Elektrik akımının gerçekleştirildiği tesisatlarda bazı faktörler risk oluşturabileceği için filtrelemek en doğru yöntemler arasında yer alır. Örneğin; harmonik filtre şebekelerde oluşabilecek harmonikleri engellemek ve ortaya çıkabilecek riskleri uzaklaştırmak açısında kullanılır. Çünkü harmonikler sorun oluşturabilen ve bir tesisatta yer almaması gereken bileşenler arasında bulunur.
Harmonik filtre tanımının yapılması öncesinde harmonik kavramının açıklanması gerekir. Bir elektrik güç sistemi dahilinde gerilimin düşüş göstermesine, gerilimde kayıplar görülmesine veya ekipman hatalarına, verimin düşüş göstermesine ya da cihaz arızaları ve kompanzasyon sistemi problemlerine yol açabilen faktörlerden birisi harmoniklerdir. İstenmeyen birer bileşen olan harmonik ve harmonikler özellikle dağıtım hatlarında sorun oluşturabilirler.
Harmonik Filtre Nedir?
Elektrik dağıtım ve kullanım şebekelerinde enerji üretimi yapıldıktan sonra dağıtımı gerçekleştirilirken, hem akım hem de gerilimde 50 Hz ölçeğinde frekans görülmesi gayet idealdir. Bu frekans değeri ile akım sinüs olarak ifade edilirken; bazı teknolojik cihazlar, yeniçağın elektrikli aletleri veya sinüs akım oluşturmayan faktörler harmonik adı verilen bir bozulmaya neden olurlar. Bu bozulma durumuna karşı harmonik filtre ise harmonikleri doğuran noktadan gelen bozuk gerilim dalgasında bir düzenleme sağlar ve yaşanabilecek problemleri engelleyen filtredir.
Harmonik engelleyici olarak kullanılan filtreler bugün pasif filtre ve aktif filtre olarak iki değişen çeşide ayrılırlar. Kullanım noktasında harmoniklerin oluşmasına neden olan aşağıdaki faktörler göz önünde tutularak aktif ve pasif filtrelerin tercih edilmesi mümkündür.
- Kaynak ekipmanları
- Elektronik güç dönüşüm cihazları
- Motor yol düzenleme ekipmanları
- Elektronik aydınlatma sistemleri
- Bilgisayarlar
- Redresör cihazlar
- Hız kontrol ekipmanları
- Motor sürücüleri
Harmoniklere sebep olan bu faktörler bazen geri dönüş sağlanamayacak sonuçlar ortaya koyabilmektedir. Özellikle filtreler bu anlamda problemlerin önüne geçerek, fabrikalar ya da tesislerde büyük kayıpların ve ekonomik zararların engellenmesi için kullanılır.
Harmonik Filtre Ne İşe Yarar?
Harmonik oluşmasına neden olan bazı cihaz ve ekipmanlar dalga bozukluğu oluşturduğu için bu gerilim dalgası probleminin engellenmesi açısından harmonik filtre kullanılır. Aktif ve pasif olarak iki değişen türe ayrılan bu filtrelerde öncelikli olarak aktif filtreler incelenebilir. Aktif filtreler, kontrollü akım içeren veya gerilim kaynağı oluşturan yapılara sahiptirler. Harmonik faktörlerini inceleyerek, sistemde sorun oluşmaması için uygun dozda harmonik bileşen uygulaması ile yükleri düzenlerler.
Aktif filtreler özel bir şekilde üretimi gerçekleştirilen yapılar olarak üst düzeyde güç elektroniği temeline sahiptirler. Yüksek maliyete sahip olarak özellikle dev tesislerde ve yapılarda tercih edilebilirler. Pasif filtreler ise yine harmonik problemlerini engelleyebilmek açısından çok sık bir şekilde tercih edilirler. Bir aralık olarak belirlenmiş şekilde kaynak ile alıcı iletişimindeki belirlenmiş frekans dışı kısımları engellemeyi sağlarlar. Bileşimlerinde endüktans, bazen direnç ve kondansatör yer alabilmektedir.
Harmonik Filtreler Nerelerde Kullanılır?
Günümüzde fabrikalar, endüstriyel tesisler, enerji üretim ve dağıtım santralleri gibi birçok noktada harmonikler önemli sorunlara neden olabilmektedir. Eğer bu gibi noktalarda harmonik filtre kullanılırsa, birçok problemin önüne geçilerek belirli avantajlar elde edilebilir. Örneğin; özellikle sistemlerde rezonans oluşması filtreler ile engellenebilir. Ayrıca harmonikler nedeni ile karşılaşılabilecek tüm olumsuz problemler engellenirken, daha sağlıklı ve sorunsuz çalışan bir kompanzasyon sistemi elde edilebilir.
Bahsedilen temel avantajların elde edilmesi için birçok farklı tesiste özellikle pasif harmonik filtre kullanımı dahi yeterli olabilmektedir. Özellikle daha önce sayılan bilgisayarlar, kaynak makineleri veya farklı ekipmanların oluşturabileceği harmonik risklerine karşı filtreler kullanılmadığında bozulan dalga aralıkları nedeni ile birçok olumsuz etki görülebilir. Bazen harmoniklerin oluşturduğu riskler nedeni ile trafolar, elektrik dağıtım şebekeleri, motorlar veya kondansatör sistemlerinde büyük maddi kayıplar ve arızalar görülebilir.
Kompanzasyon sistemleri dahilinde harmonikler çok büyük bir risk oluştururken, tesislerde ısınan kondansatörler veya sık sık görülen arızalar karşısında filtreleme yapılması büyük fayda sağlar. Sistem içerisinde kondansatör öncesinde pasif harmonik filtre kullanılması iyi bir filtreleme ile birlikte güç ve gerilim değerlerine göre bozulmaları rahatlıkla engelleyebilir.
AG Kompanzasyon ve Harmonik Filtreler
Endüstriyel tesislerde yaygın olarak tercih edilen motor sürücüleri, kaynak makineleri, endüksiyon ocakları, tristör kontrollü sistemler, otomasyon sistemleri, kesintisiz güç kaynakları, bilgisayarlar ve diğer ofis cihazları şebekeden doğrusal olmayan (non-linear) ve harmonik içeren akımlar çekerler.
Harmonik içerikli akımlar şebeke empedansı ile kompanzasyon panosundaki kondansatörlerin sönümsüz salınım devresi oluşturmasına sebep olabilirler. Bu durumu engellemek amacıyla filtreli bir kompanzasyon sistemi kurulması gerekir.
Harmonik filtre uygulamaları; enerji üretim santralleri, petrokimya tesisleri, demir çelik üretim tesisleri, sanayi tesisleri ve enerji sistemlerindeki harmonik kaynaklı sorunların önüne geçmek amacıyla kullanılır. Harmoniklerin filtrelenmediği sistemlerde meydana gelen gerilim kayıpları verimliliği düşürmekle beraber tesis güvenliğini de riske etmektedir.
AG kompanzasyon sistemleri yüklerin talep ettiği endüktif reaktif gücü yasal sınırlarla tespit edilen değerlerin altında tutmak ve trafolardan istenen reaktif enerjinin düşürülmesi ile aktif güç kullanım kapasitesini artırmak amacıyla kullanılır. Reaktif güç kompanzasyonu ile şebekeden istenen reaktif güç, başka bir reaktif güç üreticisiyle sağlanarak şebekelerden istenen görünür gücün azalmasına yardımcı olur. Bu durumda sistemden talep edilen görünür güç ile aktif güç yakınlaşmış olur. Cosϕ’nin 1.00’a eşit olduğu durumlarda şebekelerden çekilen görünür güç (S), aktif güce (P) eşitlenmiş olur.
AR Elektrik, AG Kompanzasyon ve harmonik filtreleri müşterilerin gereksinimlerine uygun olarak tasarlamakta ve üretmektedir. AR Elektrik, AG panoları projeleri kapsamında tüm süreçlerde yüksek kalitede ve uluslararası standartlarda ürün, çözüm ve hizmet sunmak için çalışmaktadır.
Harmonik Filtre Kullanılmadığında Neler Olur?
Sistemlerde filtreler kullanılmadığında ise harmonikler nedeni le yaşanabilecek değişen birçok arıza türü ile karşılaşılması mümkündür. Örnek olarak harmonikler şebekeye bağlı olan kablo hatlarında ısınmanın artmasına neden olabilirler. Bazen elektromekanik ekipmanlarda ısınma nedenli devre yanmaları ve arızalar yaşanması ihtimali yer alır.
Harmonikler sistem içerisinde ateşleme devresi bulunuyorsa, bu devrelerde anomaliler ile karşılaşılmasına neden olabilir. Bazen devredeki elektronik kartlarda problemler görülmesi veya makine sistemlerinde vibrasyon adı verilen titreşimlerin görülmesi harmonikler nedeni ile ortaya çıkabilir. Bilindiği üzere CAD/CAM terminallerinde belirli bir bellek yapısı yer alır. Harmonik faktörleri ise bu terminallerde belleğin silinmesi problemi ortaya çıkarabilir.
Elektrik tesisatlarında ve şebekelerde güvenliği sağlamak için devre kesici ve şalter gibi ekipmanlar kullanılır. Harmonikler nedeni ile bu ekipmanlar kontrolsüz bir şekilde açılıp kapanabilir. Benzer şekilde röle kullanımında da anomaliler ile karşılaşılması ve sinyal bozulmaları görülebilir. Tüm bunlar ile birlikte sistemlerde delinme, patlama ve kondansatörler üzerinde sigorta atması yaşanabilir. Teknik çerçevede karşılaşılan sorunlar beraberinde ekonomik kayıpları getirirken, özellikle büyük sistemlerde geri dönülmez kayıplar ile çalışmanın durması gibi sorunlar dahi ortaya çıkabilir. Hatta tüm bunların yanında en önemli riskler arasında da enerji kaybı ile karşılaşılması bulunmaktadır.
Günümüzde harmonik filtre ürünleri kullanılmadığında, birçok faktör nedeni ile harmonik sorunları sonrasında arızalar ve büyük kayıplar yaşanabilmektedir. Filtreler kullanılmadığında ekipmanlarda yaşanabilecek arızalar kadar harmonikler engellenemediği için sistemlerde kullanılamaz bir yapı ortaya çıkması ihtimali de yer alabilmektedir. Ancak AR ELEKTRİK olarak üretimini yaptığımız ve şebekelerde kullanılabilecek pasif veya aktif nitelikte harmonik filtre ürünleri, bu sorunların önüne geçerken; ekonomik anlamda avantajlı bir şekilde seçilebilecek pratik çözümler sağlamaktadır.
Sık Sorulan Sorular
Harmonik filtre ne için kullanılır?
Harmonik filtre; doğrusal olmayan yüklerin oluşturduğu akımın, kondansatör benzeri sabit empedanslı yükler üzerinden akan akımı sınırlar. Harmonik filtreler, sistemin rezonansa girmesini engeller.
Harmonik filtre ile şönt reaktör arasındaki fark nedir?
Harmonik filtre; harmonik bozulmanın engellenmesi ve azaltılması için kullanılır. Sönt reaktörleri ise güç faktörünün düzeltilmesinde kullanılır.
Harmonik filtre nasıl çalışır?
Harmonik filtre; harmonik akımlarda toprağa düşük empedanslı yol sağlayarak çalışır. Bu sayede, harmonik akımlar elektrikli ekipmanları atlar ve bozulmak miktarı azalır.
