ENGLISH    /    SİTE HARİTASI

 
 
 

Teknik Makaleler

AKTİF HARMONİK FİLTRE

Erkan YILMAZ, Ürün Satış Yöneticisi

İnform Elektronik – eyilmaz@inform.com.tr

Türkiye de Enerji Verimliliği Stratejisi 24 Haziran 2004 itibarı ile onaylanmıştır. Stratejinin genel amacı, Türkiye’deki nihai enerji tüketim sektörlerindeki enerji verimliliğini AB’deki en iyi uygulamalara göre geliştirmektir. Elektrik İşleri Etüd İdaresi "2009 yılı için Verimlilik Artırıcı Proje (VAP) desteklerinde kullanılmak üzere Bütçesinde 5.000.000 TL . ayırmıştır".
Bu ön bilgileri vermemizin nedeni Türkiye’mizde enerji verimliliği ve kalitesi konusunda çalışmaların hassasiyetle yürütülmeye başlandığını anlatmak içindi. Enerji verimliliği kapsamında reaktif güç tüketimi konusunda getirilen yaptırımlar yakın dönemde harmonikler içinde geçerli olacaktır.

“Harmonik Filtreli kompanzasyon tesisleri sisteminizde bulunan harmoniklerin tamamını filtrelemez. Büyük çoğunlukla kondansatörlerin harmonikleri arttırıcı etkisini engeller. “

Harmonikler Yarı iletken elemanların yapısı gereği ve lineer olmayan yüklerin etkisiyle, akım ve gerilim dalga biçimleri, periyodik olmakla birlikte sinüsoidal dalga ile frekans ve genliği farklı diğer sinüsoidal dalgaların toplamından meydana gelmektedir. Temel bileşen dışında olan sinüsoidal dalgalara harmonik denir.

Harmonikler Redresör, Kesintisiz Güç Kaynakları , Motor Hız Kontrol sistemleri, Bilgisayar ve IT sistemler, Ark Fırınları, Aydınlatma gibi doğrusal olmayan yükler harmonikli akım ve reaktif güç çekerek enerji iletim ve dağıtım hatlarında güç kalitesinin düşmesine neden olmaktadır. Sistemde oluşan harmonikler ve dengesiz akımlar, reaktif güç çekilmesine, aşırı nötr akımlarına, Jeneratör ve şebekede gerilim bozulmalarına, Kesici ve şaltelerde açmalara, enerji sistemin verimliliğinin azalmasına ve güç faktörünün düşmesine yol açmaktadır. Harmonikler sisteme bağlı diğer yüklerde de bozulmalara ve iletişim hatlarında parazitler oluşmasına neden olmaktadır.

Harmoniklerin bastırılmasında ve azaltılmasında çeşitli yöntemler geliştirilmiştir :

• Kompanzasyon girişlerinde Reaktör kullanmak ( Harmonik Filtreli Kompanzasyon )
• Motor Hız Kontrol uygulamalarında Giriş, Çıkış Şok bobinleri kullanmak,
• KGK sistemlerinde 12 pulse doğrultucu ve IGBT doğrultucu kullanmak,
• Pasif filtre devreleri,
• Aktif Harmonik Filtreler ( Paralel, Seri, Hibrit, Universal ),

 

Pasif Filtreler
(endüktans, kondansatör, direnç) kullanarak, paralel kol olarak tasarlanan pasif filtre düzeneği, tasarlandığı harmoniğin frekans değerinde seri rezonans oluşturarak harmonik akımını sisteme zarar vermeden toprağa aktarır.

 
Paralel Aktif Harmonik Filtreler
Aktif filtre devreye bağlandığı noktadaki akımı ölçerek, içeriğindeki güç elektroniği devresi ile,tespit ettiği harmoniğin tam ters işaretlisini kendi tetikleme devresi ile üreterek sisteme enjekte eder.
 

Pasif harmonik filtreler ekonomik bir çözüm olmakla birlikte; çok yer kaplamaları, sabit bir kompanzasyon imkanı sunmaları, performanslarının şebeke empedansına bağlı olması ve en önemlisi şebeke ve/veya yük ile rezonans devreleri oluşturmaları gibi belirgin dezavantajlar sunmaktadır.

Güç kalitesindeki bozulmanın giderek artması ve pasif filtrelerin bu olumsuz yönleri harmoniklerden kaynaklı problemlerin giderilmesinde aktif çözümlere olan ilgiyi artırmıştır.
 

