ELEKTRİK DEVRELERİNDE GÜÇ ÖLÇÜMÜ

1 ELEKTRİK DEVRELERİNDE GÜÇ ÖLÇÜMÜ

DC Güç Birim zamanda yapılan işe güç adı verilir. Doğru akımda çekilen gücün tamamı aktif güçtür ve devreye uygulanan gerilim ve akım ile doğru orantılıdır. DC devrelerde güç; P = U. I Ohm kanunu kullanılarak P = I 2. R = U2 R Doğru akım devrelerinde elektrik gücü iki şekilde ölçülür. Ampermetre Voltmetre metodu ile güç ölçme Wattmetre ile güç ölçme 2

Ampermetre Voltmetre Metodu İle Güç Ölçme Doğru akım devrelerinde güç P = U.I formülü ile hesaplanır. Buna göre devreye uygun şekilde bağlanan voltmetre ve ampermetrenin gösterdikleri değerlerin çarpımları o devrenin gücünü verir. Bu şekilde güç ölçümü yapabilmek için aletler devreye iki şekilde bağlanır. I A IR I A UA E IV V Yük E U V UR Yük RX a. Ampermetre önce bağlı b. Ampermetre sonra bağlı Ampermetre Voltmetre Metodu İle Güç Ölçme 3

a) Ampermetreyi önce bağlama Bu şekilde bağlanmış devrede devrenin gücü P = U. I dır. Alıcının gücü ise P R = U. I R dir. I = I R + I V olduğuna göre I R = I I V dir. P R formülünde yerine koyarsak; P R = U. I R = U. I U. I V (watt) olarak alıcının gerçek gücünü buluruz. Bu metotla yapılan ölçümlerde yapılan hata voltmetrenin harcadığı güç kadardır. Gerilim sabit kaldığı sürece bütün değişik ölçümlerde güç kaybı daima sabit kalacağından devrenin gücü hassas olarak bulunabilir. Bu şekildeki bağlantılar genellikle yüksek akımlı alıcıların güçlerinin (büyük güç) ölçülmesinde kullanılır. I A IR E IV V Yük 4 Ampermetre önce bağlı

b) Ampermetreyi Sonra Bağlama Bu bağlantıda ampermetrenin gösterdiği değer alıcıdan gecen akım değeridir. Ancak voltmetrenin gösterdiği değer alıcı uçlarındaki gerilim değerinden ampermetre üzerinde düşen gerilim U A kadar fazladır. U = U A + U R olur. Bu bağlantı şeklinde aletlerde okunan değerlerin toplamı ampermetre ve alıcıda harcanan güçlerin toplamıdır. Devrenin gücü P = U. I iken alıcının gücü P R = U R. I dır. U = U A + U R formülü U R = U U A şeklinde yazılıp formülde yerine koyarsak alıcının gücünü; P R = U R. I = U. I U A. I şeklinde formüle edebiliriz. I A UA E U V UR Yük RX 5 Ampermetre sonra bağlı

Bu ölçme metodunda meydana gelen hatanın en küçük olması için çekilen akımın küçük olması gerekir. Dolayısıyla bu tip bağlantı şeklinin küçük akımlı alıcıların güçlerinin (küçük güç) ölçümünde kullanılması daha uygundur. I A UA E U V Yük UR RX 6

S2 S1 IR A S3 E R Yük V UR Ampermetre Voltmetre Metodu İle Güç Ölçme Ölçmenin hatasız olması isteniyorsa aşağıdaki bağlantı şekli yapılır. Akım ölçmek istendiğinde S 1 anahtarı kapalı iken S 2 ve S 3 anahtarları açık olmalıdır. Bu durumda okunan akıma I R diyelim. U R gerilimi de S 1, S 2 ve S 3 anahtarları kapalı iken voltmetreden ölçülen değer olduğuna göre alıcının gücü; P = P R = I R. U R olur. 7

AC Güç DC devrelerde güç P = U. I formülü ile elde edilirken AC devrelerde devreye bağlı elemanların omik (direnç), endüktif (bobin) ve kapasitif (kondansatör) etkisinden dolayı aktif güçten başka güçler de mevcuttur. Direnç elemanı gücü aktif olarak harcayan elemanlarken, kondansatörler elektrik enerjisini elektrik yükü olarak, bobinler manyetik alan olarak depolayan elemanlardır. Bu nedenle bobin ve kondansatörde güç kaybı meydana gelmez. Endüktif elemanlar akımın gerilimden geri kalmasına sebep olurken kapasitif elemanlar akımın gerilimden önde olmasına sebep olurlar. Bu nedenle AC devrelerde bir güç katsayısından söz edilir. Güç katsayısı aktif güç ile görünür gücün oranından elde edilir ve cosφ ile gösterilir. Güç katsayısı direnç bulunduran omik devrelerde 1 iken bobin ve kondansatörlü devrelerde 0 ile 1 arasındadır. Omik devrelerde aktif güç, bobin ve kondansatörlü devrelerde 8 reaktif güç çekilir.

