Güç Kalitesi Sorunları
Güç Kalitesi (#PQ) ile ilgili sorunlar günümüzde en çok endişe duyulan konulardır. Bilgi teknolojisi ekipmanları, ayarlanabilir hızlı sürücüler (#ASD), programlanabilir mantık denetleyicileri (#PLC) gibi güç elektroniği ve enerji tasarruflu aydınlatmalar gibi elektronik ekipmanların yaygın kullanımı, elektrik yüklerinin doğasında tamamen bir değişikliğe yol açtı.
Bu yükler aynı anda güç kalitesi sorunlarının ana nedenleri ve başlıca kurbanlarıdır. Ve doğrusal olmamaları nedeniyle, tüm bu yükler gerilim dalga biçiminde bozulmalara neden olur.
Teknolojik gelişmelerle birlikte dünya ekonomisinin organizasyonu küreselleşmeye doğru evrilmiş ve birçok faaliyetin kar marjları düşme eğilimine girmiştir. Süreçlerin büyük çoğunluğunun (endüstriyel, hizmetler ve hatta konutlar) Güç Kalitesi (PQ) sorunlarına karşı artan hassasiyeti, her faaliyet sektöründe rekabet edebilirlik için kaliteyle birlikte elektrik gücünün kullanılabilirliğini çok önemli bir faktör haline getiriyor.
En kritik alanlar, sürekli proses endüstrisi ve bilgi teknolojisi hizmetleridir. Bir rahatsızlık meydana geldiğinde, üretkenlik ve rekabet gücü kaybıyla sonuçlanan büyük mali kayıplar meydana gelebilir.
Kamu hizmetleri tarafından birçok çaba gösterilmesine rağmen, bazı tüketiciler, modern elektrik şebekelerinin sağladığı seviyeden daha yüksek bir PQ seviyesine ihtiyaç duyar. Bu, daha yüksek Güç Kalitesi seviyelerine ulaşmak için bazı önlemlerin alınması gerektiği anlamına gelir.
Güç Kalitesi Karakterizasyonu
En gelişmiş iletim ve dağıtım sistemleri bile, modern toplumda yüklerin düzgün çalışması için istenen güvenilirlik seviyesinde elektrik enerjisi sağlayamıyor..
Modern T&D (iletim ve dağıtım) sistemlerinin %99,9 ila %99,99 oranında kullanılabilirliği öngörülmektedir.
Bu değer, büyük ölçüde, coğrafi konum ve gerilim düzeyine göre farklılık gösteren şebekenin yedeklilik düzeyine bağlıdır (YG şebekesinde kullanılabilirlik daha yüksektir). Bazı uzak sitelerde T&D sistemlerinin kullanılabilirliği %99'a kadar düşebilir. %99,99 düzeyinde bile yılda 52 dakikalık eşdeğer bir kesinti süresi vardır.
Modern dijital ekonomideki en zorlu süreçlerin düzgün çalışması için %99,9999999 kullanılabilirlik (9-9 güvenilirlik) ile elektrik enerjisine ihtiyacı vardır.
Açıklamalar, Nedenler ve Sonuçlar
En yaygın Güç Kalitesi Sorunu Türleri, Açıklamaları, Nedenleri ve Sonuçlarıyla birlikte aşağıda sunulmaktadır.
İçindekiler:
1. Voltaj Düşüşü
Açıklama: Güç frekansında, 0,5 döngüden 1 dakikaya kadar olan süreler için, normal gerilim seviyesinde nominal rms geriliminin %10'u ile %90'ı arasında azalma demektir.
Nedenleri: İletim veya dağıtım şebekesindeki arızalar (çoğunlukla paralel fiderlerde). Tüketici kurulumundaki hatalar. Ağır yüklerin bağlanması ve büyük motorların çalıştırılması.
Sonuçlar: İşlemin durmasına neden olabilecek bilgi teknolojisi ekipmanlarının, yani mikroişlemci tabanlı kontrol sistemlerinin (PC'ler, PLC'ler, ASD'ler, vb.) arızalanması. Kontaktörlerin ve elektromekanik rölelerin açması. Elektrikli dönen makinelerde kopukluk ve verim kaybı.
2. Çok Kısa Kesintiler
Açıklama: Birkaç milisaniyeden bir veya iki saniyeye kadar olan süre boyunca elektrik beslemesinin tamamen kesilmesi.
Nedenleri: Temel olarak, ağın hatalı bir bölümünü devreden çıkarmak için koruma cihazlarının açılması ve otomatik olarak tekrar kapatılması nedeniyle. Ana arıza nedenleri yalıtım arızası, yıldırım ve yalıtkan parlamasıdır.
Sonuçlar: Koruma cihazlarının tetiklenmesi, bilgi kaybı ve veri işleme ekipmanının arızalanması. Bu durumla başa çıkmaya hazır değillerse ASD'ler, PC'ler ve PLC'ler gibi hassas ekipmanların durdurulması
3. Uzun Kesintiler
Açıklama: 1 ila 2 saniyeden daha uzun süre boyunca elektrik beslemesinin tamamen kesilmesidir.
