Elektrik Enerjisinin Kalitesi

genç arkadaş

Yönetici
Yönetici
Yönetici
Katılım
8 Mar 2007
Mesajlar
3,573
Puanları
106
Erkan YÜKSEL, Elektrik-Elektronik Mühendisi - ATR Mühendislik

Enerji ve sistem kapasitesinin optimum kullanılmasını sağlamak için enerji kalitesi problemlerinin giderilmesi ve kalitesizliğe neden olan problemlerin kaynağında çözülmesi gerekiyor.

Enerji gereksinimi, insanoğlunun yaşamında her zaman var olmuştur. Birçok enerji çeşidi bulunmaktadır. Bugüne kadar en çok kullanılan enerji ise insan yaşamına sağladığı katkılar nedeniyle elektrik enerjisidir. İnsanoğlu tarafından sürekli kullanılmakta olan bu enerji türünün bazı problemleri halen aşılamamıştır.

Örneğin; elektrik enerjisi ekonomik olarak depolanamamakta ve kullanım esnasında kalitesi tamamen güvence altına alınamamaktadır.

Elektrik enerjisine olan talebin artması, daha güvenilir ve daha kaliteli bir enerji kavramını ortaya çıkarmıştır. Bu konu, elektrik mühendisliğinde “güç kalitesi” veya “elektrik enerji kalitesi” olarak yerini almış; üzerinde yapılan çalışmalarla önemini kanıtlamıştır. Tüm alanlarda olduğu gibi elektrik enerjisinde de toplam kalite çok önemlidir.

Enerji kalitesine yaklaşım üretici, iletici, dağıtıcı ve tüketici firma arasındaki bir ekip çalışması ile sağlanabileceğinden, her birinin sorumluluklarını bilmesi ve yerine getirmeye çalışması gerekmektedir. Elektrik enerjisi, bir ürün olarak değerlendirilmeli ve belirli kalite kriterlerini sağlamalıdır.

Enerji ve sistem kapasitesinin optimum kullanılmasını sağlamak için enerji kalitesi problemleri giderilmeli ve kalitesizliğe neden olan problemler kaynağında çözülmelidir.

Bozucu etkiler üretim, iletim, dağıtım ve tüketici girişlerinde kaydedilmelidir. Kalitesizlikleri gösteren sistem verileri, uzmanlar tarafından analiz edilmelidir.

Enerji Kalitesinin Ekonomiye Etkisi

• Enerjinin sürekliliği (kararlı hal)
• Gerilim ve frekansın sabitliği
• Güç faktörünün bire yakınlığı
• Faz gerilimlerinin dengeli olması
• Akım ve gerilimdeki harmonik miktarlarının belirli değerlerde kalması gibi birtakım kriterlerin göz önüne alınması gereklidir.

Enerji kalitesinin ekonomik etkisi, göz ardı edilemeyecek seviyededir. Avrupa Birliği ülkelerinde yapılan bir araştırmaya göre elektrik enerjisi kalite problemlerinin endüstride ve ticari alanlarda meydana getirdiği zararın yılda 10 milyar Euro olduğu tahmin edilmektedir.

Kalite problemlerinin giderilmesi için yapılan harcamalar ise tahminen bu rakamın yüzde 5’i civarındadır.


Güç Kalitesi Kavramı

Enerji kalite çalışmalarında bir takım tanımlamalar ve standart değerlerin bulunması kaçınılmazdır.

Enerji kalitesi ile ilgili sınırlayıcı bir standardın olmaması durumunda, elektrik enerjisi üreticisi ve tüketicisi arasında kabul edilen kaliteli enerji tanımında farklılıklar görülebilmektedir. Güç kalitesi, tüketici odaklı olan bir konudur ve bakış açısı olarak son kullanıcı temel alınmalıdır.

Bu yüzden, güç kalitesi için şu ifade kullanılabilir; “Gerilim, akım veya frekans değişimleri, tüketicinin donanımında arızaya veya kötü işletmeye yol açtığında güç kalitesi problemi ortaya çıkar.” Bir başka deyişle, güç kalitesi sorunu “Kullanıcı aletlerinin yanlış veya hiç çalışmamasına neden olacak gerilim, akım ve frekanstaki değişmeler” olarak tanımlanabilir.

Güç kalitesiyle ilgili bugüne kadar bazı çalışmalar yapılmıştır. Georgia Power Co. tarafından yapılan güç kalitesizliğinin kaynağı ile ilgili araştırma sonucu, aşağıda tablo halinde verilmiştir.