Aktif güç Reaktif Güç Görünür güç P = U. I. cosφ Q = U. I. sinφ S = U. I P, aktif güç olup devrede iş yapan güçtür ve birimi Watt tır. Q reaktif güçtür ve işe yaramayan kör güçtür. Birimi VAR(volt amper reaktif) dır. S devreye verilen toplam güç olup birimi VA(volt amper) dir ve aktif ve reaktif güçlerin vektöriyel toplamına eşittir. Aşağıdaki bağlantıda motorun şebekeden çektiği aktif güç ölçü aletlerinin değerlerine göre P = U. I. cosφ olur. A cos U V M 9 Bir Fazlı Devrede Aktif Güç Ölçümü

AC Güç Aktif güç: Elektrik ocağı, elektrikli şofben, fırın, elektrikli ısıtıcı gibi rezistans(direnç) bulunduran Omik Alıcılar tarafından çekilen güçtür. P = U. I. cosφ(watt) 10

Reaktif güç Endüktif (Bobinli devre) ve Kapasitif (kondansatörlü devre) yük bulunduran devreler tarafından çekilen, işe dönüşmeyen güçtür. Endüktif ve kapasitif reaktif olarak iki şekildedir. Q = U. I. sinφ (Volt Amper Reaktif VAR) Endüktif Reaktif: Elektrik motoru, transformatör gibi bobin bulunduran alıcılar ile gaz deşarjlı ampuller tarafından çekilen güçtür. 11

Kapasitif Reaktif: Kondansatörler tarafından çekilen yada kapasitif etkiden dolayı çekilen güçtür. Endüktif reaktif gücün azaltılması için (kompanzasyon) kullanılırlar. Görünür Güç Sistemlerin tasarımında göz önünde bulundurulan güçtür. Trafo gücü, santral gücü, güç kaynağı güçleri görünür güç olarak da verilir. S = U. I(VA) 12

Wattmetreler Doğru ve alternatif akım elektrik devrelerinde doğrudan doğruya güç ölçümünde kullanılan ölçü aletleridir. Wattmetrelerin üzerinde güç ölçtüğünü belirtmek amacıyla W veya kw işaretleri konulur. Analog wattmetrelerde Ölçü aletinin yapısında devreye seri olarak bağlanan akım bobini ve paralel olarak bağlanan gerilim bobini mevcuttur. Akım bobini az sipir kalın kesitli, gerilim bobini çok sipirli ince kesitli olarak yapılmıştır. Gerilim bobini bir eksen etrafında dönecek şekildedir ve ibre de gerilim bobinine bağlanmıştır. Elektrodinamik analog wattmetrenin iç yapısı 13

Wattmetrelerde akım ve gerilim bobinleri iki şekilde bağlanabilir. Akım bobinin önce bağlandığı durumda ölçülen değer gerçek değerden voltmetrenin harcadığı güç kadar fazladır. Akım bobini sonra bağlı devrede ise ampermetrenin harcadığı güç kadar fazla olur. Buna göre hassas ölçüm gerektiren yerlerde bobinlerin bağlantı şekline göre fazla güçler hesap edilip wattmetrenin gösterdiği değerden çıkarılmalıdır. Kaba ölçmelerde buna gerek yoktur. Wattmetrelerde küçük güç ölçülecekse akım bobini sonra, büyük güç ölçülecekse akım bobini önce bağlanır. R W Ra I U U1 Ry Yük N Akım Bobini Önce Bağlamış 14

Akım bobini sonra bağlanmış devrede wattmetreden okunan gücün değeri P = U 1. I + I. R A dir. Akım bobini önce bağlanmış devrede wattmetreden okunan gücün değeri P = U. I 1 + U2 R V dir. Burada artı (+) dan sonraki ifadeler sırasıyla ampermetre ve voltmetre tarafından harcana güçleri gösterir. Devreden çekilen gücün gerçek değeri ampermetre ve voltmetrenin harcadığı güçlerin wattmetreden okunan değerden çıkarılması ile elde edilir. R I Rv W I1 U Iv U Ry Yük N 15 Akım Bobini Sonra Bağlanmış

