T.C.

KARADENĠZ TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ

Mühendislik Fakültesi

Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

GÜÇ KOMPANZASYON

254268 Yiğit ÖZDEMĠR

254272 Yavuz KÜÇÜKOĞLU

DanıĢman

Prof. Dr. Ġsmail H. ALTAġ

Mayıs 2013

TRABZON

T.C.

KARADENĠZ TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ

Mühendislik Fakültesi

Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

GÜÇ KOMPANZASYON

254268 Yiğit ÖZDEMĠR

254272 Yavuz KÜÇÜKOĞLU

DanıĢman

Prof. Dr Ġsmail H. ALTAġ

Mayıs 2013

TRABZON

LĠSANS BĠTĠRME PROJESĠ ONAY FORMU

Yiğit ÖZDEMĠR ve Yavuz KÜÇÜKOĞLU tarafından Prof. Dr. Ġsmail H.

ALTAġ yönetiminde hazırlanan “GÜÇ KOMPANZASYON” baĢlıklı lisans

bitirme projesi tarafımızdan incelenmiĢ, kapsamı ve niteliği açısından bir

Lisans Bitirme Projesi olarak kabul edilmiĢtir.

DanıĢman : Prof. Dr. Ġsmail H. ALTAġ ............................

Jüri Üyesi 1 : Prof. Dr. Cemil GÜRÜNLÜ ............................

Jüri Üyesi 2 : Dr. Emre ÖZKOP ............................

Bölüm BaĢkanı : Prof. Dr. Ġsmail H. ALTAġ ............................

v

ÖNSÖZ

Öncelikle, bu tez çalıĢmasında emeği geçen grup arkadaĢıma ve bize bu

projede yol gösterici olan, akılcı yönlendirmeleri ve değerli bilgilerinden

faydalandığımız saygı değer hocam Sayın Prof Dr. Ġsmail H. ALTAġ’ a

Ģükranlarımı sunarım. Ayrıca bu projede bize destek veren bilgi

birikiminden faydalandığımız, yardımlarını bizden esirgemeyen ArĢ. Gör.

Mehmet Ali USTA’ ya ve sınıf arkadaĢım Gökhan BAHADIR’ a teĢekkürleri-

mi sunarım.

Bu günlere gelmemde pay sahibi olan aileme ve manevi desteğini hiçbir

zaman esirgemeyen büyüklerime Ģükranlarımı sunarım.

Yavuz KÜÇÜKOĞLU

Yiğit ÖZDEMĠR

TRABZON 2013

vi

ĠÇĠNDEKĠLER LĠSANS BĠTĠRME PROJESĠ ONAY FORMU ........................................................................... vi

ÖNSÖZ .......................................................................................................................................... v

ÖZET ........................................................................................................................................... vii

SEMBOLLER VE KISALTMALAR ......................................................................................... viii

1. GĠRĠġ .................................................................................................................................... 1

2. GENEL BĠLGĠLER .............................................................................................................. 3

2.1. Aktif Güç (P) ..................................................................................................................... 4

2.2. Reaktif Güç (Q) ................................................................................................................. 4

2.3. Görünür Güç (S) ................................................................................................................ 5

2.4. Güç Üçgeni ....................................................................................................................... 5

2.5. Güç Katsayısı .................................................................................................................... 6

3. KOMPANZASYON ............................................................................................................. 7

3.1. Kompanzasyon Yöntemleri ............................................................................................... 7

3.2. Statik Reaktif Güç Kompanzasyonu ................................................................................. 8

3.2.1. Tristörlü Statik Var Kompanzasyon .............................................................................. 8

3.2.1.1. Tristör Kontrollü Reaktör Modeli (TKR) .................................................................. 9

3.2.1.2. Tristör Anahtarlamalı Kondansatör Modeli (TAK) ................................................ 12

3.2.1.3. Tristör Anahtarlamalı Reaktör Modeli (TAR) ........................................................ 16

3.3. AĢırı Kompanzayon Zararları ......................................................................................... 16

3.4. Reaktif Güç Gereksinimi................................................................................................. 17

3.5. Reaktif Güç Çeken Makineler ve Cihazlar ..................................................................... 17

3.6. Reaktif Güç Üreten Araçlar ............................................................................................ 18

3.7. Güç Faktörünün Doğurduğu Sonuçlar ............................................................................ 18

3.7.1. Üretici Yönünden ........................................................................................................ 18

3.7.2. Tüketici Yönünden ...................................................................................................... 19

4. KOMPANZASYON YÖNTEMLERĠNĠN KARġILAġTIRILIMASI ............................... 20

5. PROJEDE GERÇEKLEġTĠRĠLEN UYGULAMALAR .................................................... 24

6. SONUÇ ............................................................................................................................... 32

KAYNAKLAR ........................................................................................................................... 33

EKLER ........................................................................................................................................ 34

EK-1 ÇalıĢmalar .......................................................................................................................... 34

EK-2 ÇalıĢma Takvimi ............................................................................................................... 34

EK-3Standartlar Ve Kısıtlar Formu ............................................................................................ 35

ÖZGEÇMĠġ ................................................................................................................................ 37

vii

ÖZET

Dünyada her geçen gün enerjiye olan ihtiyaç artmakta olup, buna karĢılık olarak elde

edebileceğimiz enerji kaynaklar da azalmaktadır. Bu sebepten dolayı elimizde bulunan

enerji kaynaklarını en iyi ve en yüksek verimle kullanmak ilk önceliğimiz olmalıdır.

Elektrik enerjisine olan ihtiyacın karĢılanması hususunda, sistemin daha verimli

kullanılabilmesi için birçok çalıĢmalar gerçekleĢtirilmiĢtir. Bu çalıĢmalar içerisinde

Reaktif Güç Kompanzasyonu en önemli çalıĢmalardan biridir.

Reaktif Güç Kompanzasyonu sistemimizdeki amaç, yarı iletken devre (tristör)

elemanı kullanarak, sistemdeki reaktif gücü kontrol edebilmektir. Yaptığımız projede

matlab/simulink ortamında Tristör Kontrollü Reaktif Güç kontrolünde optimum

değerler elde edilmiĢtir.

viii

SEMBOLLER VE KISALTMALAR

A – α = Alfa

B – β = Beta

∆ - δ = Delta

E – ε = Epsilon

Г – γ = Gama

Ѳ – ζ = Teta

˄ - λ = Lamda

M - μ = Mü

∏ - π = Pi

Σ – ζ = Sigma

Ω - ɯ = Omega

ѱ -ᴪ = Psi

H = Henry

Ф – φ = Fi

P – ρ = Ro

K – κ = Kapa

H – ε = Ġta

Z – δ = Zita

1

1. GĠRĠġ

Günümüzde yeni enerji kaynakları üzerinde araĢtırmalar yapılmakta olup elimizde

var olan enerji kaynaklarını, ekonomik Ģekilde kalitesini artırarak kullanıcıya

ulaĢtırılması yönünde çalıĢmalar yapılmaktadır. Elektrik enerjisinde; üretildiği

santralden, tüketildiği yüke kadar elektrik kayıpları meydana gelmektedir.

