Kompanzasyon Nedir? Ne İşe Yarar? [2022]

Kompanzasyon, elektrik enerjisinin kalitesini arttırmak amaçlı uygulanan bir yöntemdir. Görünür Güç (S) değişmeyen fakat buna bağlı olan Aktif güç (P) ve Reaktif güç (Q) bileşenlerinin faz farkına bağlı olarak değiştiğini biliyoruz. Bu durumda kompanzasyon aktif gücün kullanımını maksimum hale getirilmesi yani cosinüs Ф güç faktörünün düzeltilmesi/regülasyonu ve bu şekilde verimli elektrik tüketimini oluşturmasını ifade etmektedir.

Kompanzasyon Nedir?

Akım ve gerilim arasındaki faz farkının oluşmaması ve kaliteli enerji tüketimini sağlamak amacıyla yapılmaktadır. Akım ve gerilim arasında faz farkı (bknz. güç faktörü cosinüsФ) ideal yapılarda bulunmamaktadır. Fakat endüktif ve kapasitif yükler akım ve gerilim arasındaki faz farkını oluşturduğundan düzeltilmesi gerekmektedir.

Burada yük kaynaklı oluşan sorunları ortadan kaldırmak amaçlı kompanzasyon panoları inşa edilir. 9 kiloWatt ve üstündeki her tesiste kurulması yasal olarak zorunludur. (bknz. kompanzasyon cezası)

Kompanzasyon sistemini anlayabilmek için ilk önceliğimiz sistemden çekilen güçleri anlayarak ve sonrasında yüklerin ne olduğuna bakarak ilerlememiz gerekir. Aktif güç (P), Reaktif güç (Q) ve Görünür güç (S) olmak üzere S=P±jQ formülünden yola çıkarak bu güçleri anlamaya çalışacağız.

Kompanzasyon Nasıl Yapılır?

İlk aşamada yapılabilmesi için yük bileşenlerini bilmemiz gerekmektedir. Yani yükümüz nedir? Ne tür yük sistemimizde mevcuttur. Endüktif yük mü yoksa kapasitif yük mü ya da her ikisini de içeren bir kompanzasyon panosu mu tasarlamalıyız.

Tesislerde aktif çalışma söz konusuyken endüktif yük ağırlığı mevcuttur. Fakat tesisin duruşa geçmesi durumunda endüktif yükten ziyade ağırlığı kapasitif yük almaktadır. Elbette o kapasitif yük ağırlığı cezaya sokmayacaktır. Kapasitif yükü oluşturan kısım aydınlatma sistemi olduğu için rahatlıkla bunu söyleyebiliriz.

Hem aktif çalışma durumunda hem de duruş aşamasında takipte kalmanız gerektiğini de söyleyelim. Kompanzasyondan kaynaklı ceza yememek istiyorsanız günlük takiplerinizi gerçekleştirmenizde fayda vardır.

Kompanzasyon reaktif güç kontrol rölesi ile yük değişimine bağlı olarak sisteme kondansatör giriş/çıkışı veya şönt reaktör giriş/çıkışı sağlanır. Reaktif güç kontrol röleleri içerisindeki röle çıkışlarına bağlı olan kondansatörleri ve/veya şönt reaktörleri sistemden çekilen güce göre güç faktörü cosinüs Ф “1” olacak şekilde dengede tutma işlemi yapılır.

Kompanzasyonun nasıl yapıldığını kavrayabilmemiz için aşağıdaki güç ve yük sistemlerini anlamamız gerekir.

Aktif Güç Nedir?

Aktif güç; işe yarayan, şebekeden çekilmiş akım ve gerilim arasında faz farkının olmadığı (bknz. omik yük) faydalı güce denir. Sembolü “P” ve birimi W (Watt)’tır. Yüklerin şebekeden çektiği faydalı güç olarak bilinen aktif güçler şöyledir;

• Isıtıcı sistemlerinde çekilen aktif güç ısıya,
• Motor sistemlerinde çekilen aktif güç mekanik harekete,
• Aydınlatma sistemlerinde çekilen aktif güç ışığa dönüşmesi şeklindedir.

Aktif Güç formülleri tek faz ve üç faz sistem için hesaplama formülleri aşağıdaki gibidir:

Tek Faz	P = U.I.cosφ (Watt)
Üç Faz	P = 3.U.I.cosφ (Watt)

Aktif güç sisteminde güç faktörü cosinüsφ değeri 1’dir. Bu sistem yapısına “Omik Yük” denmektedir.

Omik Yük Nedir?

Omik yük, akım ve gerilimin faz farkının oluşmaması aynı fazda yer alması durumuna denmektedir. CosinüsФ güç faktörü değeri omik yükte 1’dir.

Şekilde görüyoruz ki omik yük, hem akım hem de gerilimin arasında faz farkının oluşmamasıdır. Akım ve gerilim aynı fazdaysa omik yük olarak ifade ediyoruz.

Reaktif Güç Nedir?