Wattmetreler ölçebileceği akım ve gerilime göre imal edilirler. Alete üzerinde yazılı kademeden fazla gerilim verilirse yada fazla akım çekilirse alet yanar. Wattmetrelerle alternatif akım devresinde güç ölçülürken akım ve gerilim bobinlerinden geçen akım aynı polaritede değilse ibrenin ters saptığı görülür. Bu durumda devrenin enerjisi kesilip akım veya gerilim bobinine bağlı uçlardan biri yer değiştirilmelidir. 16

Üç Fazlı Devrelerde Güç ve Ölçülmesi Üç fazlı devrelerde yük, üçgen veya yıldız şeklinde bağlanır. Yıldız Bağlantı Yıldız bağlantı, yüklerin giriş uçlarına üç fazlı gerilim uygulanırken çıkış uçlarının kısa devre edildiği bağlantı şeklidir. Yıldız bağlı sistemde, faz akımı ile hat akımı birbirine eşittir. R I=Ih Uf If Hat gerilimi U H = 3. U f Hat akımı I H = I f S T Uh N I H = I R = I S = I T U f = U R0 = U S0 = U TO = 220V U H = U RS = U ST = U TR = 380V Üç fazlı sistemde yıldız bağlama 17

Üçgen Bağlantı Üçgen bağlantıda giriş uçları diğer yükün çıkış ucuna bağlanmıştır. Üçgen bağlı sitemde nötr noktası olmaz. Hat ve faz gerilimleri üçgen bağlı sistemde birbirine eşittir. Fakat hat akımı faz akımından 3 kat büyüktür. R S T Uh I=Ih Uf If If Hat gerilimi U H = U f Hat akımı I H = 3. I f U H = U RS = U ST = U TR = 380V U f = U R0 = U S0 = U TO = 380V I H = I RS = I ST = I TR = 380V Üç fazlı sistemde yükün üçgen bağlanması 18

Hangi bağlantı şekli olursa olsun aktif ve reaktif güçler şu şekilde bulunur. P = 3. U f. I f. cosφ = Q = 3. U f. I f. sinφ = 3. U H. I H. cosφ 3. U H. I H. sinφ φ açısı akım ile gerilim arasındaki açı, Cosφ ise güç katsayısıdır. Üç fazlı sistemlerde güç ölçümü değişik metotlarla yapılır. Fakat bunlardan iki tanesi en çok kullanılan yöntemdir. Üç wattmetre metodu İki wattmetre metodu 19

Üç Wattmetre Metodu Üç wattmetre metodu dengeli ve dengesiz yüklerin güçlerinin ölçümünde kullanılabilecek bir metottur. Wattmetrelerin gerilim bobinine faz gerilimi uygulanmaktadır. Yıldız veya üçgen bağlı yüklerin çektikleri toplam güç bu üç wattmetrenin gösterdiği değerin toplamıdır. Ölçülen değer aktif güçtür. P = P R = P S = P T Üç wattmetre metodu bağlantı zorluğu ve üç adet wattmetre ihtiyacı nedeniyle pek kullanışlı bir yöntem değildir. Eğer üç fazlı sistem dengeli ise bir fazın çektiği güç ölçülüp ölçülen değerin üç katı alınarak toplam güç bulunabilir. Aşağıda yıldız ve üçgen bağlı sistemde üç wattmetre metodu bağlantısı görülmektedir. 20

R W Z1 S W Z2 Z3 T W N R I=Ih W Z1 Z2 W S W Z3 21 Yıldız ve üçgen bağlı üç fazlı sistemde üç wattmetre ile güç ölçümü T

İki Wattmetre Metodu (Aron Bağlantı) İki wattmetre metodu, dengeli olan üç fazlı yıldız veya üçgen bağlı yüklerde kullanılan metottur. Bu sistemde toplam güç iki Wattmetrenin ölçtüğü değerlerin toplamıdır. P = P 1 + P 2 formülü ile bulunur. P = 3. U H. I H. cosφ Bu sistemde akım ile gerilim arasındaki faz açısı şu formül ile bulunabilir. tanφ = 3. P 2 P 1 P 2 +P 1 22

Aşağıda iki wattmetre ile üç fazlı sistemin çektiği gücün ölçülmesi devresi gösterilmiştir. R W S Z2 Z1 Z3 T W İki Wattmetre ile (Aron bağlantı) üç fazlı bir sistemde yıldız bağlı yükün çektiği gücün ölçülmesi 23