Elektrik Ģebekesine bağlı cihazların hemen hemen tamamı Ģebekeden aktif gücün

yanında reaktif güç de çekmektedir. Bu Ģebekede iĢ yapan aktif güçtür. Reaktif güç ise

Ģebekeden çekilir ve tekrar Ģebekeye geri gönderilir. Yükün ve Ģebekenin ihtiyacı olan

reaktif gücün karĢılanması için belli teknikler kullanılarak gücün karĢılanması iĢlemine

Reaktif Güç Kompanzasyonu denir.

Alternatif akımla çalıĢan elektrik güç sistemleri tasarımında reaktif güç önemli sorun

oluĢturmaktadır. Reaktif güçten kaynaklanan sorunların çözülmesi halinde hatasız

çalıĢan bir alternatif akım Ģebekesi elde edilmektedir. Reaktif gücün hiçbir probleme

dayalı olmadan tek baĢına enerji iletim hattını meĢgul etmesi bile baĢlı baĢına bir

sorundur.

Kompanzasyon amaçlı senkron makineler hızla değiĢen reaktif güç talebinin olduğu

sistemlerde yetersiz kalmaktadır. Son yıllar da geliĢmekte olan teknolojiye bağlı olarak

güç elektroniği elemanları büyük güçlerde ihmal edilebilmektedir. Ayrıca kontrol

elemanlarının performansında dahi büyük geliĢmeler görülmektedir. DeğiĢken reaktif

güç talep edilen yerlerde, hantal olan ve bakımı masraflı kompanzasyon amaçlı senkron

makineler yerine, statik kompanzatörler daha elveriĢli olduğundan dolayı tercih

edilmektedir [1].

Bir AC Ģebekenin kalitesi aĢağıdaki durumlara bağlıdır:

1. Güç faktörünün 1 „e yakınlığı

2. Gerilim ve frekansın sabit olmasına

3. Kesintisiz enerji verebilmesi

4. Faz akım ve geriliminin dengeli olması

5. Harmonik Ģartlarının uygunluğu

Güçlü ve hızlı devreye girip, çıkan yükleri klasik kompanzasyon ile kompanze

edebilmek mümkün değildir. Nedeni ise reaktif güç rölesi ve kontaktör yardımıyla

sisteme kapasitif reaktif enerji verildiğinde klasik kompanzasyon sistemleri ani olarak

2

sistemdeki değiĢen yüklere cevap verememektedir. Bu sıkıntılardan kurtulmak için SVC

(Satatik Var Kompanzatör) geliĢtirilmiĢtir.

Statik Var Kompanzatör (SVC), klasik kompanzasyonun sistemlerinin tersine pres

makinesi, asansör, punta kaynak gibi milisaniyeler seviyesinde devreye girip çıkan

yükleri hızlı ve tam Ģekilde kompanze edebilmektedir. Yalnız reaktif güç kontrol

rölelerinin hızları bu Ģekildeki yüklere cevap vermede yetersizdir. Belirli kondansatör

kademelerine sahip olmasından dolayı hızlı ve tam Ģekilde kompanzasyon

sağlayamamaktadır. Ayrıca kontaktörler çok fazla açma-kapama yaptığından dolayı

ömürleri kısa olmaktadır [1].

Klasik kompanzasyonun dezavantajları:

1. Tam kompanzasyon yapabilmek için çok sayıda monofaze kademe kullanılması

2. Kondansatör kademeleri devreye alınırken, kontaktörlerde ark meydana gelmesi

3. Reaktif güç kontrol rölelerinin 1 saniyenin altında cevap verememesi

4. Kısa sürede fazlaca devreye girip çıkma iĢleminin, kontaktör ve kondansatör

üzerinde olumsuz etkileri olur.

Statik Var Kompanzasyon (SVC) avantajları:

1. Yüksek hızda cevap verme süresi milisaniyeler mertebesinde (max. 1/2 periyot,

ortalama 1/4)

2. Daha küçük hacimli kompanzasyon tesisi

3. Dengesiz yüklerde bile monofaze kademe kullanmadan tam kompanzasyon elde

edilmesi

4. Optimum çözüm

5. Yüksek verimli iĢletme

6. Yüksek emniyet (açma-kapama)

3

2. GENEL BĠLGĠLER

Elektriksel güç; Üretecin beslediği alıcının üzerinde birim zamanda harcanan enerjiye

ya da enerji dönüĢümüne denir. Etrafımızdaki makineler ve aygıtlar elektrik enerjisi ile

bir iĢ yapmaktadır. Yapılan bu iĢ, harcanan enerji ile orantılıdır. Buna elektriksel güç

denir.

Aktif (etkin) güç ile zahiri (reaktif) güç arasındaki açı; gerilimle akım arasındaki faz

açısı aynıdır. Faz farkı Cosφ ile ifade edilmektedir. ġekil 2.1 de motor güç akıĢ Ģeması

verilmektedir.

Cosφ = 1 (Aktif Güç Mevcut)

Cosφ = 0 (Reaktif Güç Mevcut)

ġekil 2.1. Motor güç akıĢı

Santralde üretilen bir enerji, aktif ve reaktif akım olarak en küçük iĢletmeye kadar birlikte akmakta, iĢ

yapmayan motorda magnetik alan doğurmaya yarayan reaktif akım, trafoda, havai hatta, tablo, Ģalter ve

kabloda gereksiz yere kayıplar vermektedir. Bu kayıplar yok edilirse, trafo daha fazla motoru

besleyebilecek bir kapasiteye sahip olur. Bununla beraber disjonktör (kesici) lüzumsuz yere

seçilmeyecek, kablo ise daha küçük kesitte seçilebilecek [1].

4

Genellikle enerji dağıtım Ģebekelerinde gereksiz yere taĢınan bu enerji, taĢınan aktif enerjinin %75-

%100‟ ü arasında tespit edilmektedir. Bu reaktif enerjinin santral yerine, motora en yakın senkron döner

makineler ya da kondansatör tesisleri tarafından temin edilmesiyle, santralden motora kadar bütün tesisler

reaktif akımın taĢınmasından ve yükünden arınmıĢ olur [1].