Şekilde görülen nedenlerden dolayı son kullanıcının enerji kalitesinde veya gerilim kalitesinde problem meydana gelebilir.

Enerji Kalitesinin Önemi
Elektrik enerjisinin kalitesi, hem elektrik şirketleri hem de onların müşterileri açısından büyük bir ilgi odağı haline gelmiştir. Çünkü güç kalitesindeki düşüş hem enerji ağını hem de kullanıcıları olumsuz etkilemekte ve ekonomik kayıplara neden olmaktadır.


Enerji kalitesine ilginin artmasının nedenlerinden biri de kuruluşların verimliliklerini artırma yönünde girişimlerde bulunmaları ve bunu önemsemeleridir.

Endüstride imalatçılar, daha hızlı ve daha hatasız bir biçimde çalışan verimli makineler istemektedir.

İyi bir fizibilite çalışması yapılmadan gerçekleştirilen bu tür yatırımlar, eğer gerekli tedbirler alınmamışsa kendi kurumlarındaki elektrik sistemlerinde güç kalitesi bozulmalarına yol açacak; hatta bu bozulmalar, şebekeyi de etkileyerek komşu kuruluşlara da zarar verecektir.

Yatırımlar, iyi bir Ar-Ge çalışması ile gerçekleştirildiğinde ilk yapım maliyetleri yüksek gibi görünsede işletme maliyetlerini azaltacağından orta vadede kurumun karlılığı artacaktır.

Aksi durumda ilk maliyetler düşük görünse bile baş gösteren cihaz arızaları, artan enerji kayıpları ve benzeri durumlarla kurum orta vadede istenen karı elde edemeyecektir.

Akım ve Gerilim Arasındaki İlişki

Uygulamada herhangi bir güç sisteminde akım ve gerilim arasında daima yakın bir ilişki bulunmaktadır. Jeneratörler, sinüs dalgasına çok yakın bir şekilde gerilim üretseler de sistemin empedansından geçen akımlar, gerilimde çeşitli bozulmalara neden olabilir.

Örneğin;
• Kısa devre sonucu oluşan akım, gerilimin düşmesine veya tamamen gerilim çökmesine neden olabilir.
• Yıldırım darbeleri neticesinde meydana gelen akımlar, güç sisteminde yüksek darbeli gerilimlere neden olarak yüksek darbe gerilimlerine yol açabilir.
• Harmonik üreten yükler nedeniyle oluşan bozulmuş akımlar, sistem empedansından geçerek gerilimi bozar. Böylece, müşteriler bozuk gerilimle beslenir.

Yukarıdaki tabloda, enerji hattındaki gerilim çöküntüleri ve kesintilerine temel olarak hava koşullarının yol açtığı görülmektedir. Ayrıca yine aynı tabloda, gerilim çöküntülerinin kesintilere göre bilgisayar sistemlerini 4 kat daha fazla olumsuz etkilediği görülmektedir.

Tesisat ve Topraklama Sisteminin Neden Olduğu Sorunlar

National Electric Code tarafından yapılan araştırmaya göre uygun olmayan elektrik tesisatı ve topraklama sisteminin neden olduğu enerji kalite problemleri, toplam kalite problemlerinin büyük bir bölümünü oluşturmaktadır.


Bu araştırmaya göre enerji kalite problemleri çoğunlukla;
• Gevşek bağlantılardan
• Küçük kesitli nötr iletkeninden
• Hatalı topraklamadan
• Hasarlı iletkenlerden kaynaklanmaktadır.

Uzun süreli kesintiler, sistemde kullanılan cihazlardan, iletkenlerden veya çeşitli bağlantılardan kaynaklanabilir. Genel olarak uzun süreli kesintiler üreticiden, kısa süreli kesintiler ise tüketicilerden kaynaklanmaktadır.

Alıntıdır: bilesim.com.tr/3eElectrotech.Temmuz2011
 
İyi bir topraklama değeri sıfıra ohm'a yakın olan değerdir. Fakat her işte olduğu topraklamadada maliyetler önemli, onun için iyi bir topraklama değeri izin verilen değerler içinde olandır.
Topraklama ölçümü ister endüstriyel bir tesis ister bir ofis binası olsun her işletme için kritik bir öneme sahiptir.

Forum istatistikleri

Konular
127,952
Mesajlar
913,873
Kullanıcılar
449,599
Son üye
Gksn

Yeni konular

Geri
Üst