Üç Fazlı Wattmetre Üç fazlı ve dengeli yüklü sistemlerde ölçme bir wattmetre ile yapılıyorsa ölçülen değer üç ile çarpılıp bulunur. Üç fazlı ve dengeli yüklü sistemde ölçme iki wattmetre ile yapılacaksa aron bağlantı yapılıp iki wattmetrenin ölçtüğü değer toplanarak toplam çekilen güç bulunur. İşte bu karmaşıklığı ortadan kaldırmak amacıyla üç fazlı wattmetreler imal edilmektedir. Üç fazlı wattmetrelerde iki elektrodinamik ölçü aletinin hareketli bobini aynı mil üzerine monte edilir. Bağlantı şekli aron bağlantıda olduğu gibidir. Hareketli bobinde oluşan döndürme kuvveti toplam döndürme kuvveti kadardır. Böylece ibre toplam gücü ölçmüş ve tek okumada işlem bitmiş olmaktadır. 24

Reaktif Güç Ölçümü ve VARmetre Alternatif akımda, bobinli (endüktif yükler) ve kondansatör (kapasitif yük) bulunduran devrelerde Kör güç denilen Reaktif güç (iş yapmayan güç) vardır. Bu güç VARmetrelerle ölçülür. a) Endüktif bir almaca ait akım ve gerilim eğrileri b) Akımın aktif Ia ve reaktif Ir bileşenleri Yukarıdaki şekil b ye göre; cosφ = I a I I a = I. cosφ (Akımın aktif bileşeni) sinφ = I r I I r = I. sinφ (Akımın reaktif bileşeni 25

Bir fazlı devrede; Aktif güç Reaktif güç P = U. I. cosφ(w) Q = U. I. sinφ(var) Üç fazlı üç iletkenli dengeli devrede; Aktif güç P = 3. U. I. cosφ(w) Reaktif güç Q = 3. U. I. cosφ(var) 26

R W N L M Wattmetreye L bobini ilave edilerek varmetre yapılması Ry Yük R N Var M Ry Yük R S T Var Var Z2 Z1 Z3 Bir ve üç fazlı devrelerde reaktif güç ölçümü 1 ve 3 fazlı devrelerde reaktif güç ölçmek amacı ile VARmetreler aynen wattmetrelerde olduğu gibi devreye 27 bağlanır. 3 fazlı dengeli sistemde; 1 hattın reaktif gücü ölçülüp üç ile çarpımından toplam güç bulunabilir.

Güç Faktörü (Güç katsayısı - cosφ) Alternatif akım devrelerinde güç ölçmelerinde, devre endüktif veya kapasitif ise böyle devrelerde akım ile gerilim arasında faz farkı vardır. Bu fark açı ile gösterilip bu açının cosinüsüne güç katsayısı veya güç faktörü denir. İşletmelerde aktif enerji haricinde harcanan reaktif enerji de ilgili sayaçlar aracılığı ile ölçülüp ücreti TEDAŞ tarafından alınmaktadır. Daha önceden bildiğimiz gibi reaktif güç faydalanılmayan güç olup bu gücün azaltılması mümkündür. Öncelikle güç kaybının önlenmesi için güç faktörünün ölçülmesi gerekir. Güç katsayısı direkt veya endirekt metotlarla ölçülebilir. Direkt ölçen aletlere Cosφmetre veya güç faktörü metre adı verilir. 28

Güç faktörü iki yöntem ile ölçülür. Ampermetre, voltmetre ve wattmetre yardımıyla güç katsayısı ölçmek ve cosφmetre ile güç katsayısı ölçmek. Ampermetre, Voltmetre ve Wattmetre Metodu İle Cosφ Ölçmek Bir fazlı devrede aktif güç; P = U. I. cosφ cosφ = P U.I 3 fazlı dengeli devrelerde; Aşağıdaki ölçü aletlerinde okunan değerler formüllerde yerine konularak cosφ bulunur. P T = 3. P ölçülen ile toplam çekilen güç bulunur. P = 3. U. I. cosφ cosφ = P 3.U.I den bulunur. 29

1 ve dengeli 3 fazlı devrelerde ampermetre, voltmetre ve wattmetre metodu ile cosφ ölçmek Ölçülen bir faz gücü P = U. I. cosφ 30

