Aydın harmonik filtre sistemleri, elektrik tesislerinde doğrusal olmayan yüklerin oluşturduğu harmonik bozulmaların azaltılması, elektrik enerjisi kalitesinin iyileştirilmesi ve özellikle kompanzasyon sistemlerinin harmoniklerden olumsuz etkilenmesinin önlenmesi amacıyla kullanılan çözümlerdir. Fabrikalar, organize sanayi tesisleri, üretim işletmeleri, oteller, hastaneler, alışveriş merkezleri, pompa tesisleri ve sürücülü makinelerin yoğun olarak kullanıldığı işletmelerde harmonik analizi ve uygun filtreleme yöntemi önem taşır.
Elektrik tesisinde frekans konvertörü, motor sürücüsü, UPS, doğrultucu, kaynak makinesi, LED sürücü, bilgisayar güç kaynağı ve benzeri güç elektroniği yükleri arttıkça şebekedeki akım dalga şekli ideal sinüs dalgasından uzaklaşabilir. Bu durum THD, harmonik akımlar, kondansatörlerde aşırı akım, kompanzasyon kondansatörü arızaları, pano ısınmaları ve enerji kalitesi problemleri ile birlikte görülebilir.
Bu nedenle Aydın harmonik filtre hizmetinde doğrudan filtre seçmek yerine önce tesisin elektriksel yapısının ölçülmesi, hangi harmonik mertebelerin baskın olduğunun belirlenmesi ve uygun filtreleme yönteminin seçilmesi gerekir.
İdeal bir AC elektrik sisteminde gerilim ve akım dalga şeklinin temel frekansta sinüs biçiminde olması beklenir.
Türkiye'deki elektrik sistemlerinde temel frekans:
50 Hz
olarak kabul edilir.
Harmonikler ise temel frekansın tam katlarında oluşan bileşenlerdir.
Örneğin:
şeklinde ifade edilir.
Özellikle 5. ve 7. harmonikler, üç fazlı güç elektroniği yüklerinin bulunduğu tesislerde sık karşılaşılan harmonik bileşenler arasındadır.
Harmonik filtre seçmeden önce ölçüm yapılması önemlidir.
Çünkü her tesiste aynı harmonik problemi bulunmaz.
Bir işletmede 5. harmonik baskın olabilirken başka bir tesiste 7., 11. veya 13. harmonik daha belirgin olabilir.
Aydın harmonik analizi sırasında tesisin çalışma durumuna göre elektriksel parametreler kayıt altına alınabilir.
İncelenebilecek değerler arasında:
bulunabilir.
Bu ölçümler sonucunda filtre sisteminin gerekip gerekmediği ve hangi çözümün uygun olduğu değerlendirilir.
THD, Total Harmonic Distortion, yani toplam harmonik bozulma olarak ifade edilir.
Elektrik tesislerinde genel olarak:
THDv = Gerilim toplam harmonik bozulması
THDi = Akım toplam harmonik bozulması
şeklinde değerlendirilir.
Özellikle yüksek THDi değerleri tesisin doğrusal olmayan yüklerinin şebekeden harmonik akım çektiğini gösterebilir.
Ancak yalnızca tek bir THD değerine bakılarak filtre seçilmesi doğru değildir.
Hangi harmonik mertebelerin bulunduğu ve yükün çalışma karakteristiği de incelenmelidir.
Harmonik filtrelerin kullanılmasının başlıca amaçları:
olarak sıralanabilir.
Filtre seçimi ise mutlaka tesisin ölçüm sonuçlarına göre yapılmalıdır.
Pasif harmonik filtrelerde genellikle kondansatör, reaktör ve direnç gibi pasif devre elemanları kullanılır.
Pasif filtreler belirli harmonik frekanslarına yönelik tasarlanabilir.
Örneğin tesisin 5. harmonik problemi belirginse 5. harmonik için tasarlanmış bir filtre çözümü değerlendirilebilir.
Ancak pasif filtre tasarımında sistemin rezonans koşulları mutlaka dikkate alınmalıdır.
Özellikle kompanzasyon panosu ile harmonik filtre arasında yanlış tasarım yapılması istenmeyen rezonans koşullarına yol açabilir.
Bu nedenle pasif filtre seçimi yalnızca “kaç kW motor var?” sorusuna göre yapılmamalıdır.
Aktif harmonik filtre, tesis içerisindeki harmonik akımları elektronik olarak izleyerek karşı harmonik akımlar oluşturan bir sistemdir.
Aktif filtreler özellikle harmonik yapısının zaman içerisinde değiştiği tesislerde avantaj sağlayabilir.
Örneğin üretim hattında farklı makineler devreye girip çıkıyorsa harmonik yük sürekli değişebilir.
Bu durumda aktif filtre:
Aktif filtrelerin seçiminde:
gibi parametreler dikkate alınmalıdır.
Hibrit harmonik filtre sistemlerinde aktif ve pasif filtreleme teknolojileri birlikte kullanılabilir.
Bu yapı, tesisin harmonik karakteristiğine göre farklı avantajlar sağlayabilir.
Ancak hibrit sistem tasarımı standart bir kompanzasyon panosu tasarımından daha kapsamlıdır.
Tesisin:
Yük yapısı + harmonik spektrumu + kompanzasyon sistemi + güç kapasitesi + çalışma profili
birlikte değerlendirilmelidir.
