ELEKTRİK DEVRELERİNDE GÜÇ ÖLÇÜMÜ

1 ELEKTRİK DEVRELERİNDE GÜÇ ÖLÇÜMÜ

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar DC Güç 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(Watt) Ohm kanunu kullanılarak P = I 2. R = U2 R (Watt) Doğru akım devrelerinde elektrik gücü iki şekilde ölçülür. Ampermetre Voltmetre metodu ile güç ölçme Wattmetre ile güç ölçme 2

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar DC Güç Ölçme Ampermetre Voltmetre Metodu İle Güç Ölçme Doğru akım devrelerinde güç; P = U. I formülü ile hesaplanır. Devreye uygun şekilde bağlanan voltmetre ve ampermetrenin gösterdikleri değerlerin çarpımları o devrenin gücünü verir. Ampermetre ve voltmetre ile güç ölçümü yapabilmek için aletler devreye iki şekilde bağlanır. Yüksek akımlı alıcıların güçlerinin (büyük güç) ölçülmesinde ampermetre önce bağlama; Küçük akımlı alıcıların güçlerinin (küçük güç) ölçümünde ampermetre sonra bağlama kullanılması uygun olur. S2 E I A IV V IR Yük E U V I A UA UR Yük RX E S1 IR A R Yük S3 V UR P R = U. I R = U. I U. I V (W) P R = U R. I = U. I U A. I (W) P = P R = I R. U R a. Ampermetre önce bağlı b. Ampermetre sonra bağlı c. Daha iyi bir ölçü için kullanılması gereken devre Ampermetre Voltmetre Metodu İle Güç Ölçme 3

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar AC Güç Ölçme 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. 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 cosφ = 1 iken bobin ve kondansatörlü devrelerde 0 < cosφ < 1 arasındadır. Aktif Güç, Omik devrelerde, Reaktif Güç, bobin ve kondansatörlü devrelerde çekilir. 4

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar AC Güç Ölçümü 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, reaktif ve görünür gücü ölçü aletlerinin değerlerine göre, Aktif güç P = U. I. cosφ Reaktif Güç Görünür güç Q = U. I. sinφ S = U. I A cos U V M Bir Fazlı Devrede Aktif Güç Ölçümü 5

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar AC Güç Aktif Güç Elektrik ocağı, elektrikli şofben, fırın, elektrikli ısıtıcı gibi rezistans(direnç) bulunduran Omik Alıcılar tarafından çekilen güçtür. Devre gerilimi, akımı ve güç katsayısından P = U. I. cosφ(watt) ile bulunur. 6

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar AC Güç Reaktif Güç Endüktif (Bobinli devre) ve Kapasitif (kondansatörlü devre) yük bulunduran devreler tarafından çekilen, işe dönüşmeyen güçtür. Q = U. I. sinφ (Volt Amper Reaktif VAR) Endüktif ve kapasitif reaktif olarak iki şekildedir Endüktif Reaktif: Elektrik motoru, transformatör gibi bobin bulunduran alıcılar ile gaz deşarjlı ampuller tarafından çekilen güçtür. 7

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar AC Güç Reaktif Güç 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) 8

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar Güç Ölçümü - Wattmetreler 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. 9 Dijital ve Elektrodinamik analog wattmetre

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar Güç Ölçümü - Wattmetreler 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 N U I Rv Iv W Akım Bobini Sonra Bağlanmış I1 U Ry Yük R N U W Ra Akım Bobini Önce Bağlamış I U1 Ry Yük 10

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar Güç Ölçümü Üç Fazlı Devreler Yıldız Bağlantı 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 Uh S 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 T 11

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar Güç Ölçümü Üç Fazlı Devreler Üçgen Bağlantı 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 Uh I=Ih Uf If If Hat gerilimi U H = U f Hat akımı I H = 3. I f S T Üç fazlı sistemde yükün üçgen bağlanması 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 12

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar Güç Ölçümü Üç Fazlı Devreler 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 13

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar Güç Ölçümü Üç Fazlı Devreler 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 R W R I=Ih Z1 W Z1 S W Z2 Z3 Z2 W T W S W Z3 N T 14 Yıldız ve üçgen bağlı üç fazlı sistemde üç wattmetre ile güç ölçümü

