahatlama olur. Bunu da üç madde halinde özetlemek mümkündür. a) Şebekenin güç taşıma yeteneğinin artırılması b) Şebekede ısı kaybının azalması ) Gerilim düşümü azalması

tan φ ) = 6 π U (13) (14) U=U : Fazlar arası gerilim ' P (tanφ tan φ ) = Y π U (15) Eğer kondansatörün işletme gerilimi küçükse yeteri sayıda kondansatör seri bağlanır.

6 . Tüketiideki Yararları Kompanzasyon yolu ile güç katsayısının düzeltilmesi halinde, reaktif güç sarfiyatı için enerji dağıtım şirketine verileek üret tüketiide kalaaktır. Bu da tüketii için çok önemlidir. DENEYİN YAPILIŞI: Deneyde Yıldırım Elektronik Kompanzasyon Deney Seti kullanılaaktır. Resim 1.Yıldırım Elektronik Y-0054 Kompanzasyon Eğitim Seti Önelikle deney setinde kullanılaak yük ünitesi tipi (resistif, kapasitif veya indüktif) ayarlanaaktır. a) Resistif yük tipi devreye alınarak tek faz ve üç faz bağlantı yapıldığı durumda sistemdeki gerçek güç(p), reaktif güç(q) ve güç faktörü (osfi) değerleri kompanzasyon sisteminde bulunan ekrandan okunur. b) İndüktif yük için tek faz ve üç faz system bağlantısı yapıldığında gerçek güç(p), reaktif güç(q) ve güç faktörü (osfi) değerleri kompanzasyon sisteminde bulunan ekrandan okunur. ) Kapasitif yük tipi devreye alındığında tek ve üç fazlı bağlantı durumları için sistemdeki gerçek güç(p), reaktif güç(q) ve güç faktörü (osfi) değerleri kompanzasyon sisteminde bulunan ekrandan okunur. Kompanzasyon Sisteminde Olabileek Arızalar Şebekedeki harmonikler dolayısıyla kondansatör ünitelerinde aşırı akımlar meydana gelebilir. Rölenin sık sık devreye girip çıkması ile salınımlar meydana gelebilir. Seçilen kontaktörler, kondansatörleri devreye alırken geçen akım şiddetine uygun seçilmemiş olabilir. Röle çalışamaz. Düşük yükte büyük grupların devreye alınması. Kompanzasyonun yavaş çalışması. Kontaktörlerin kontaklarının yanması.

Yıldırım Elektronik Y-0054 Kompanzasyon Eğitim Seti Önelikle deney setinde kullanılaak yük ünitesi tipi (resistif, kapasitif veya indüktif) ayarlanaaktır.

7 SONUÇLAR-DEĞERLENDİRME Deney sonuunda elde edilen tüm değerleri tek faz ve üç faz sistem için yorumlayarak detaylı şekilde anlatınız. Raporda İstenenler: 1- Reaktif güün önemini belirtiniz. - Reaktif güün şebekede oluşturduğu olumsuzluklar nelerdir? 3- Reaktif güç üreten ve tüketen kaynakları belirtiniz. 4- Düşük güç faktörünün meydana getirdiği sorunlar nelerdir?

Raporda İstenenler: 1- Reaktif güün önemini belirtiniz.

Benzer belgeler

DENEY 8- GÜÇ KATSAYISI KAVRAMI VE GÜÇ KATSAYISININ DÜZELTİLMESİ

DENEY 8- GÜÇ KATSAYISI KAVRAMI VE GÜÇ KATSAYISININ DÜZELTİLMESİ Devre nalizi DENEY 8 GÜÇ KTSYS KM E GÜÇ KTSYSNN DÜZELTİLMESİ 1.1. DENEYİN MÇL Güç katsayısı kavramını öğrenmek ve güç katsayısının düzeltilmesinin deneysel olarak inelenmesi Deneyde kullanılaak malzemeler: