Kompanzasyonun (Güç Faktörü Düzeltmenin) Faydaları

Kompanzasyon, reaktif gücü dengelemeyi ve güç faktörünü artırmayı amaçlar. Bu sayede birçok avantaj elde edilir. İlk olarak, daha yüksek bir güç faktörü enerji verimliliğini artırır ve enerji maliyetlerini düşürür. Düşük güç faktörü, elektrik tedarikçilerinin reaktif ceza neden olabilirken, yüksek bir güç faktörü bu tür ek maliyetleri ortadan kaldırır. İkincisi, kompanzasyon sistemi aşırı yüklere ve aşırı ısınmalara karşı koruma sağlayarak ekipman ömrünü uzatır. Üçüncü olarak, enerji tesislerinin kapasitesi artırılabilir ve mevcut altyapı daha etkili bir şekilde kullanılabilir. Ayrıca, enerji kaynaklarının sürdürülebilir şekilde kullanılması ve çevresel etkilerin azaltılması da kompanzasyonun faydaları arasında yer alır. Sonuç olarak, kompanzasyon sistemleri endüstriyel tesislerin daha verimli, güvenli ve çevre dostu bir şekilde çalışmasını sağlayarak bir dizi önemli avantaj sunar.

Elektrik makinalarının daha iyi kullanımı

Generatörler ve transformatörler S görünür gücüne göre boyutlandırılır. Aynı P aktif gücünde, sağlanacak Q reaktif gücü ne kadar küçük olursa, görünür güç de o kadar küçük olur. Böylece, tesisatın güç faktörünü iyileştirerek, bu makineler daha düşük bir görünür güç için boyutlandırılabilirken halen aynı aktif gücü sağlayabilirler.

Herhangi bir işletme de kompanzasyonsuz olarak 170 kW talep gücü olduğunu varsayalım. Bu durumda Cosϕ = 0.7 olsun. Şartlara göre hesap yaparsak;

TRAFO GÜCÜ = 170 / 0.7 =242.8 KVA çıkacaktır.

Yani bu 170 kW yük kendisine yaklaşık 250 KVA bir trafo gücü gerektiriyor.

Peki kompanzasyon sistemi ile bu Cosϕ = 0.99 olsa idi ne olurdu? tekrar hesaplayalım.

TRAFO GÜCÜ = 170 / 0.99 =171.7 KVA çıkacaktır.

Görüldüğü gibi daha küçük trafo gücü gerektirdi.

Elektrik hatlarının daha iyi kullanımı

Bir önce ki madde de trafoların veya ihtiyaç duyulan S (KVA) görünür gücünün doğru bir güç faktöründe azaldığını görmüştük. Peki ihtiyaç duyulan gücün azalması sizce de kablo kesitlerine yansır mı? Tabiki de yansımaktadır.

Tüm elektrik işleri ile uğraşanlar bilirler ki kabloların akım taşıma kapasitesi arttıkça kesitleri de artar. Artan kesit birim metre başına maliyeti de arttırır.

Yukarıda ki örnekte P = 170 kW demiştik aynı şekilde devam ederek bu yük için gerekli kablo kesitini hesaplayalım.

P = U * I * √3 * Cosϕ biz buradan akımı çekersek formül şu şekilde olur

I = P / ( U * √3 * Cosϕ )

P = 170 kW , U = 400V , Cosϕ = 0.7 iken hesaplayalım akım değerimiz ne çıkacak.

I = 170 / (400 * √3 * 0.7) = 350.5 A çıkmaktadır. Hemen kablo üreticilerinin kataloglarına bir göz atıp 350.5 A akımı taşıyacak kabloyu bulalım. (Gerilim Düşümü’ de bu kesit seçiminde önemlidir ancak konu dışı olduğu için ayrıca değerlendirilecektir.) Katalog sonucunda 4×150 mm2 bir kablo seçilebilir eğer mesafe de uzunsa gerilim düşümü hesaplarına göre kesit daha da artacaktır

Peki güç faktörü düzeltilmiş olsaydı ve 0.99 a çekilseydi akım ne olurdu?

I = 170 / (400 * √3 * 0.99) = 272.6 A bu akıma göre de 4×95 mm2 seçim uygun olacaktır.

Görüldüğü üzere kullanılacak kablo kesitleri de azalmaktadır. Bu iletim hatları için de geçerlidir.

Kayıpların azaltılması

Bir elektrik iletkeninin güç kayıpları iletkenin kendi direncine ve bunun üzerinden akan akımın karesine bağlıdır; iletilen aynı aktif güç değeri ile cosϕ ne kadar büyük olursa, akım o kadar düşük olacağından, buna müteakip güç
faktörü arttığında güç faktörü düzeltilmesinin gerçekleştiği noktanın besleme tarafındaki iletkendeki kayıplar
azalacaktır.

Gerilim düşümünün azaltılması

Hat-Hat geriliminin üç fazlı bir hatta düşüşü şu şekilde açıklanmaktadır.

ΔU = √ 3 · I · (R cosϕ + X sinϕ) =

R ve X, sırasıyla hattın direnç ve reaktansıdır. I akımdır. U nominal gerilimdir

Aynı aktarılan aktif güç seviyesinde, güç faktörü² ne kadar yüksek olursa gerilim düşümü daha küçük olacaktır.
Gerilim ve akım arasındaki faz kayma akımı ϕ ne kadar küçük olursa gerilim değişimi o kadar küçük olur; bir reaktif güç çekimi yok ise, bu değişim minimumdur.

Güç faktörü düzeltmenin ekonomik avantajları

İlk verdiğimiz örnekte trafo gücünün (S) daha düşük çıkacağından bahsetmiştik. Buna paralel olarak devre kesiciler de küçülmüş olacaktır. Kablolar daha küçük kesitlerde seçilecek kablolarda kayıplar azalacak gerilim düşümü azalmaktadır. En önemlisi elektrik dağıtım şirketi belirli reaktif tüketim miktarına göre tüketiciye fatura yansıtmaktadır bu cezalı faturalar ortadan kalkmış olacaktır.