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar Güç Ölçümü Üç Fazlı Devreler İki Wattmetre Metodu (Aron Bağlantı) İki wattmetre metodu, dengeli olan üç fazlı yıldız veya üçgen bağlı yüklerde kullanılan metottur. Sistemde toplam güç iki Wattmetrenin ölçtüğü değerlerin toplamıdır. P = P 1 + P 2 P = 3. U H. I H. cosφ Sistemde akım ile gerilim arasındaki faz açısı şu formül ile bulunabilir. R W tanφ = 3. P 2 P 1 P 2 +P 1 Z1 S T W Z2 Z3 İki Wattmetre ile (Aron bağlantı) üç fazlı bir sistemde yıldız bağlı yükün çektiği gücün ölçülmesi 15

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar Güç Ölçümü Üç Fazlı Devreler 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. 16

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar Güç Ölçümü Reaktif Güç Ölçümü VARmetreler 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. Endüktif bir yüke ait akım ve gerilim eğrileri Akımın aktif Ia ve reaktif Ir bileşenleri cosφ = I a I a = I. cosφ (Akımın aktif bileşeni) sinφ = I r I r = I. sinφ (Akımın reaktif bileşeni Bir fazlı devrede; Aktif güç P = U. I. cosφ(w) Reaktif güç 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) 17

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar Güç Ölçümü Reaktif Güç Ölçümü VARmetreler R W L M N Wattmetreye L bobini ilave edilerek VARmetre yapılması Ry Yük R N Var M Ry Yük R S T Bir ve üç fazlı devrelerde reaktif güç ölçümü 1 ve 3 fazlı devrelerde reaktif güç ölçmek amacı ile VARmetreler aynen wattmetrelerde olduğu gibi devreye bağlanır. 3 fazlı dengeli sistemde; 1 hattın reaktif gücü ölçülüp üç ile çarpımından toplam güç bulunabilir. Var Var Z2 Z1 Z3 18

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar Güç Katsayısı (Güç Faktörü) Ölçümü 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. Güç katsayısı direkt veya endirekt metotlarla ölçülebilir. Direkt ölçen aletlere Cosφmetre veya güç faktörü metre adı verilir. Güç faktörü iki yöntem ile ölçülür. Ampermetre, voltmetre ve wattmetre yardımıyla güç katsayısı ölçmek (Endirek metod) Cosφmetre ile güç katsayısı ölçmek (Direk ölçüm) 19

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar Güç Katsayısı (Güç Faktörü) Ölçümü 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 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. Ölçülen bir faz gücü P = U. I. cosφ 1 ve dengeli 3 fazlı devrelerde ampermetre, voltmetre ve wattmetre metodu ile cosφ ölçmek 20

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar Güç Katsayısı (Güç Faktörü) Ölçümü 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 21

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar Güç Katsayısı (Güç Faktörü) Ölçümü Cosφmetreler Analog Cosφmetrenin prensip şeması 22 Analog Cosφmetreler Dijital Cosφmetre

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar Elektrik Enerjisi Ölçümü Elektrik Sayacı Elektrik Sayacı Elektrik enerjisini kilowatt-saat (kwh) cinsinden ölçen aletlere elektrik sayacı denir. Bir ve üç fazlı olmak üzere iki şekilde imal edilirler. Çalışma prensibine göre analog yada dijital olabilirler. 1 Faz İki Telli Analog Aktif Sayaç 3 Faz Dört Telli Analog Aktif Sayaç 1 Faz İki Telli Dijital Aktif Sayaç 3 Faz Dört Telli Dijital Aktif Sayaç 23

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar Elektrik Enerjisi Ölçümü Analog Elektrik Sayacı Analog elektrik sayaçlarında, 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 kutupları arasında dönmesiyle sağlanır. 24 Bir fazlı indüksiyon sayacının iç yapısı

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar Elektrik Enerjisi Ölçümü Dijital Elektrik Sayacı Dijital elektrik sayaçları, tüketilen elektriğin hangi saatler boyunca ne kadar tüketildiğini ölçebilen sayaç türüdür. Bu sayaçlar, klasik ölçümün yanında zaman hesabı da verebilirler. 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. 25

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Genel Kavramlar Elektrik Enerjisi Ölçümü Örnekler 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. 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. 26

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Elektrik Enerjisi Ölçümü Üç Fazlı Elektrik Sayacı Üç Fazlı Alternatif Akım Sayaçları 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. 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. Üç fazlı üç hatlı devrelerde kullanılan indüksiyon sayacı (aron bağlı) Üç fazlı dört telli sayacın prensip şeması 27

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Elektrik Enerjisi Ölçümü Elektrik Sayaç Bağlantıları 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 28