2.1. Aktif Güç (P)

Gücün her an farklı değerler aldığı durumlar da iĢ gören, yararı olan gücün ortalama

değerine alternatif akım da ortalama değerine aktif (etkin) güç denir. Alternatif akımda

güç denildiği zaman istenen güç aktif güçtür. Birimi Watt‟ tır. P harfi ile gösterilir.

P = U.I.Cosφ (2.1)

Aktif güç U gerilimi ile I.Cosφ akımının çarpımına eĢittir. I akımına ait iki vektör

göz önüne alınırsa bunlar;

Ia = I.Cosφ (2.2)

Ib = I.Sinφ (2.3)

Omik (saf direnç) devrelerde ise Cosφ=1‟ dir. Omik (saf direnç) devrelerde sadece

aktif güç mevcuttur.

P = U.I (2.4)

2.2. Reaktif Güç (Q)

Ortalama değeri sıfır olan güce reaktif güç denir. Ortalama sıfır olduğundan faydalı

bir iĢ göremez. Devreden, çeyrek periyot da enerji alır, ikinci çeyrek periyot da ise

aldığı gücü tekrar Ģebekeye geri verir.

1 2

ġekil 2.2. Alternatif gerilim sinyali

5

ġekil 2. 2 de alternatif gerilim sinyalinde;

1. Bölgede sistemden güç alınır.

2. Bölgede alınan güç sisteme geri verilir.

Kısaca U.ISinφ çarpımına reaktif güç denir.φ harfi ile gösterilir. Birimi Var „dır.

Var: Volt-amper-reaktif

Omik devrelerde φ=1 olduğundan Sinφ=0 „dır. Bu devrelerde reaktif güç sıfırdır.

Endüktif devrelerde φ=φ/2 olduğundan reaktif güç φ>0 „ dır.

Kapasitif devrelerde φ=φ/2 olduğundan reaktif güç φ<0 „ dır.

2.3. Görünür Güç (S)

Aktif gücü dirençler çekmektedir. Reaktif gücüde endüktif ve kapasitif devreler

çekmektedir. Eğer bir devrede hem direnç hem de reaktanslar varsa bu devrede hem

aktif, hem de reaktif güç birlikte çekilir. Böyle devrelerde güç, akım ile gerilimin

çarpımına eĢittir. Bu güce de görünür (görünen) güç denir. Birimi VA „ dır.

S = U.I (2.5)

S = Görünür güç (VA)

U = Gerilim (Volt)

I = Akım (Amper)

2.4. Güç Üçgeni

Aktif, reaktif ve görünür güçler arasındaki geometrik bağıntıyı gösteren üçgene güç

üçgeni denir. Endüktif bir devrenin uçlarına bir gerilim uygulandığında devre,

geriliminden geri fazda bir akım çeker. ġekil 2.3 de endüktif devrede gerilim, akım

iliĢkisi ve güç üçgeni verilmiĢtir.

ġekil 2.4 de ise kapasitif devrede gerilim, akım iliĢkisi ve güç üçgeni verilmektedir.

P = U.I.Cosφ (2.6)

Q=U.I.Sinφ (2.7)

6

P = U.I.Cosφ

U

φ φ Q =U.I.Sinφ

S = U.I

I

ġekil 2.3. Endüktif devrede gerilim, akım iliĢkisi ve güç üçgeni

I

Q = U.I.Sinφ

U

P = U.I.Cosφ

ġekil 2.4. Kapasitif devrede gerilim, akım iliĢkisi ve güç üçgeni

2.5. Güç Katsayısı

ġekil 2.5 de görüldüğü gibi akım üçgeni verilmektedir. Gerilimle (U), akım (I)

arasında kalan açının (zaman açısı) kosinüsüne güç faktörü (Cosφ) denir.

AKTĠF GÜÇ / GÖRÜNÜR GÜÇ = (W) / (VA) = Cosφ (2.8)

Ia U

Ir(φ) I(s)

ġekil 2.5. Akım üçgenĠ

7

3. KOMPANZASYON

Kompanzasyon, sabit ya da değiĢken bir yükün reaktif gücünü kondansatörler

yardımı ile kontrol etmek için yapılan sistemler bütünüdür. Bu sistemlerde Ģebekeden

çekmiĢ olduğumuz fazla reaktif gücü kompanzasyon sistemleri ile ortadan kaldırmayı

amaçlamıĢtır.

Kompanzasyon normalde Ģebekeden çekmiĢ olduğumuz gerilim ile akım arasında

faz farkı yoktur. Fakat endüktif, kapasitif gibi yüklerin örneğin; motor, bobin, florasan

lamba gibi yüklerin oluĢturmuĢ olduğu etkiler neticesinde akım ile gerilim arasında

kaymalar meydana geliĢmektedir. Bu kaymalara faz kayması adı verilir. ĠĢte bu faz

kaymalarını ortadan kaldırmak ve sabit bir değere getirmek için yapılan iĢleme

kompanzasyon denir.

3.1. Kompanzasyon Yöntemleri

Alternatif akımda reaktif güç kompanzasyonu önemlidir. Bu sistemde güç faktörünü

(Cosφ) düzeltmek için çeĢitli yöntemler vardır.

Güç ve güç katsayısı sabit olan yüklerde belirlenen kondansatör grubu yükte oluĢan

sorunu çözebilir. Reaktif güç sistemlerinde iki çeĢit kompanzasyon yöntemi vardır.

1. Dinamik kompanzasyon yöntemi,

2. Statik Var kompanzasyon yöntemi,

Dinamik kompanzasyon yöntemlerinde görülen sakıncalar aĢağıda verilmektedir:

1. Döner makine kullanmak ve eylemsizlik momentinin bulunması,

2. Tepkime hızının büyük olmaması,

3. Üç fazda ayrı ayrı denetim imkanının olmaması,

Yukarıda verilmiĢ olan sakıncalardan dolayı dinamik kompanzasyon tercih

edilmemekte bu sistemin yerine statik var kompanzasyon tercih edilmektedir. Statik Var

kompanzasyonda tristörler ile bu sakıncalar ortadan kaldırılmıĢtır.

Tristör veya GTO gibi elemanların daha hızlı ve verimli çalıĢması için statik reaktif

güç kompanzasyonuna ihtiyaç duyulmaktadır. Bu sistemlerde statik var kompanzasyon

dinamik kompanzasyona göre daha hızlı ve verimli çalıĢmasından dolayı reaktif güç

kompanzasyonlarında statik var kompanzasyon tercih edilmektedir.