Cosinüsfimetre (Güç Faktörümetre) Cosφ değerinin dolaylı ölçülmesi işletmelerde tercih edilen bir yöntem değildir. Cosφ değerinin doğrudan ölçülmesi gerekir. Bu amaçla yapılan cihazlara fazmetre veya cosφmetre adı verilir. Gerilim bobini paralel olarak bağlanır. Kullanıldıkları devreye göre bir ve üç fazlı olarak imal edilirler. Devrenin güç katsayısına göre devrenin nasıl çalıştığı söylenebilir. Cosφ=1 Cosφ 1 den farklı pozitif sayı ise Cosφ 1 den farklı negatif sayı ise Omik yük Endüktif yük Kapasitif yük 31

Analog Cosφmetrenin prensip şeması 32 Analog Cosφmetreler Dijital Cosφmetre

Elektrik Sayacı Elektrik enerjisini kilowatt-saat (kwh) cinsinden ölçen aletlere elektrik sayacı denir. Sayaçlar dışındaki ölçü aletlerinde alet belirli bir miktar saparak değer gösterir. Elektrik sayaçlarında ise, dönen sistem daimi olarak dönmekte, dönme hareketi bir dişli aracılığı ile numaratöre iletilip numaratörde harcanan enerji toplanarak ölçülmektedir. Burada aletin dönme hızı, devrenin çektiği güç ile orantılıdır. Bu aletlerde karşı koyma momenti yerine, hareketli sistemin hızıyla orantılı olan frenleyici moment kullanılır. Frenleyici moment, hareketli sistemle aynı mil üzerine tespit edilen alüminyum diskin daimi mıknatıs kutuplan arasında dönmesiyle sağlanır. Bir ve üç fazlı olmak üzere iki şekilde imal edilirler. Çalışma prensibine göre analog yada dijital olabilirler. 33

1 Faz İki Telli Analog Aktif Sayaç 3 Faz Dört Telli Analog Aktif Sayaç 34 1 Faz İki Telli Dijital Aktif Sayaç 3 Faz Dört Telli Dijital Aktif Sayaç

1 Fazlı Alternatif Akım Sayaçları İndüksiyon sayaçlarının çalışma prensibi, kısa devre rotorlu asenkron motorun çalışma prensibinin aynısıdır. Bu aletlerde, gerilim bobininin meydana getirdiği ϕu akısı ve akım bobinin meydana getirdiği ϕs akısının birbirine olan etkisi ile disk üzerinde bir döndürme momenti oluşur. İndüksiyon sayaçlarının hatasız bir şekilde ölçme yapabilmesi için akım ve gerilim bobinlerinin akıları arasında 90 lik faz farkı olması gerekir. Bunun için gerilim bobini mümkün mertebe saf endüktif, akım bobini ise omik yapılır. Bu durumda; gerilim bobininin manyetik akısı şebeke geriliminden 90 geride, akım bobininin akısı da, yük akımı ile aynı fazda olur. 35

Bir fazlı indüksiyon sayacının iç yapısı 36

Bu terimler sizin hangi saat dilimlerinde, ne kadar kwh elektrik tükettiğinizi gösterir. T1: (06:00-17:00) arası gündüz, normal tarife; analog sayaçların aynı fiyatta elektrik T2: (17:00-22:00) arası puant, pahalı tarife (analog sayaçların 1.5 katı); T3: (22:00-06:00) arası gece, ucuz tarife; analog sayaçların yarısı fiyatında enerji. T: Toplam kullanılan elektrik gücüdür. 37

Bir ev kullanıcısına ait güç-zaman eğrisi (Zamana göre günlük elektrik tüketimi) 38

Örnek: 600devir/kWh lik bir elektrik sayacının 12s de bir tur dönmesi durumunda şebekeden çekilen gücü bulunuz. (1dk=60s 1sa=3600s) 12sn de bir tur dönen sayaç diski 1sa=3600sn de 300tur atar. Sayaç diskinin 600 tur atması 1kWh lık enerji tüketimine denk olduğuna göre şebekeden çekilen güç 500W tır. 39

Örnek: 1600Imp/kWh lik bir dijital elektrik sayacının 1dk da 20Imp sinyal verdiğine göre şebekeden çekilen gücü bulunuz. (1dk=60s 1sa=3600s) 1dk da 20Imp 1sa=60dk da 1200Imp sinyal verir. Sayacın 1600Imp sinyal vermesi 1kWh lık enerji tüketimine denk olduğuna göre şebekeden çekilen güç 750W tır. 40