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Elektrik Enerjisi Ölçümü Elektrik Sayaç Bağlantıları 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. 29 Bir fazlı sayaçların devreye direkt bağlanmaları

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Elektrik Enerjisi Ölçümü Elektrik Sayaç Bağlantıları 30

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Elektrik Enerjisi Ölçümü Elektrik Sayaç Bağlantıları Üç fazlı üç telli sayaçların (aron) devreye direkt bağlanmaları Üç fazlı dört telli sayaçların devreye direkt bağlanmaları 31

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Elektrik Enerjisi Ölçümü Elektrik Sayaç Bağlantıları 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. Gerilim bobini devreye direkt olarak bağlanır. Akım trafosunun sekonder kısmı 5A'lik yapılır. Bir fazlı sayaçların akım transformatörlü olarak devreye bağlanması Üç fazlı sayaçların akım transformatörlü olarak devreye bağlanması 32

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Elektrik Enerjisi Ölçümü Elektrik Sayaç Bağlantıları Akım ve Gerilim Ölçü Transformatörü İle Bağlama Yüksek gerilimli tesislerde sayaçlar, ölçü transformatörleri ile birlikte bağlanırlar. Ölçü transformatörleri gerilimi sayacın ölçebileceği gerilim (380V) 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. 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. A = K. ni. nu 36

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Elektrik Enerjisi Ölçümü Elektrik Sayaç Bağlantıları 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 transformatörlü veya hem akım, hem de gerilim transformatörlü) sayaçlar kullanılır. 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 analog sayaçlarda fazın yeri değiştirilirse (Yani giriş yeri çıkış, çıkış yeri giriş olursa) diskin dönüş yönü değişir. Üç fazlı analog sayaçlarda fazlardan ikisinin yönü değişirse diskin dönüş yönü değişir. 37

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Elektrik Enerjisi Ölçümü Reaktif Elektrik Sayaç Bağlantıları 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. 38

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Elektrik Enerjisi Ölçümü Reaktif Elektrik Sayaç Bağlantıları 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 39

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Elektrik Enerjisi Ölçümü Reaktif Elektrik Sayaç Bağlantıları 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 40

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Elektrik Enerjisi Ölçümü Reaktif Elektrik Sayaç Bağlantıları 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. 41

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Elektrik Enerjisi Ölçümü Reaktif Elektrik Sayaç Bağlantıları 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. 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 çarpanıfaktörü panonun kurulması ile 0.99 a çıkar ve saatten geçen reaktif bileşen için para harcamamış oluruz. Kısaca kompanzasyon panosu kurulumu ile elektriğe % 30 daha az para öderiz 42

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Elektrik Enerjisi Ölçümü Reaktif Elektrik Sayaç Bağlantıları Bağlantı gücü 9kW a kadar olan imalata dayalı İşyerlerinde reaktif enerji tarifesiindiriminden-elektrik indiriminden yararlanmak için kompanzasyon panosu kurmak kesinlikle uygun olacaktır. 9kW ın üstünde kanunen kurmak zorunludur. 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. 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 makinalarında-motorlarda 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. 43

Elektrik Devrelerinde Güç Ölçümü Elektrik Enerjisi Ölçümü Reaktif Elektrik Sayaç Bağlantıları Bu nedenle kompanzasyon panosu kurulumunda sistemde güç ünitesi de varsa kompanzasyon panosuna, panoyu korumak için harmonikleri de süzen aktif harmonik filtresi grubu da 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. 44

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/ 45

I. Elektrikli su ısıtıcısı Endüktif Yük II. Elektrik motoru Endüktif yük III. Akkor flamanlı ampul Omik Yük IV. Kondansatör Kapasitif yük Yukarıda verilen Elektrik yükleri ile ilgili olarak verilen ifadelerden hangisi ya da hangileri doğrudur? a) I-II-IV b) II-III-IV c) I ve III d) Yalnız I I. Elektrikli su ısıtıcısı Omik Yük II. Elektrik motoru Endüktif yük III. Akkor flamanlı ampul Endüktif Yük IV. Kondansatör Kapasitif yük Yukarıda verilen Elektrik yükleri ile ilgili olarak verilen ifadelerden hangisi ya da hangileri doğrudur? a) Yalnız I b) I-II-IV c) I ve III d) II-III-IV 46