8

3.2. Statik Reaktif Güç Kompanzasyonu

Kondansatörler alternatif akımlı güç sistemlerinde reaktif güç üreterek Ģebekeden

çekmiĢ olduğumuz fazla reaktif gücü dengeleyerek kullanılmaktadır. Bu sistemler

önceleri bu dengeleme iĢlemini klasik kontaktörlü sistemlere bağlı kondansatörlerle

yapılmaktaydı. Fakat geliĢen teknoloji ile birlikte yarı iletken malzemelerin üretilmesi

ve geliĢtirilmesi ile reaktif gücün kontrolünde buna paralel olarak geliĢmelerde

yaĢanmıĢtır. GeliĢen bu yarı iletken malzemelerin kompanzasyon sistemlerinde

kullanılmasına statik var kompanzasyon denir.

3.2.1. Tristörlü Statik Var Kompanzasyon

Tristörlü statik var komapanzasyonlarının 4 çeĢit yöntemi vardır. Bu yöntemlerden

hangisini kullanacağımızı güç gereksinimine, fiyatına ve harmonik yapısının

uygunluğuna göre belirlemekteyiz.

Tristörlü statik var kompanzasyon yöntemleri aĢağıda verilmektedir:

1. Tristör kontrollü reaktör (TKR)

2. Tristör anahtarlamalı kondansatör (TAK)

3. Tristör anahtarlamalı reaktör (TAR)

4. Sabit kondansatör-Tristör kontrollü reaktör (SK-TKR)

Yukarıda verilmiĢ olan tristörlü statik var sistemlerinden hangisini kullanacağımızı

kompanzasyon edilecek sistem belirleyecektir.

9

3.2.1.1. Tristör Kontrollü Reaktör Modeli (TKR)

ġekil 3.6. Tristör Kontrollü Reaktör (TKR)

ġekil 3.6 da tristör kontrollü reaktör modelin eĢdeğer devresi ve tetikleme açısı

verilmektedir. Tristör kontrollü reaktör akım kıyıcı devresi olarak da bilinmektedir. Bir

fazlı ve üç fazlı akım kıyıcı devresi olarak iki kısımdan oluĢmaktadır. Ttristör kontrollü

reaktör devresi Ģekilde de görüldüğü gibi birbirine paralel bağlı tristörlerden meydana

gelmektedir. Bu sistemde tristöre bir darbe sinyali uygulandığında tristör iletime geçer

ve devreden IL akımı akar.

Kaynağın V=Vmsin(wt) Ģeklinde bir gerilim uygulanırsa reaktör uçlarındaki gerilim;

V1=L.di/dt (3.1)

Tristör iletimde olduğu sürece V1=V olur.

Devreden geçen akım tetikleme açısı için;

I=(Vm/wL)(cosα-coswt) (3.2)

AC kıyıcının 0<α<90 için akım kontrolü yoktur. Bu aralıkta yapılan bütün

tetiklemeler yük akımı gerilimi 90 Derece geriden takip eder.

Bu durumda yük akımının etkin değeri;

IL=V/(wL) (3.3)

10

Akım kontrolü ancak 90<α<180 aralığında yapılır. Yani iletim açısının kontrolü

sinüzoidal akımların oluĢması ile sonuçlanır. Yani tristör kontrollü reaktör harmonik

üretir.

AteĢleme açısının artması akım dalga Ģeklini sinüsten uzaklaĢtırır. Endüktansın etkin

değeri formül (3.4) te verilmektedir.

Le=v/(w.IL.1) (3.4)

Sonuç olarak:

IL1(α)=(2π-2α-Sin2α).V/(πwL) (3.5)

Tristör kontrollü reaktör endüktif karaktere sahip bir sistemdir. Bu sisteme sabit bir

kapasite bağlandığı zaman tetikleme açısına bağlı olarak endüktif veya kapasitif

karakterli bir sisteme dönüĢtürülebilir. ġekil 3.7 de tristör kontrollü reaktör ve sabit

kapasite bağlı sistem verilmektedir.

ġekil 3.7. Tristör Kontrollü Reaktör ve Sabit Kapasite

11

ġekil 3.8. -6 Darbeli Tristör Kontrollü Reaktör (TKR)

Yukarıda Ģekil 3.8 de 6 darbeli tristör kontrollü reaktör (TKR) yapısı verilmektedir.

AĢağıda ise Ģekil 3.9 da 12 darbeli tristör kontrollü reaktörün yapısı verilmektedir.

ġekil 3.9. – 12 Darbeli Tristör Kontrollü Reaktör (TKR)

12

3.2.1.2. Tristör Anahtarlamalı Kondansatör Modeli (TAK)

Tristör anahtarlamalı kondansatörün, tristör kontrollü reaktörden farkı endüktans

akımından kaynaklanan değiĢimlere göre sürekli ayarlanmasına gerek duyulmamasıdır.

Tristörler, kondansatörü devreye alan ya da devreden çıkaran bir anahtarlama görevi

üstlenmiĢtir. Kondansatörleri besleyen çift yönlü tristörlerin kapı akımı kesildiğinde

tristörler devre dıĢı kalır.

Kondansatörler üzerinden akan akım ile gerilim arasında 90 derece faz farkından

dolayı akım sıfır geçiĢ noktasından geçerken gerilim en üst tepe değerinde olur.

Tristörlerin tetiklemesi kesildiği anda pozitif gerilim ve negatif gerilim değerleri ile

dolu olan kondansatörü devreye sokarken baĢlangıçta akması gereken kapı akımına

engel olabilmek için Ģebeke geriliminin kondansatörlerin gerilimlerine eĢit olduğu

alternatif akım geriliminin tepe noktasında tristörler tetiklenir. ġekil 3.10 da basit bir tak

devresi yapısı gösterilmektedir.

ġekil 3.10. Tristör Anahtarlamalı Kondansatör (TAK)

13

ġekil 3.11. Bir Fazlı Tristör Anahtarlamalı Kompanzasyon (TAK) Yapısı

ġekil 3.11 de bir fazlı tristör anahtarlamalı kompanzasyon yapısı verilmektedir. TAK

iki tane ters bağlı tristör ve bunlara bağlı kondansatörlerin oluĢturduğu yapıdan

oluĢmaktadır. Yükten çekilen güç katsayısına bağlı olarak bizim istediğimiz güç

katsayısına göre kondansatörü devreye alıp devreden çıkartmaktır. ġekil 3.11 deki L hat

empedansını temsil etmektedir.