Nedenleri: Güç sistemi ağındaki ekipman arızası, fırtınalar ve nesneler (ağaçlar, arabalar, vb.), hatlara veya direklere çarpma, yangın, insan hatası, kötü koordinasyon veya koruma cihazlarının arızalanması.
Sonuçlar: Tüm ekipmanların durdurulması.
4. Voltaj Artışı
Açıklama: Birkaç mikrosaniyeden birkaç milisaniyeye kadar süreler için voltaj değerinin çok hızlı değişimi. Bu varyasyonlar, düşük voltajda bile binlerce volta ulaşabilir.
Nedenler: Yıldırım, hatların veya güç faktörü düzeltme kondansatörlerinin değiştirilmesi, ağır yüklerin bağlantısının kesilmesi.
Sonuçlar: Bileşenlerin (özellikle elektronik bileşenler) ve yalıtım malzemelerinin imhası, veri işleme hataları veya veri kaybı, elektromanyetik girişim
5. Voltaj Şişmesi
Açıklama: Güç frekansında, normal toleransların dışında, birden fazla döngü süreli ve tipik olarak birkaç saniyeden kısa süreli anlık gerilim artışı.
Nedenler: Ağır yüklerin başlatılması/durdurulması, kötü boyutlandırılmış güç kaynakları, kötü düzenlenmiş transformatörler (esas olarak yoğun olmayan saatlerde).
Sonuçlar: Voltaj değerleri çok yüksekse veri kaybı, aydınlatma ve ekranlarda titreme, hassas ekipmanların durması veya hasar görmesi.
6. Harmonik Bozulma
Açıklama: Gerilim veya akım dalga biçimleri, sinüzoidal olmayan bir şekil alır. Dalga biçimi, güç sistemi frekansının katları olan frekanslara sahip, farklı büyüklük ve fazlara sahip farklı sinüs dalgalarının toplamına karşılık gelir.
Nedenler: Klasik kaynaklar: manyetizasyon eğrisinin (manyetik doygunluk) dizinin üzerinde çalışan elektrikli makineler, ark fırınları, kaynak makineleri, redresörler ve DC fırça motorları.
Modern kaynaklar: ASD'ler dahil güç elektroniği ekipmanları, anahtarlamalı mod güç kaynakları, veri işleme ekipmanı, yüksek verimli aydınlatma gibi tüm doğrusal olmayan yükler.Sonuçlar: Rezonans oluşma olasılığının artması, 3 fazlı sistemlerde nötr aşırı yük, tüm kabloların ve ekipmanların aşırı ısınması, elektrik makinelerinde verim kaybı, iletişim sistemlerinde elektromanyetik girişim, ortalama okuma sayaçları kullanılırken ölçümlerde hatalar, arızalı açma termal korumalar.
7. Voltaj Dalgalanması
Açıklama: Voltaj değerinin salınımı, 0 ila 30 Hz frekanslı bir sinyal tarafından modüle edilen genliktedir.
Nedenler: Ark ocakları, elektrik motorlarının (örneğin asansörler) sık sık çalıştırılıp/durdurulması, salınımlı yükler.
Sonuçlar: Sonuçların çoğu, düşük gerilimlerde ortaktır. En algılanabilir sonuç, görsel algının kararsız olduğu izlenimini veren aydınlatma ve ekranların titremesidir.
8. Gürültü
Açıklama: Yüksek frekanslı sinyallerin güç sistemi frekansının dalga biçimi üzerine bindirilmesidir.
Nedenler: Mikrodalgalar, televizyon difüzyonu ve kaynak makineleri, ark fırınları ve elektronik ekipmandan kaynaklanan radyasyon gibi Hertzian dalgalarının neden olduğu elektromanyetik parazitler. Yanlış topraklama da bir sebep olabilir.
Sonuçlar: Hassas elektronik ekipmanlarda bozulmalar, genellikle yıkıcı değildir. Veri kaybına ve veri işleme hatalarına neden olabilir.
9. Voltaj Dengesizliği
Açıklama: Üç gerilim büyüklüğünün veya aralarındaki faz açısı farklarının eşit olmadığı, üç fazlı bir sistemdeki gerilim değişimi.
Nedenler: Büyük tek fazlı yükler (endüksiyon fırınları, çekme yükleri), tüm tek fazlı yüklerin sistemin üç fazı tarafından yanlış dağıtılması (bunun nedeni bir arıza da olabilir).
Sonuçlar: Dengesiz sistemler, tüm üç fazlı yüklere zararlı olan negatif bir dizinin varlığını ima eder. En çok etkilenen yükler üç fazlı asenkron makinelerdir.
Referans: | Power Quality Problems and New Solutions – A. de Almeida, L. Moreira. J. Delgado |
Format: | |
Boyut: | 780kB |
Sayfa: | 9 |
İndirme: |
Comments