Pasif Harmonik Filtrelemede Pratik Yaklaşımlar

  • Konbuyu başlatan Klavyeah
  • Başlangıç tarihi

Klavyeah

Üye
Katılım
28 Ağu 2006
Mesajlar
274
Puanları
3
Yaş
36
PASiF HARMONiK FiLTRELEMEDE PRATiK YAKLAşIMLAR



GiRİŞ :

Endüstrileşmenin sonucunda elektrik şebekelerinde kirlenme kaçınılmazdır. Enerji kalitesini
belirleyen en önemli faktörler, voltaj değişimleri, frekans değişimleri, kesintiler ve temel frekansın dışındaki
frekansları (harmonikleri) üreten tüketicilerdir. Bu yazının konusu harmoniklerin enaza indirilmesi teşkil
eder. Yazıdaki örneklerde temel harmonik frekansının 50 Hz olduğu varsayılmıştır.

Motor hız kontrol cihazları, temel harmoniğin %40-50 si civarında 5.(250 Hz) ve 7.(350 Hz)
harmonik üretirler. Bunun yanı sıra batarya şarj cihazları %25-30 civarında 5. ve 7. harmonik üretirler.
Bilgisayarlar, kompakt fluoerasan ampuller ise %50-100 arasında 3.,5.,7. ve 9. harmonik (en fazla 3.) üretirler. 12 darbeli hız kontrol cihazlarında ise 11. ve 13. harmonikler ağırlıktadır. Endüstriyel tesislerde gerilimdeki bozulmanın %5’ i aşmaması genellikle yeterli kabul edilir, ve pasif filtrelerle bu seviyeye rahatlıkla inilir. Ancak havaalanı, hastane gibi tesislerde gerilimdeki bozulmanın (THDV)=%3’ ün altına çekilmesi istenebilir.Bunu pasif filtrelerle sağlamak her zaman mümkün olmayabilir. Bu durumda çok daha pahalı olan aktif filtreler gerekebilir.

Bir tesiste harmonik kirlenmesinin en açık belirtisi, gerilimin sinüs dalgasının şeklinin bozulmasıdır. Temel dalgayı bozan diğer frekanslı dalgalar, “fourier analizi” ile tespit edilebildiği gibi, enerji analizörleri ile bu iş çok çabuk yapabilmektedir.

Pasif filtre, bir güç kondansatörü ile uygun değerde bir indüktansın (reaktörün) seri bağlanması ile elde edilen rezonans devresidir. Böylece tesisin reaktif güç ihtiyacını karşılayan kompanzatör, aynı anda harmoniklerin de süzülme işini yerine getirir, ve böylece ucuz bir yatırımla filtreleme gerçekleşir. Bunun sonucunda tesisteki harmonik akımlar, başıboş olarak cihazlardan devre tamamlamak yerine, kendisine düşük direnç gösteren filtrelere doğru gidecektir.

PASiF FiLTRELEME çEşiTLERi :

1. Tıkama amaçlı (anti-rezonans) (de-tuned) filtreler :

Sadece kompanzasyon gerektiren, ve harmonik miktarı yok veya az olan endüstri tesisleri için uygundur.
Besleme şebekesinde meydana gelebilecek geçici harmonik akımlarından (paralel rezonans) kapasitörleri
koruduğu gibi, kapasitörlerin servise girişi esnasında çektikleri 200-300 kat akımları da tehlikesiz seviyelere
indirmeye yarar. De-tuned filtrelerde yaygın olarak 189 Hz tercih edilir. özet olarak, harmonik olmayan
şebekelerde bile, kondansatörler önüne filtre bağlayarak kondansatörlerle şebekenin (trafonun) rezonansı
önlenmiş olur.

2. Kısmi tıkamalı filtreler (partially filter) :

210-240 Hz arasında seçilebilir. Yaygın kullanımı 210 Hz dir. Hem kompanzasyonu hem filtrelemeyi birlikte
yapmak için enucuz ve etkili filtreleme yoludur. Rezonans fitresine göre daha az risklidir. şebekeden
çekilen harmonik akımlar %90’ lardan %10’ a kadar inebilir. Kalan %90’ ı filtreye gider.

3. Rezonans filtreleri (tuned filter) :

240-250 Hz arası seçilebilir. Yüksek miktardaki harmoniklerin süzülmesi gereken yerler için uygunsa da,
büyük riskleri beraberinde taşır.