ġekil 3.12. ġebeke gerilimi, kapasite gerilimi, kapasite akımı

14

ġekil 3.12 de Ģebeke gerilimi, kapasite gerilimi ve kapasite akımı gösterilmektedir.

ġekilde de görüldüğü gibi Ģebeke gerilimi ile kondansatör üzerindeki gerilim ve

akımdaki farklılıklar görülmektedir. Bu farklılıklar kapasitenin tam alternans bitiminde

anahtarlanır. Paralel bağlı tristörleri tetikleyip kondansatörleri devreye alarak istenilen

reaktif gücü üretir.

ġekil 3.13. Paralel Bağlı TAK Yapıları ve Kontrolör

ġekil 3.13 de paralel bağlı TAK yapısı ve kontrolör devresi verilmektedir. ġebekeden

çekilecek olan reaktif güce paralel olarak, devrede birbirine paralel bağlı kondansatörler

ve bu kondansatörleri devreye alıp, devreden çıkartmak için birbirine ters bağlı iki

tristör kullanılmaktadır. Bu tristörler kontrolör (sayaç) dediğimiz sistemde bize hangi

kondansatörleri devreye alıp yada hangi kondansatörleri devreden çıkaracağımızı

göstermektedir. Bu kontrolörün çalıĢması ise yükümüzde oluĢan endüktif veya kapasitif

olarak oluĢan yüklerin durumuna göre tristörlerin gateine bir enerji vererek tetikler ve

kapasiteleri devreye alır veya devreden çıkartır. Bizim tasarladığımız sistemin bu

sistemden farkı kontrolör devresini kendimiz tasarlamaktayız.

15

ġekil 3.14. TAK Yapısının V-I Karakteristiği

ġekil 3.14 de TAK yapısının V-I karakteristiği verilmiĢtir. Bu yük durumuna karĢı

gelen Y1 ve Y2 eğrileri verilmiĢtir. Bu iki eğriye bakarak TAK kontrol sisteminin

basamaklı ve süreksiz olduğu söylenebilir. Eğer V gerilimi Vrefµ∆V/2 bant aralığında

kalıyor ise TAK sayısında bir değiĢme yapılmaz, ancak bu bant aĢılırsa yeni bir

kapasitör devreye girerek V gerilimi kontrol altına alınır. Eğer V bara gerilimi değeri

yüksek ise yüksek maliyet olacağından paralel olarak bağlanan kapasite sayısı azaltılır.

ġekil 3.14 de görüldüğü gibi sistem TKR olmadığından, sistem kapasitif bölgede

çalıĢmaktadır.

ġekil 3.14 de görüldüğü gibi TAK sistemi A noktasında çalıĢırken Y1 ile gösterilen

yük durumu için C1 kapasitörü devrede bulunmaktadır. MüĢteride yük değiĢimi gibi

ani bir değiĢim olursa ve sistem karakteristik eğrisi Y2 „ ye kadar ise, bara

gerilimi düĢer ve sistemin yeni çalıĢma noktası B noktası olur. B noktasına

ulaĢmak için C2 kapasitörü (tristör kullanarak) devreye alınmalıdır. B noktası

istenilen bant aralığında olmadığı için C3 kapasitörü de devreye alınarak D

noktasında çalıĢmaya baĢlar. Bu nokta gerilim toleransı içinde kalmaktadır.

Yeni yük değiĢimi oluncaya kadar TAK yapısı üç kapasitörü de devrede

tutarak çalıĢmaya devam eder [1].

16

3.2.1.3. Tristör Anahtarlamalı Reaktör Modeli (TAR)

TAR yapısında kapasitelerin yerini reaktörler almaktadır. TAR yapısı sadece

alternans baĢlarında tetiklenir ve bu Ģekilde harmonikler ortadan kalkar.

ġekil 3.15. - 3 Fazlı TAR Yapısının Bir Kutuplu Gösterimi

ġekil 3.15 de kapasitelerin yerini reaktörlerin almasının yanında reaktör elemanları

alternatif akım pozitif ve negatif tepe değerlerinde devreye alınır veya devreden

çıkartılır. Bu Ģekilde reaktif güç kompanzasyonu yapılmıĢ olur. Bu kompanzasyon

türünün en büyük dez avantajı reaktörlerde meydana gelen kayıpların aĢırı yüksek

olmasıdır.

3.3. AĢırı Kompanzayon Zararları

ġebekeden çekmiĢ olduğumuz reaktif güç her ne kadar faydalı olmasa da bundan

tamamen vazgeçilemez. Çünkü elektromanyetik prensibine göre çalıĢan iĢletmelerde

(generatör, bobin, transformatör, motor gibi) yükleri çalıĢtırmak için gerekli olan

manyetik alan reaktif akım tarafından meydana getirilir.

17

Endüksiyon prensibine göre çalıĢan cihazlar veya makineler manyetik alanın

oluĢması için bir mıknatıslanma akımı çekerler ve bu mıknatıslanma akımı reaktif akım

olmaktadır. Bunun için faydalı reaktif güce ihtiyaç vardır. Bundan dolayı bütün

alternatif akım tesislerinde aktif gücün yanında reaktif güce de ihtiyaç vardır. Eğer aĢırı

kompanzasyon yaparsak fazla manyetik alan oluĢturacağından reaktif akımımızı yok

eder ve iĢletme araçlarının çalıĢma verimliliğini azaltır.

3.4. Reaktif Güç Gereksinimi

Güç faktörünün düzeltilmesinde öncelikli olarak yük karakteristiğimizi tam olarak

belirlenmesi, belirlenen bu yük karakteristiğinden bakılarak sistemimizin en çok

zorlandığı yükteki güç faktörünün bilinmesi gerekmektedir. Genellikle dağıtım

panolarındaki cos metrelerden okunan bilgileri içermektedir. Türkiye de herhangi bir

puant yükteki sabit bir güç faktörü yoktur. Ve her müĢteri grubu farklı farklı güç faktörü

değerleri kullanmaktadır.

3.5. Reaktif Güç Çeken Makineler ve Cihazlar

Statik veya manyetik alanla çalıĢan elektrikli cihazlar veya makineler baradan aktif

gücün yanında reaktif güç de çekerler. AĢağıda bu tip önemli cihazlar veya makineler

Ģunlardır:

a. Asenkron motorlar

b. Transformatörler

c. Senkron motorlar

d. Kaynak makineleri

e. Bobinler

f. Endüksiyon fırınları ve ark fırınları

g. Florasan lamba balansları

Biz yapmıĢ olduğumuz projede (güç kompanzasyonu) reaktif güç çeken makine

olarak florasan lamba balanslarını kullandık. Ve bunları kompanze ederek Ģebekeden

çekmiĢ olduğumuz fazla reaktif gücü kondansatörler yardımı ile en aza indirdik.