Paralel Aktif Harmonik Filtreler uygulama açısından en kolay sistemlerdir. Aktif güç filtresinin çalışma ilkesi, yükün ürettiği harmonikleri akım trafosu ile ölçme ve aynı genlikte zıt fazda bir akımın şebekeye basılması temeline dayanmaktadır. Çoğunlukla aktif filtreler akım ve gerilim harmoniklerini kompanze etmek için kullanılmaktadır. Bunun yanı sıra reaktif güç kompanzasyonu, akım dengesizliklerini düzeltme, nötr akımı kompanzasyonları için de kullanılmaktadır. Aktif güç filtreleri doğrusal olmayan yükün ürettiği akım harmoniklerini azaltabilmekte, reaktif güç çekebilmekte veya üretebilmektedir. Aktif Paralel Filtreler aşırı yük riski taşımaz kapasitesi kadar harmonikleri bastırır.

Harmonik Akımlarını Düzeltmek
1. Gerilim dalga şekli bozulmasında düzelme.
2. Trafo ve kablolardaki gerilim düşümünde azalma.
3. Trafo ve kablolardaki ısıl kayıplarda azalma.
4. Güç faktöründe iyileşme
5. Enerji verimliliği
6. Kompanzasyon ve sisteme bağlı diğer yüklerde arızaların azalması gibi kazançlar sağlamaktadır.

 
AKTİF HARMONİK FİLTRE İÇ YAPISI

KONTRÖL MODÜL
1 - Ana Kontrolör
2 - Güç Kaynağı
3 - Gerilim Belirleme Devresi
4 - Akım Belirleme Devresi
5 - Kontrol Paneli
6 - İletişim Arayüzü

GÜÇ MODÜLÜ
7 - Ana Sigorta
8 - Yumuşak Başlama Modülü
9 - Elektromanyetik Kontaktör Modülü
10 - Link İndüktörü yada Kapasitör Modülü
11 - Ripple Akımı Filtreleme Modülü
12 - Yüksek Frekans İndüktorü
13 - IGBT Güç Konvertör Bloğu
14 - DC Kapasitör Modülü

Harmonik problemleri yaşayan ve enerji verimliliği çalışmaları yapılan tesislerde uygulama aşamasında sistem analiz edilerek Pasif yada Aktif Filtre uygulamasına karar verilir.

PASİF FİLTRE –AKTİF FİLTRE KARŞILAŞTIRMASI

 

Konu

Pasif filtre

Aktif filtre

Harmonik akımlarının kontrolü

Her harmonik frekansı için bir filtre ister

 

Aynı anda birçok harmonik akımının kontrolü mümkündür

Harmonik frekanslarının değişiminin etkisi

Filtrenin etkinliği azalır

Etkilenmez

Empedans modifikasyonu etkisi

Rezonans riski vardır

Etkilenmez

Akım yükselmesi riski

Aşırı yüklenme ve bozulma riski vardır

Aşırı yüklenme riski yoktur

Sisteme yeni yük ilave edilmesi

Filtrenin değiştirilmesi gerekebilir

Herhangi bir probleme yol açmaz

Sistemdeki temel dalganın frekans değişimi

Ayarlanması mümkün değil ( değiştirilmesi gerekir )

Ayar ile uyum mümkün

 

Boyutlar ve ağırlık

 

Harmonik genliğine ve derecesine göre çok değişken

Oldukça küçük

 

Maliyet

İlk maliyet düşük, orta vadede bakım maliyetleri yüksek

İlk maliyet yüksek, orta vadede bakım maliyetleri yok.


Sonuç :

Paralel Aktif Harmonik Filtreler enerji verimliği kapsamında harmonik filtreleme ve kompanzasyon yapabilme özellikleri ile ön plana çıkmaktadır. Yapıları modüler olmakla birlikte ileri dönemlerde sistemde yapılacak modifikasyonlar Aktif Filtreleri etkilememektedir. Güç arttırımı kolaylıkla yapılabilmektedir. Harmoniklerin bastırılması ile sistem verimliliğiniz artmakta enerjiden tasarruf edilerek kazanç sağlanmaktadır. Yakın dönemde tesislerde harmonikler konusunda getirilecek sınırlamalar Aktif Güç Filtrelerine olan talebi kompanzasyon, harmonik filtreleme, akım dengeleme gibi üstün özelliklerinden dolayı arttıracaktır.

 

 

 
İnform Elektronik San. ve Tic. A.Ş. Copyright ©2009 - Tüm Hakkı Saklıdır. Web Tasarımıı by Üretmake