Kompanzasyon kondansatörleri harmoniklerden etkilenebilen ekipmanlardır.
Tesis içerisinde yüksek harmonik seviyeleri bulunuyorsa kondansatörlerin üzerinden geçen akım artabilir.
Bunun sonucunda:
gibi sorunlar görülebilir.
Bu nedenle Aydın kompanzasyon arızası sürekli tekrarlıyorsa harmonik analizi de değerlendirilmelidir.
Harmonik filtre tasarımında rezonans konusu özellikle önemlidir.
Kompanzasyon kondansatörleri ve sistem endüktansı belirli koşullarda rezonans oluşturabilir.
Rezonans meydana geldiğinde belirli frekanslarda akım veya gerilim seviyeleri önemli ölçüde yükselebilir.
Bu nedenle filtre tasarımında:
dikkate alınmalıdır.
Yanlış tasarlanmış bir filtre, çözmesi beklenen problemin yanında yeni bir elektriksel problem oluşturabilir.
Harmonik problemleri özellikle doğrusal olmayan yüklerin bulunduğu tesislerde araştırılabilir.
Örneğin:
Motor sürücüleri ve otomasyon sistemlerinin yoğun olduğu üretim tesisleri.
Kesim ve işleme makinelerinde kullanılan güç elektroniği ekipmanları.
Frekans konvertörlü motorların kullanıldığı sistemler.
Asansör, HVAC, UPS ve diğer elektronik yüklerin birlikte bulunduğu tesisler.
UPS, tıbbi cihazlar ve hassas elektronik sistemlerin bulunduğu yapılar.
Çok sayıda farklı güç elektroniği yükünün aynı elektrik sisteminde çalıştığı işletmeler.
Aşağıdaki belirtiler harmonik araştırmasını gerekli hale getirebilir:
Ancak bu belirtilerin her biri doğrudan harmonik probleminden kaynaklanmaz.
Kesin değerlendirme için ölçüm yapılması gerekir.
Harmonik filtre seçiminde aşağıdaki bilgiler önemlidir:
Tesisin toplam gücü
Trafo gücü
Mevcut yük
Harmonik akım değeri
THDi
THDv
Harmonik spektrumu
Kompanzasyon kapasitesi
Yük değişim profili
Filtreleme hedefi
Bu veriler olmadan sadece tesisin kW değerine bakarak filtre kapasitesi belirlemek doğru değildir.
Filtre montajında elektrik panosunun mevcut yapısı incelenmelidir.
Montaj kapsamında sistemin:
kontrol edilmelidir.
Filtre devreye alındıktan sonra sistemin yeniden ölçülmesi, filtreleme performansının değerlendirilmesi açısından önemlidir.
Aydın harmonik filtre fiyatları, filtrenin aktif, pasif veya hibrit olmasına; kapasitesine, harmonik seviyesine, sistem gerilimine ve tesisin elektriksel yapısına göre değişir.
Fiyatlandırmada:
gibi unsurlar dikkate alınabilir.
Bu nedenle yalnızca “kaç kW?” bilgisiyle kesin harmonik filtre fiyatı vermek teknik açıdan yeterli değildir.
Harmonik filtreleme, elektrik enerjisi kalitesinin iyileştirilmesine yönelik çalışmalardan biridir.
Ancak enerji kalitesi yalnızca harmoniklerden oluşmaz.
Gerekli durumlarda:
gibi parametreler de incelenebilir.
Bu nedenle tesisin genel elektriksel performansı birlikte değerlendirilmelidir.
Kompanzasyon sisteminde harmonik problemi bulunan tesislerde kondansatörlerin korunması önemli bir konudur.
Özellikle kondansatörlerin sürekli değiştirilmesi gerekiyorsa sadece kondansatör maliyetine odaklanmak yerine arızanın temel nedeni araştırılmalıdır.
Sık kondansatör arızası → harmonik ölçümü → harmonik kaynağının belirlenmesi → uygun filtreleme çözümü
şeklinde ilerleyen teknik yaklaşım daha doğru sonuç verebilir.
Elektrik sistemindeki belirli harmonik bileşenlerin azaltılması ve elektrik enerjisi kalitesinin iyileştirilmesine yardımcı olur.
Pasif filtreler belirli frekanslara yönelik pasif devre elemanlarıyla çalışırken aktif filtreler elektronik olarak harmonik akımları takip ederek karşı akımlar oluşturabilir.
Hayır. Öncelikle tesisin harmonik durumu ölçülmeli ve filtre gereksinimi teknik olarak değerlendirilmelidir.
Evet, harmonikler kondansatörlerin çalışma koşullarını olumsuz etkileyebilir. Ancak kesin neden ölçüm sonucunda belirlenmelidir.
Filtre tipi, kapasitesi, harmonik seviyesi, tesis gücü, pano yapısı, montaj ve devreye alma gibi unsurlar değerlendirilerek belirlenir.
Teknik olarak doğru yaklaşım, öncelikle ölçüm yaparak tesisin harmonik yapısını belirlemek ve buna uygun filtre seçmektir.
Özellikle üç fazlı doğrultucu ve güç elektroniği yüklerinin bulunduğu tesislerde 5. harmonik önemli bir harmonik bileşen olabilir.
Hayır. Aktif filtre seçimi tesisin harmonik yapısı, yük profili ve teknik gereksinimleri incelenerek yapılmalıdır.