18

3.6. Reaktif Güç Üreten Araçlar

Tesislerde kullanılan fazla reaktif güç ihtiyacını karĢılayabilmek için iki farklı

yöntem kullanılmaktadır:

a. Dinamik faz kaydırıcılar

b. Statik faz kaydırıcılar, kondansatörler

Bu yöntemlerden daha çok kondansatörler yardımı ile reaktif güç üretilir. Çünkü

kondansatörlerin kayıpları çok düĢük ve bakımı maliyeti çok azdır. Bütün tüketiciler

hemen hemen bu yöntemi tercih etmektedirler. Bizde yapmıĢ olduğumuz projede

kondansatörler yardımı ile reaktif güç üreterek reaktif güç ihtiyacını karĢıladık.

3.7. Güç Faktörünün Doğurduğu Sonuçlar

Tüketici sistemlerinin güç faktörü belli limitlerin altında kaldığı sürece sistemin

ortalama güç faktörü de düĢük olur. DüĢük güç faktörünün tesise ve tüketiciye etkileri

Ģu Ģekilde özetlenebilir.

3.7.1. Üretici Yönünden

Kurulacak tesiste;

Generatör ve transformatörlerin daha büyük güçte seçilmesine,

Ġletkenlerin daha kalın kesitte olmasına, cihazlarının daha büyük ve hassas

olmasına neden olur.

Kurulu tesiste;

Üretim, dağıtım ve iletim de, kapasite ve verimin düĢmesine,

Gerilim regülasyonu ve iĢletmeciliğin zorlaĢmasına,

Ġletkenlerde kayıpların ve gerilimin düĢümünün artmasına neden olur.

Sonuç: Üretim maliyeti artar.

19

3.7.2. Tüketici Yönünden

Kurulacak tesiste;

Ġletkenlerin daha kalın kesitli seçilmesine,

Alıcı transformatörlerin, kumanda, koruma ve kontrol donanımının daha büyük

olmasına neden olur.

Kurulu tesiste;

Transformatör (varsa), o tesisatın kapasite ve veriminin düĢmesine, Ģebekeden daha

çok enerji çekilmesine,

Kayıpların ve gerilim düĢümünün artmasına neden olur.

Sonuç: Görülen hizmet ve üretilen ürünün maliyeti artar.

Bunların yanında gereksiz yatırımlar yapılmasından dolayı milli ekonomiye zarar

verilmiĢ olur.

20

4. KOMPANZASYON YÖNTEMLERĠNĠN KARġILAġTIRILIMASI

Reaktif güç kompanzasyonunda, Türkiye‟ de en sık kontaktörlü yalın kondansatör

bankaları kullanılmaktadır.

ġekil 4.16. Klasik Kontaktörlü Kompanzayon Yöntemi

ġekil 4.16 da gösterilen kontaktörlü kompanzasyon yöntemi Türkiye de en sık

kullanılan yöntemdir. Bu yöntemin tercih edilmesinin en önemli sebebi ekonomik oluĢu

ve kolay bir çözüm sunmasıdır. Bu yöntemde Ģebekeye bağlı yüklerin reaktif güç

ihtiyacına göre sistematik olarak kondansatör kademelerinin bir reaktif güç kontrol

rölesi yardımı ile kontaktörlerin devreye alınıp devreden çıkarılmasına denir. Bu

yöntemin ekonomik ve kolay anlaĢılır olmasının yanı sıra çeĢitli sakıncaları da vardır.

Kontaktörler Ģebeke gerilimi ve kondansatör üzerindeki gerilimleri dikkate almadan

kontaklarını açıp ya da kapattıklarından dolayı ani ve hızlı gerilim yükselmeleri veya

alçalmaları esnasında kondansatörler üzerinde aĢırı geçiĢ akımları oluĢmaktadır.

Kondansatörlerin enerjilendirilmesi ile ilk tepe gerilim değeri, nominal gerilimin

RMS değerine ulaĢtığında kondansatörler üzerinde nominal akımın yüz katına kadar

çıkabilen bir aĢırı akım oluĢabilir. Bu aĢırı akımın oluĢması Ģebekeden beslenen CNC,

PLC ve motor gibi cihazlarımızın yanlıĢ çalıĢmasına, bozulmasına neden olur. Ayrıca

kontaktörlerin aĢırı ısınarak yapıĢması sıkça karĢılaĢılan diğer önemli bir mekanik

sorundur.

21

ġekil 4.17. Kontaktörlü ve Filtreli Kondansatör Yardımı ile Kompanzasyon

ġekil 4.17 de kontaktörlü ve filtreli kondansatörler ile kompanzasyon yönteminin

devresi verilmektedir. ġekil de görüldüğü gibi klasik kontaktörlü kompanzasyon

yönteminden farkı kontaktörler ile kondansatör arasına seri olarak bağlanan anti

harmonik filtresi vardır. Bu filtrenin kullanılmasının amacı rezonans riskini azaltmak ve

anahtarlama esnasında oluĢan geçici aĢırı akım ve gerilim bileĢenlerini sınırlamaktır.

Fakat bu bileĢenler tamamen ortadan kalkmamaktadır. Bundan dolayı klasik kontaktörlü

kompanzasyon yönteminde olduğu gibi bu yöntemde de kontaktörlerin aĢırı ısınma ve

yapıĢmalarına rastlanmaktadır.

Bu sistemde kontaktörler ile sürülen kondansatör kademelerinin değiĢmesi zordur.

Bundan dolayı sistemin ihtiyaç duyduğu reaktif gücü karĢılamakta gecikmektedir. Ve

bu gecikmeden dolayı tristör anahtarlamalı kondansatörlerin kullanımı zorunlu hale

gelmiĢtir.

22

ġekil 4.18. Tristör anahtarlamalı kondansatör Yardımı ile Kompzansyon

ġekil 4.18 de tristör anahtarlamalı kompanzasyon yönteminin devresi verilmiĢtir. Bu

sistemde kondansaröe gerilimi ve Ģebeke gerilimlerinin sıfır geçiĢ noktasında kondan-

satörü devreye alarak veya akımın sıfır geçiĢ noktasında devreden çıkararak çalıĢır.