Üç Fazlı Alternatif Akım Sayaçları Bu sayaçlar; üç fazlı üç telli, üç fazlı dört telli olarak iki çeşit yapılırlar. Üç fazlı sayaçlar iki veya üç adet bir fazlı indüksiyon sayaçlarının bir araya getirilmesinden meydana gelir. Bu nedenle çalışma prensibi ve özellikleri bir fazlı sayaçların aynıdır. Aralarındaki tek fark, her sayaca ait bir disk olmasıdır. Üç fazlı olanlarda toplam bir adet disk aynı eksen üzerindeki mile tespit edilmiştir. Bu tip sayaçlarda disk iki elektromıknatısın bileşke kuvvetine göre hareket eder. Üç fazlı dört telli dağıtım sistemlerinde ise, aynı mil üzerine tespit edilmiş iki diskli veya üç diskli olan tipleri kullanılır. Bu sayaçlar dört telli olduğundan dengeli veya dengesiz bütün alıcılara bağlanarak üç fazın toplam enerjisini kwh cinsinden kaydederler. 41

Üç fazlı üç hatlı devrelerde kullanılan indüksiyon sayacı (aron bağlı) 42

Üç fazlı dört telli sayacın prensip şeması 43

Sayaçların Devreye Bağlanması Sayaçlar devreye wattmetrelerde olduğu gibi; akım bobini devreye seri, gerilim bobini devreye paralel olarak bağlanırlar. Her sayacın bağlantı şeması kendi kapağının içerisinde verilmiştir. Sayaçların bağlanması üç şekilde incelenir Direkt bağlama Akım ölçü transformatörü ile bağlama, Akım ve gerilim ölçü transformatörü ile bağlama Direkt Bağlama Alçak gerilim şebekelerinde, alıcıların gücünün yüksek olmadığı ev gibi yerlerde sayaçlar devreye doğrudan doğruya bağlanırlar. Direkt olarak bağlanan sayaçlar 1 fazlı devrelerde 220 volt, üç fazlı devrelerde 380 voltta çalışacak şekilde yapılırlar. 44

Bir fazlı sayaçların devreye direkt bağlanmaları 45

46

47

48

Üç fazlı dört telli sayaçların devreye direkt bağlanmaları Üç fazlı üç telli sayaçların (aron) devreye direkt bağlanmaları 49

Akım Ölçü Transformatörü İle Bağlama Bazı fabrika ve atelyelerde olduğu gibi, alçak gerilim şebekelerinde, alıcıların çektikleri akımın büyük olduğu yerlerde akım bobinine, bir ölçü transformatörünün sekonder uçları bağlanır. Böyle yerlerde gerilim bobini devreye direkt olarak bağlanır. Akım trafosunun sekonder kısmı 5 A'lik yapılır. Aşağıda sayaçların akım ölçü transformatörlü olarak devreye bağlanması gösterilmiştir. 50

Bir fazlı sayaçların akım transformatörlü olarak devreye bağlanması Üç fazlı sayaçların akım transformatörlü olarak devreye bağlanması 51

52

53

54

55

56

Akım ve Gerilim Ölçü Transformatörü İle Bağlama Yüksek gerilimli tesislerde sayaçlar, ölçü transformatörleri ile birlikte bağlanırlar. Ölçü transformatörleri gerilimi sayacın ölçebileceği gerilim (380 V) değerine düşürür. Ayrıca bir önceki konuda anlatıldığı gibi akım transformatörü de devreye bağlanarak sayaca giren akım belirli oranda küçültülmüş olur. Böylece sayaç yüksek gerilim devresinden de yalıtılmış olur. 57

3 fazlı 3 telli akım ve gerilim trafolu sayaç bağlantısı Akım ve gerilim ölçü transformatörlü sayaçların gösterdiği değer ölçtüğü değer değildir. Ölçtüğü değer akım trafosunun dönüştürme oranı ni gerilim trafosunun dönüştürme oranı nu ve sayaçta okunan değerin (K) çarpımı ile bulunur. 58 A = K. ni. nu

İndüksiyon sayaçlarının özelliklerini maddeler halinde özetlersek: Sayaçlar genellikle ayda bir kere okunur. Son okunan değerden bir önceki okunan değer çıkartılarak son ay harcanan enerji bulunur. Birim fiyat bu sayı ile çarpılarak enerji bedeli hesaplanmış olur. 1 fazlı sayaçlar 220 V ve 3 fazlı sayaçlar 380V'ta çalışacak şekilde imal edilip akımına göre anılırlar. Monofaze sayaç amperaj değerleri: 10(40) - 20(60) - 20(80)A dir. Trifaze üç fazlı dört telli sayaç amperaj değerleri: 10(30) - 20(60) - 30(75) - kullanılmaktadır. Ancak bundan daha büyük akım ve gerilim değerleri için ise 3x../5A dediğimiz redüktörlü (akım transföormatörlü veya hem akım, hem de gerilim transformatörlü) sayaçlar kullanılır. 59