Reaktif güç; endüktif ve/veya kapasitif yük içeren devrelerde, akım ve gerilim arasında faz farkı (bknz. endüktif yük ve kapasitif yük) oluşmaktadır. Bu oluşan faz farkı kullanılan elektrik enerjisinin bir kısmın şebekeye geri iade edilmektedir. Dolayısıyla işe yaramayan, şebekede, hatlarda ve transformatörlerde gereksiz yük oluşumuna sebep olmaktadır. Sembolü “Q” ve birimi VAr (Volt Amper Reaktif)’tir.

Tek Faz	Q = U.I.sinφ (VAr)
Üç Faz	Q = 3.U.I.sinφ (VAr)

Reaktif güç sisteminde cosinüsФ değeri endüktif ve kapasitif yüke göre bileşeninde değişkenlik söz konusudur.

Endüktif Yük Nedir?

Bobin bulunan her yük için söyleyebiliriz. Bu durum aslında baskın olan tarafın ne olduğuyla ilgilidir. Bobin yoğunluğu manyetik alan oluşumu söz konusu olduğundan endüktif bir sonuç doğurmaktadır. Trafolar, motorlar, iletken hatları, kaynak makinaları ve ark fırınları gibi örnekler verebiliriz. Endüktif yük karakteristiğinde formülüzasyonu S=P-jQ olarak karşımıza çıkıyor. cosinüsФ güç faktörü değeri 0’dir.

Şekilde de görüldüğü gibi, akım gerilimden geridedir. Akım ve gerilim arasında faz farkı söz konusudur. Endüktif yüklerin oluşturduğu bu akım gerilim dengesizliğini düzeltmemiz gerekmektedir. Aksi takdir de cezai işlem söz konusu olmaktadır. Düzeltme işlemi akım gerilim eğrisinde de görüldüğü gibi, cosinüsФ güç faktörünün “1” olması istenmektedir.

Kapasitif Yük Nedir?

Kapasitif yük denilince aklımıza ilk kondansatör gelmektedir. Kondansatör iki iletken arasında enerji depolanması anlamına gelmektedir. Bu sebeple kapasitif yükte akım gerilimden ileridedir. cosinüsФ güç faktörü değeri 0’dir.

Şekilde de görüyoruz akım gerilimden ileridedir. Kapasitif yükte de endüktif yükteki gibi güç faktörü cosinüsФ “1” olmasıdır. Yük karakteristiği kapasitif olduğu için eksende akım vektörel olarak x ekseni üzerinde görülmektedir. Kapasitif yük karakteristiğinde formülüzasyonu S=P+jQ olarak karşımıza çıkıyor.

Görünür Güç Nedir?

Görünür güç; hem aktif gücün hem de reaktif gücün (bknz. omik yük, endüktif yük ve kapasitif yük) yer almasıyla oluşan gücün bileşenine denmektedir. Sembolü “S” ve birimi VA (Volt Amper)’dir.

Tek Faz	S = U.I (VA)
Üç Faz	S = 3.U.I (VA)

CosinüsФ Güç Faktörü

Aktif, endüktif ve kapasitif güç ifadelerinin omik, endüktif ve kapasitf yük bileşenlerinin açıklanmasıyla sıra geldi güç faktörü olan cosinüsФ değerinin hesaplama yönteminin nasıl olduğuna, aşağıdaki formülde de görüldüğü gibi aktif güç bileşeninin görünür güç bileşenine bölümüyle cosinüsФ değeri hesaplanabilmektedir.

CosinüsФ=Aktif Güç/Görünür Güç

CosinüsФ=P/S

Kompanzasyon Ne İşe Yarar?

Enerji iletimi ve kullanımının daha kaliteli yapılması adına cosinüs Ф güç faktörünün “1” olmasını sağlamak amacıyla yapılmaktadır. Kaliteli bir elektrik tüketimi için olmazsa olmazlardandır.

Resim içeriğinde “Real Power” deinilen kısım aktif gücü göstermektedir. Aynı zamanda “Reactive Power” ise reaktif gücü göstermektedir. Bu iki birleşimse “Apparent Power” yani görünür güç olarak karşımıza çıkıyor.

Reaktif gücün aslında bir köpükten ibaret olduğunu hiç bir faydasının olmadığını görebilirsiniz. Elbette köpük severlere bir şey diyemeyiz ;)

Kompanzasyon Çeşitleri Nelerdir?

Kompanzasyon çeşitlerine bakacak olursak münferit (tek tek), grup ve merkezi olmak üzere üç ana başlıkta söyleyebiliriz.

Kompanzasyon Panosu Nedir? Ne İşe Yarar

Kompanzasyon Hesabı

Kompanzasyon hesabı için hazır tablolardan yararlanabiliriz. Hazır tabloları kullanarak ilk güç faktörü cosФ₁ olan değeri ulaşılmak istenen güç faktörü cosФ₂ değerlerini kullanılacak ve ihtiyaç olan kondansatör değerini bulmuş olacağız.

Reaktif Güç – Qc (kVAr) = Aktif Güç – P (kW) x tan(Ф1-Ф2) = P x k olarak karşımıza çıkıyor.

Kaynak: Kompanzasyon