Bunlara bağlı olarak kondansatör ile tristörler arasına seri bağlanan rezonans

harmonikleri ortadan kaldırmayı amaçlamıĢtır. AĢırı akım ve gerilimin oluĢması

kondansatörlerin hangi aralıklarda hangi anda ateĢleneceği zamana bağlıdır. AĢağıda

verilen herhangi bir zaman aralığında kondansatörler üzerinden geçen akımın değerini

bulabiliriz.

α

α

α

sin(wrt) (4.1)

Burada Xc ve XL kondansatör ve reaktörün reaktansını, Vm kaynağın max. Anlık

gerilim değerini, α kondansatörün bağlı olduğu baradaki gerilimin faz açısını, wr

sistemin rezonans frekansını, Vco t=0 anında kondansatör gerilimini belirtmektedir. (Bu

denklemde sistemin eĢ değer direnci ihmal edilmiĢtir.)

Tristör anahtarlamalı kondansatör sisteminin avantajları aĢağıda verilmiĢtir:

1. Akımın sıfır geçiĢ anında kondansatörlerin devreden çıkarılması ile oluĢan akım

kesmelerinden kaynaklı endüktif yükler üzerinde oluĢan yan etkileri ortadan

kaldırır.

23

2. Gerilimin sıfır geçiĢ anında devreye giren kondansatör gruplarının anahtar

uçlarındaki dalgalanmaları engellemiĢ olup Ģebekeden beslenen elektronik

cihazları parazitlerden uzak tutar.

3. Akımın ve gerilimin sıfır geçiĢ anında devreye alıp ve devreden çıkarılması

tristörler sayesinde çok hızlı bir Ģekilde olur.

4. Tristör anahtarlamalı güç kompanzasyon yöntemi sık ve kısa periyotlarla reaktif

güç ihtiyacı olan (vinç, asansör, kaynak makinesi ve bunlar gibi) endüktif

yüklerin reaktif güç gereksinimini karĢılayan tek yöntemdir.

5. Klasik kontaktörlü kompanzasyon sistemlerinde oluĢan dalgalanmalar ve

mekanik kısımlarda oluĢan kayıplar bu yöntemde oluĢmaz, daha sağlıklı ve daha

uzun ömürlü bir sisteme sahip olmuĢ oluruz.

Çizelge 1 de kontaktör anahtarlamalı kompanzasyon ile tristör anahtarlamalı kom-

panzasyon sistemlerinin özellikleri karĢılaĢtırılmaktadır.

Çizelge 1. Kompanzasyon Sistemlerinin KarĢılaĢtırılması

Özellikler Kontaktör

Anahtarlamalı

Tristör

Anahtarlamalı

Anahtarlama

metodu

Kontrolsüz

Anahtarlama

Sıfır Gerilimde

Anahtarlama

Anahtarlama

Dalgalanmaları

Çok yüksek Ġhmal edilebilir

Anahtar Tipi

Elektromekanik.

Çok aĢınma ve bozulma.

Kısa ömürlü

Yarı iletken.

AĢınma ve bozulma yok.

Uzun ömürlü

Yanıt Süresi Çok ağır (dakikalar

seviyesinde)

Çok hızlı (milisaniyeler

seviyesinde)

Bakım Maliyetleri Çok yüksek Ġhmal edilebilir

Açma/ Kapama

Sayısı

Sınırlı Sınırsız

24

5. PROJEDE GERÇEKLEġTĠRĠLEN UYGULAMALAR

ġekil 5.19. Sistemin Kompanzasyon Devre ġeması

ġekil 5.19 da matlab/simulink de tasarlamıĢ olduğumuz kompanzasyon devre Ģeması

görülmektedir. TasarlamıĢ olduğumuz sistemde 400 W ve 1000 W güç değerlerinde

projektör balanslar kullanılmaktadır. Kullandığımız bu balansların omik yük ve endüktif

yük değerleri Ģekil üzerinde gösterilmiĢtir. Amacımız bu yükleri kompanze etmektir. Bu

iĢlemi tristörlerle kondansatörleri sürerek gerçekleĢtirdik.

TasarlamıĢ olduğumuz devrede kullanmıĢ olduğumuz yüklerin etiket değerlerine

göre kullanılacak kondansatör değerlerini hesapladık. Sistemde kullandığımız tristörler

yardımı ile hesapladığımız kondansatörlerin hangisinin devreye girip hangisinin

devreden çıkacağını belirledik. KullanmıĢ olduğumuz bu tristörleri tetiklemek için DAQ

kart dediğimiz (dijital analog dönüĢtürücü) haberleĢme cihazını kullandık. HaberleĢme

cihazına da akım ve gerilimin sıfır geçiĢ anındaki değerlerini yakalayarak tristörleri

tetiklemek için kullandık. Akım ve gerilimin anlık değerlerini de akım sensörü ve

gerilim sensörü kullanarak elde ettik.

25

ġekil5.20. Kompanzasyonsuz cosⱷ:0.45

ġekil 5.20 de matlab/sımulink de oluĢturmuĢ olduğumuz kompanzasyonsuz devre-

mizin cosφ: 0.45 de dalga Ģekli verilmektedir.

ġekil 5.21. Kompanzasyonsuz cosφ:0.7

ġekil 5.21 de matlab/simulink de oluĢturmuĢ olduğumuz kompanzasyonsuz devre-

mizin cosⱷ: 0.7 de dalga Ģekli verilmektedir.

26

ġekil 5.22. Kompanzasyonsuz cosⱷ:0.99

ġekil 5.22 de matlab/simulink de oluĢturmuĢ olduğumuz kompanzasyonsuz devre-

mizin cosⱷ: 0.7 de dalga Ģekli verilmektedir.

ġekil 5.23. Sistemdeki Akım ve Gerilim Devre ġeması

ġekil 5.23 de Ģebekeden okumuĢ olduğumuz akım ve gerilim değerlerini çarparak

görünür gücü elde ettik. Görünür gücü, güç faktörü ile çarparak reel ve imajinel olarak

iki kısma ayırdık. Display 1 de reel kısım olan aktif gücü gözlemledik, display de ise

imajinel kısım olan reaktif gücü gözlemledik. Bu iĢlemi gerçekleĢtirdikten sonra matlab

/simulink ortamında gözlemledik.

27

ġekil 5.24. Kondansatörlerin Tristörler Yardımı ile Tetikleme Devresi

ġekil 5.24 de bitirme projemiz olan güç kompanzasyonu devresinde gerekli reaktif

güç ihtiyacını karĢılayacak olan kondansatörleri devreye alma ya da devreden çıkartma

iĢlemini yapacak olan yarı iletken devre elemanı olarak tristörleri kullanmaktayız.