Hat gerilimlerinin faz gerilimlerine eşit olduğu üç faz bağlantı şekli aşağıdakilerden hangisidir? a) Aron bağlantı b) Yıldız Bağlantı c) Zigzag bağlantı d) Üçgen bağlantı Hat akımlarının faz akımlarına eşit olduğu üç faz bağlantı şekli aşağıdakilerden hangisidir? a) Üçgen bağlantı b) Aron bağlantı c) Zigzag bağlantı d) Yıldız Bağlantı Alternatif akım devrelerinde, devreye uygulanan gerilim ile çekilen akım arasında kalan açının kosinüsüne (cosφ) güç katsayısı adı verilir. Devrenin güç katsayısına bakılarak devrenin nasıl çalıştığı hakkında elde edilebilir. I. cosφ=1 Devre saf omik çalışmaktadır. II. cosφ=1 Devreden sadece aktif güç çekiliyor. III. cosφ=1 den farklı pozitif değer Devre endüktif çalışyor. IV. cosφ=1 den farklı negatif değer Devreden sadece kapasitif reaktif güç çekiliyor. Yukarıdaki verilen ifadelerden hangileri doğrudur? a) I ve II b) I ve IV c) I II - III d) I II IV 47

Türkiye de kullanılan elektrik tüketim tarife sistemi aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? a) 06 17Puant tarife 17 22Normal tarife 22 06İndirimli tarife b) 06 17İndirimli tarife 17 22 Puant tarife 22 06Normal tarife c) 06 17Normal tarife 17 22İndirimli tarife 22 06Puant tarife d) 06 17Normal tarife 17 22Puant tarife 22 06 İndirimli tarife Günümüz makinelerinde gücü belirtmede kullanılan Beygir gücü nün (BG-HP-PS) KW olarak karşılığı aşağıdakilerden hangisidir? a) 1kW b) 0,736W c) 0,736kW d) 736W Aşağıda verilen alternatif akım güç ve birimlerine ilişkin ifadelerden hangisi doğrudur? a) Reaktif güç: Volt Amper Reaktif (VAr) b) Aktif güç: Watt-Saniye(W.s) c) Beygir gücü: Volt Amper (VA) d) Görünür güç: Volt-Reaktif (VR) 600devir/kWh lik bir elektrik sayacının 6s de bir tur dönmesi durumunda şebekeden çekilen güç aşağıdakilerden hangisidir? (1dk=60s 1sa=3600s) a) 0,5kWh b) 1kWh c) 1W d) 1W 1600Imp/kWh lik bir fazlı dijital elektrik sayacı 1dk da 40Imp sinyal verdiğine göre şebekeden çekilen gücü bulunuz. 1dk=60s 1sa=60dk a) 1kWh b) 1500W c) 1,5kWh d) 1kW 48

Bir fazlı iki telli çok tarifeli elektronik elektrik sayacı 220V 10(60)A 50Hz TS EN 61036 SINIF 1 IP 51 BİNA İÇİ Yukarıda özellikleri verilmiş elektrik sayacı ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır? a) Bir fazlı sistemlerde bina içi kullanıma uygundur. b) Normal çalışma akımı 10A dir. c) 50Hz lik frekansta doğru akımda kullanılabilir. d) Aktif Elektrik enerjisi ölçümü yapılır. 1600Imp/kWh lik bir fazlı dijital elektrik sayacı 1dk da 20Imp sinyal verdiğine göre şebekeden çekilen gücü bulunuz. 1dk=60s 1sa=60dk a) 1kWh b) 750W c) 0,75kWh d) 1kW 49

Yurt çapında elektrik dağıtımından sorumlu şirketler tarafından görevlendirilen personel, tüketiciler tarafından tüketilen elektrik enerjisinin değerini aylık dönemler halinde belirlemektedirler. Buna göre elektrik panosunda 200/5A lik akım trafolu bağlantı bulunan ve ilk endeksi 11589, son indeksi 11680 olan abonenin elektrik tüketim miktarı aşağıdakilerden hangisidir? a) 3640W b) 91kW c) 3640kW d) 3640kWh Yurt çapında elektrik dağıtımından sorumlu şirketler tarafından görevlendirilen personel, tüketiciler tarafından tüketilen elektrik enerjisinin değerini aylık dönemler halinde belirlemektedirler. Buna göre elektrik panosunda 200/5A lik akım trafolu bağlantı bulunan ve ilk endeksi 15889, son indeksi 16137 olan abonenin elektrik tüketim miktarı aşağıdakilerden hangisidir? a) 9920W b) 248kW c) 9920kW d) 9920kWh 50