Sayaçlar wattmetre gibi gücü ölçerken diğer taraftan zamana göre toplamını alıp bu değeri kaydederler. İndüksiyon sayaçları, elektrodinamik sayaçlara nazaran daha doğru ve emniyetli ölçme yapmaktadır. Sayaçların hatalı ölçmesi nedeni ile bunu düzeltme çareleri var olup bu sadece ilgili dağıtıcılar tarafından (TEDAŞ) yapılabilir. Sayaçlar en az 10 senede bir kontrol edilmelidir. 1 fazlı sayaçlarda fazın yeri değiştirilirse (Yani giriş yeri çıkış, çıkış yeri giriş olursa) diskin dönüş yönü değişir. Üç fazlı sayaçlarda fazlardan ikisinin yönü değişirse diskin dönüş yönü değişir. 60

Reaktif Sayaçlar Alternatif akımda çalışan endüktif yükler (motor, trafo v.b) aktif gücün yanında bir de reaktif güç harcarlar. Büyük işletmelerde çok sayıda motor ve trafo kullanıldığından çekilen reaktif güç de büyük olur. Ayrıca trafoyu ekstradan yüklemiş olduğumuzdan enerji dağıtım şirketine olan yükümüz artar. Enerji dağıtım şirketi (TEDAŞ) Türkiye'de kompanzasyon panosu yapma ve işletme zorunluluğundaki bu işletmeler proje gücü 9KVA ve üzeri olan işletmeler olarak belirlemiştir. Bu işletmeler cosφ değerini 1'e yaklaştırarak, reaktif enerjilerini azaltmaları gereklidir. Bunları sağlamadığı takdirde işletmeden ayrıca reaktif enerji bedelini ödemekle karşılaşılabilir. İşletmelerde çekilen reaktif gücü ölçen cihazlara Reaktif Sayaç denir. Yapıları aktif sayaçlara çok benzer. Aralarındaki fark aktif sayacın gerilim bobinine uygulan gerilimin akıma göre 90 kaydırılması gerekir. 61

Reaktif Güç Çeken Alıcılar Düşük ikazlı senkron makineler Asenkron motorlar Senkron motorlar Bobinler Transformatörler Redresörler Endüksiyon fırınları, ark fırınları Kaynak makineleri Hava hatları Floresan lamba balastları Sodyum ve cıva buharlı lamba balastları Neon lamba balastlar 62

İşletmelerde çekilen reaktif gücü ölçen cihazlara Reaktif Sayaç denir. Yapıları aktif sayaçlara çok benzer. Aralarındaki fark aktif sayacın gerilim bobinine uygulan gerilimin akıma göre 90 kaydırılması gerekir Üç fazlı üç telli reaktif sayacın iç bağlantısı Üç fazlı dört telli reaktif sayacın iç bağlantısı 63

Türkiye de şebeke taşıma kapasitesini arttırmasından ve enerjinin israfını önlemesinden dolayı ülke ekonomisi için vazgeçilmezdir ve Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu'ndan kurul kararı olarak en son alınan karar, Karar No:284/2 Karar Tarihi: 8/1/2004 olarak zorunlu tutulmuştur. Bu karara göre Türkiye'de kompanzasyon panosu yapma ve işletme zorunluluğundaki bu işletmeler proje gücü 9KVA ve üzeri olan işletmelerdir. İşletmenin proje gücü 50KVA ve üzeri ise harcadıkları endüktif enerji, aktif enerjinin en fazla %20'ü; kapasitif enerji de aktif enerjinin en fazla %15'i, işletmenin proje gücü 9KVA- 50KVA arasında ise harcadıkları endüktif enerji, aktif enerjinin en fazla %33'ü; kapasitif enerji de aktif enerjinin en fazla %20'si kadar olabilir. Aksi halde işletme ceza faturası ödemek ile yükümlüdür. 64

Kompanzasyon Panosu Uygulamaları: Alternatif akımda devrenin endüktif (motor-bobin) veya kapasitif (kondasatör) olması dolayısıyla Faz farkının oluşması, reaktif güç oluşması demektir. Bir sistemin görünür gücü değişmez, ancak faz farkına bağlı olarak görünür gücün bileşenleri olan aktif ve reaktif güç değişir. Aktif güç görünür güce eşit olup bu güçle ve cihaz,motor vs maksimum iş verimi alınır. Devrede işi aktif bileşen yapar, reaktif bileşen her döngüde şebekeden çekilir ve döngü bitmeden geri şebekeye verilir. 65