210 Hz’ e akortlu filtreler beşinci harmoniğe karşı (250 Hz) küçük empedans gösterip, üzerine alırken, aynı filtre 7. harmonik (350 Hz) ve daha üst harmonikleri de kısmen yutarlar. Ama daha iyisi
kompanzatörün kademelerini ayrı ayrı frekanslara akord etmektir. Mesela 3., 5., 7., 9. harmonikler için sırasıyla 134 Hz, 210 Hz, 300 Hz, 380 Hz’ e akord edilmiş filtrelerle daha iyi süzme gerçekleşir.

FiLTRE SEçiMiNDE KRiTERLER :

6 darbeli hız kontrol cihazlarının ağırlıklı olduğu endüstri tesislerinde 5. ve 7. harmoniklerin varlığı
belirtilmişti. Mümkünse, bunun bir enerji analizörü ile ölçülerek doğrulanmasıdır. 400 V şebekelerde
kullanılan reaktif güç kapasitörleri, filtre ile birlikte kullanılırsa daha yüksek gerilime maruz kalacaklarından,
kapasitörlerin ömürlü olması için gerilim yükselmesi göz önüne alınmalıdır.

Mesela Ucn=400 Volt olan bir kapasitör 210 Hz (p=XL / XC=%5,67) bir filtre ile birlikte kullanılırsa Un =385 Volt olan bir şebeke voltajı, kapasitör terminalinde
Uc=Un / (1-p)=385 / (1-0,0567) = 409 Volt’ a ulaşır. 400 V kapasitörler (440 V) dayanacak şekilde imal edilirler.
409<440 V Böyle bir tesiste 400 V kapasitör kullanılabilir.

Diğer önemli konu ise, kapasitörün etiket gücü, uygulamada işletme gerilimin karesiyle artıp veya azalması söz konusudur.

örnek olarak, Ln=0,61 mH (p=%6) olan bir filtre reaktörü, Qcn=60 kVAr
Ucn=440 V bir kapasitöre seri bağlanırsa, 385 Volt şebekeye filtreden geçen miktar,
Qc = Qcn x Un2 / Ucn2 (1-p) = 60 x 3852 / 4402 (1-0,06)=49 kVAr
Keza, bu kapasitör, Ln=0,61 mH ile seri bağlı ise, rezonans frekansı
fr = Ucn √ f / 2π x Qcn x Ln = 440 √50 / 2 x 31,4 x 60 x 0,61 = 205 Hz dir.
Böylece 385 V 490 kVAr’ lık bir filtreli kompanzasyon için 10 adet 400V 46 kVAr veya 10 adet 440 V
60 kVAr kondansatör gerekir. Bunlar için HFR50.4.5 ve HFR50.4.2 tipi reaktör uygundur. Standart kapasitörler, nominal akımın yüzde 30 fazlasına sürekli yüklenebilirler. Bu, kapasitör akımını taşıyacak reaktörler de temel dalgaya ilave %30 harmonik akımlarını da taşıyacak şekilde toleranslı imal edilmelidir. Hatta harmonik akımlar kısa sürede aşırı seviyelere yükselebileceğinden, reaktörlerin nominal akımının yüzde 70-80’ i kadar aşırı akımlarda dahi magnetik devresinin doymaması istenir


Devamı ektedir:
 

Ekli dosyalar

  • Pasif_Harmonik_Filtrelemede_Pratik_Yaklasimlar.zip
    15.6 KB · Görüntüleme: 50

tuti76

Üye
Katılım
22 Eyl 2006
Mesajlar
2
Puanları
1
Yaş
36
harmonik filtreleri nasıl seciyoruz bilgisi olan varmı acaba?
 

profesorus

Üye
Katılım
15 Tem 2007
Mesajlar
36
Puanları
3
Yaş
36
Konu çok önce açılmış ben yeni okuma fırsatı buldum ve birkaç gündür harmonik filtreler üzerine yaptığım araştırmalar sonucunda çok faydalı bilgilere ulaştım.Ancak bi sorum var ; pasif harmonik filtre tasarlarken bobin teli kesiti ve nüve boyutları gibi ölçüleri nasıl hesaplarız? Normal trafo sarımında olduğu gibi hesap yapmamız mümkün mü?Yardımcı olursanız sevinirim...
 
Katılım
16 Kas 2009
Mesajlar
98
Puanları
3
Yaş
66
harmonik filitreyi kendimiz yapabilirmiyiz bu konuda bilgisi olanların destegini bekliyorum tesekkurler
 

emir

Paylaşımcı üye
Katılım
3 Eki 2006
Mesajlar
707
Puanları
103
Yaş
38
güzel bir paylaşım olmuş teşekkür ederiz
 
Katılım
7 Haz 2007
Mesajlar
510
Puanları
8
Yaş
48
harmonik filitreyi kendimiz yapabilirmiyiz bu konuda bilgisi olanların destegini bekliyorum tesekkurler

Evet yapabilirsiniz. Ancak burada dikkat etmeniz gereken standart trafo için hazır olan abakları kullanamazsınız. Mecburen filtre etmek istediğiniz frekansa uygun olarak formüllerden yeniden hesaplamanız gerekmektedir.
 

hkn_blt

Üye
Katılım
31 Ağu 2009
Mesajlar
1,120
Puanları
33
Evet yapabilirsiniz. Ancak burada dikkat etmeniz gereken standart trafo için hazır olan abakları kullanamazsınız. Mecburen filtre etmek istediğiniz frekansa uygun olarak formüllerden yeniden hesaplamanız gerekmektedir.

peki bu formüller nedir mesala 1.5Kw motor 5.Harmonik üretiyor bunu giderebilmek için önüne nasıl bir reaktör koymam gerekir ?
 

scapula27

Üye
Katılım
3 Mar 2010
Mesajlar
4
Puanları
3
harmonikler önemlidir. Bunlara dikkat edelim...Bilen arkadaşlara dikkat edelim. Dikkat edin onlara
 

trafocu01

Üye
Katılım
20 Eyl 2010
Mesajlar
80
Puanları
0
Pasif harmonik filtre olayı;
1.Tip pasif tıkaç -------Kompanzasyon panosunda kapasitörlerin önüne seri şekilde bağlanan endüktanslar sadece harmoniklerin sebeb olduğu yüksek frekanslarda yüksek empedans göstererek ( XL=2pifL frekans artarsa XL artar mantığıyla ) kapasitelerin aşırı yüklenmesini önler harmonik süzmez sadece tıkaç görevi görür. Hesabı kolaydır ama yanlış yapılırsa trafoyla-komp. sistemi yada komp. sistemi - yükler arası rezonans oluşturusunuz başınıza iş açarsınız
2.Tip pasif süzgeç------Bir de harbiden harmonik frekansları süzmek için pasif filtreler vardır. Bunların mantığı ise şebeke ile toprak arasına koyacağınız pasif filtrenizi harmonik frekanslada rezanansa getirerek harmonik frekanslarda şebeke ile toprak arası empedansı sıfır yapmaktır. Tabi elektrik her zaman direnci az olan yolu seçeceği için harmonik frekanstaki genlik toprağa akacak ana harmonik şebekede kalacaktır. Tabi bundada rezonans riski var amasıda var her harmonik seviyesi (3. 5. ve 7. seviyeler) için ayrı ayrı pasif filtre tasarlamak gerekir. Hesabı çok zor değildir ama sistemi tasarlamadan önce sisteminizde profesyonel ve sağlıklı ölçümler yapmanız gerekir. Yanlış yaparsanız başınıza iş alırsınız """ AC sistemlerde ve yüksek gerilimde rezonans hiç istenmez """
3.Tip pasif süzgeçler
------Elektronik mühendisleri bişeler yapıyolar alçak geçiren yüksek geçiren band geçiren, sistemeki parazitleri temizleyip süzmek için falan filan ama ben elektrik mühendisiyim o konuların mantığını uzmanı olan arkadaşlar anlatsın.....

Elektrikte daha farklı uygulamalar vardır elbette araştırmak lazım ...

Daha detaylı anlatmak uzun sürerdi o yüzden kısa kestim...
iyi çalışmalar dilerim ....
 
Son düzenleme:

Benzer Konular

Forum istatistikleri

Konular
114,224
Mesajlar
803,834
Kullanıcılar
418,525
Son üye
Kusadasii

Yeni konular

Üst