Verimin artması ve şebekenin reaktif güçten kötü etkilenmemesi için endüktif sistemin girişine bir kompanzasyon kondansatörü bağlanır ve devrede üretilen rekatif güç şebekeye verilmeden kondansatörlerde depolanır. Motor devreye girerken de bu kondansatörler depoladıkları reaktif gücü motorlara geri verirler. Dolayısıyla şebeke sistemi saf resistif bir sisteme yakın olarak görür ve şebekeyle sistem arasında reaktif güç alışverişi olmaz. Alternatif akımın iki bileşeni vardır. Bunlar Aktif bileşen ve reaktif bileşen. Bu iki bileşen vektörel olarak toplanması alternatif akımı oluşturur. Aktif bileşen direkt akımdan enerjiye dönüşürken, reaktif bileşen bobin vs de harcanır. Eğer reaktif bileşen kompanzasyon panosu ile sıfıra yakın olarak azaltılabilirse, kompanzasyon panosu öncesi olan 0.85 olan aktif güç çarpanı-faktörü panonun kurulması ile 0.99 a çıkar ve saatten geçen reaktif bileşen için 66 para harcamamış oluruz. Kısaca kompanzasyon panosu kurulumu ile elektriğe % 30 daha az para öderiz.

Bağlantı gücü 9kW a kadar olan İmalata vs dayalı İşyerlerinde reaktif enerji tarifesi-indirminden-elektrik indiriminden yararlanmak için kompanzasyon panosu kurmak kesinlikle uygun olacaktır. 9kW ın üstünde kanunen kurmak zorunludur. Bu panonun kurulumu ile elektrik ücret ödemelerinde % 30 daha az ödeme imkanı sağlanmakta ve pano 6-12 ay içerisinde kendini amorti edebilmektedir.kompanzasyon panosu kurmak, özellikle motor kullanan işyerleri,teknik okullar,atölyeler vs için kesinlikle gereklidir. 67

Kompanzasyon panosunun dışarıda bir firmaya yaklaşık Kurulum maliyeti kwh başına 35TL (11.8.2011) alınabilir. Panonun kurulması sonrası Firmanın ne kadar elektrik tükettiği elektrik faturasından belli olacaktır. Panonun kurulum sonrası işlevine yerine getirip getirmediği elektrik tüketiminden çek edilmelidir. Elektrik kesilmelerine karşı iş akışının iş makinalarındamotorlarda devam etmesi için kullanılan işyeri jeneratörü dışında,firma tarafından güç ünitesi de kullanılıyorsa, bu güç ünitesini kullanımına bağlı şebekede alternatif akım harmonikleri ortaya çıkar. Bu harmonikler de sistemle rezonanasa girerek kompanzasyon panosunun verimini düşürür hemde kompanzasyon panosunu bozabilir. 68

Bu nedenle kompanzasyon panosu kurulumunda sistemde güç ünitesi de varsa kompanzasyon panosuna, panoyu korumak için harmonikleri de süzen aktif harmonik filtresi grubuda panoda mutlaka kurulmalıdır. Konutlarda floresan lambalara bağlı reaktif güç harcaması için oldukça fazla floresan lambanın oldukça uzunca bir süre yanması gerekmektedir, bu durum da konutlarda gerçekleşen reaktif gücün miktarı, sanayiye göre az olduğu için, konutlarda reaktif güç harcaması için bir önlem alınmasına gerek duyulmamaktadır. Ancak yine de ev tipi prize takılabilen kompanzasyon cihazları kullanılabilir. Mesken abonelerinde, yani tek fazla beslenen abonelerde yada bağlantı gücü 9kW a kadar olan abonelerin reaktif enerji tarifesinden yararlanabilmeleri imkanı olmadığı için kompanzasyon panosu kurmalarına gerek yoktur. 69

KAYNAKLAR 1. NACAR, A. Mahmut; Elektrik-Elektronik Ölçmeleri ve İş Güvenliği 2. ANASIZ, Kadir; Elektrik Ölçü Aletleri ve Elektriksel Ölçmeler; MEB Yayınları 3. MEGEP; Fiziksel Büyüklüklerin Ölçülmesi; Ankara 2011 4. MEGEP; Elektriksel Büyüklüklerin Ölçülmesi; Ankara 2011 5. www.transcat.com New International Safety Standards for Digital Multimeters 6. www.wikipedia.org 7. http://320volt.com/ 70