Tristörler bilindiği üzere üç bacaklı bir devre elemanıdır. Bu devre elemanının gate

bacağına bir tetikleme iĢareti göndererek, gerekli olan kondansatör ihtiyacımızı devreye

alarak Ģebekeden çekmiĢ olduğumuz reaktif güç ihtiyacını kondansatörler yardımı ile

karĢılamaktayız. Tristörleri tetiklemek için ise dijital analog kartı kullanmaktayız.

28

Çizelge 2 de bitirme projemizde kullanmıĢ olduğumuz malzemeler ve bu

malzemelerin teknik özellikleri verilmektedir.

Çizelge 2. Projede Kullanılan Malzemeler ve Teknik Özellikler

MALZEME ADI TEKNĠK ÖZELLĠKLER

1. Kompanzasyon panosu 40*60*20 galvaniz taban saclı pano

2. Kondansatör (1 adet) Silindir monofaz 1 KVAR, 250V

3. Kondansatör (3 adet) Silindir monofaz 0,5 KVAR, 250V

4. Kondansatör (1 adet) Silindir monofaz 0,25 KVAR, 250V

5. Tristör (10 adet) 400-800V, 4A RMS, IGT 5 mA

6. Sigorta (1 adet) C 25A

7. Soğutucu (1 adet) 20*10*5 alüminyum

8. Gerilim Trafosu (1 adet) 220/6 V

9. Yalıtım Trafosu (1 adet) 1-1.5 dönüĢtürücü 15/9 V

10. Opamp (2 adet) 741 CN

11. Akım Trafosu (1 adet) 20/5 V

12. Adaptör (2 adet) 100-240V, 50-60 Hz, output 12V, 1A

13. TaĢ Direnç (5 adet) 11W, 5 OHM, 1J

14. DAQ Kart (1 adet) 8 input, 14 output, 5V, 200 Ma

15. Kablo 1,5 mm 2,5 mm kesit

16. Projektör (1 adet) 400W, 4.2A, 240V, 50-60Hz, cosⱷ:0.44

17. Projektör (1 adet) 1000W, 10.2A, 240V,50-60Hz, cosφ:0.45

29

ġekil 5.25. Kompanzasyon Tetikleme Devresi

ġekil 5.25 de kompanzasyon panomuzun kondansatör tetikleme devresini gerçek-

leĢtirdik. Bu gerçekleĢtirme iĢini yaparken ilk olarak tristörleri soğutucu üzerine vidalar

ile monte ettik. Daha sonra daq kart ve kondansatörlerimizi pano üzerine monte ettik.

Tristörleri tetiklemek için gerekli olan daq kart haberleĢme kablo bağlantılarını yaptık.

Kondansatör: Projede kullanmıĢ olduğumuz 5 adet kondansatör bulunmaktadır.

Bunlar 1 KVAR (1 adet), 0.5 KVAR (3 adet), 0.25 KVAR (1 adet) olmak üzere 250 V,

silindir monofazdan oluĢmaktadır.

Tristör: TĠC 206 D tipi 10 adet tristör devremizde kullandık.

Soğutucu: 20*10*5 ebatlarında alüminyumdan yapılmıĢ sac soğutucu devremizde

kullandık.

DAQ Kart: Bu kart trafodan alınan akım ve gerilim değerlerinin analog giriĢlerini

bilgisayar ortamına aktaran ve bu sinyalleri kullanarak çeĢitli hesaplamaları

gerçekleĢtirmede kullanılmaktadır.

30

ġekil 5.26. Kompanzasyon Tetikleme Devresi 2

ġekil 5.26 da kondansatörlerin faz-nötr bağlantıları yapıldı ve ayrıca tristörlerin MT1

ve MT2 bacaklarına ait kablo bağlantılarını gerçekleĢtirdik. Ayrıca panomuza 220/6 V

olan gerilim trafosu ve siemens C tipi 25 A sigorta yerleĢtirdik.

31

ġekil 5.27. Devremizin Son Hali

ġekil 5.27 de sigortadan aldığımız 220 V tu baskı devre plaket üzerindeki

konektörün giriĢine bağladık. ÇıkıĢını ise yalıtım trafosunun 15 V luk primer giriĢine

bağladık. 15 V luk yalıtım trafosunun sekonder ucunu ikinci konektörün çıkıĢına

bağladık. Ġkinci konektörün giriĢini ise yükler üzerinden akacak olan faza bağladık.

15/9 V luk yalıtım trafosunun 9 V luk çıkıĢının primerini opampın 3 numaralı bacağına

bağladık. Opampımızın 2 ve 6 nolu bacaklarını kısa devre yapıp çıkıĢını daq kartımızın

analog 5 portuna bağladık. Diğer 220/6 V luk gerilim trafosunu 6 V luk çıkıĢı olan

primer bacağını ikinci opampımızın 3 numaralı bacağı ile birleĢtirdik. Ve 6 numaralı

çıkıĢımız daq kartın analog 2 portuna bağladık. Ayrıca plaket üzerinde 11W‟lık, 5 ohm,

1J‟lik birbirine paralel 5 adet taĢ direncimiz bulunmaktadır. Bu taĢ dirençlerin üzerinden

akacak olan akımı daq kart üzerinden PC de gözlemlicez. Opamlarımızın besleme

gerilimi olan +12 V, -12 V gerilimleri iki adet DC adaptör ile gerçekleĢtirdik. Bu

adaptörlerin + ve – kablolarını birleĢtirerek bir ucunu +12, diğer ucunu -12 olarak

bağlamıĢ olduğumuz + ve - uçları nötr olarak kullandık. 15/9 V luk gerilim trafosu ve

220/6 V luk gerilim trafosunun 6 ve 9 V luk çıkıĢlarının sekonder uçlarını bağlamıĢ

olduğumuz adaptörün nötürü ile birleĢtirdik.

32

6. SONUÇ

YapmıĢ olduğumuz güç kompanzasyonu projesi, hem kiĢisel geliĢimimize hem de

grup çalıĢması açısından çok yararlı olmuĢtur. Proje de gerçekleĢtirdiğimiz devreler,

tasarımlar, sunumlar ve yapmıĢ olduğumuz montajlar el alıĢkanlığının yanı sıra bilgi

birikimi sağlamıĢtır.

YapmıĢ olduğumuz proje iĢletme sistemlerinin Ģebekeden çekmiĢ olduğu reaktif

gücün kondansatörler yardımı ile nasıl karĢılandığını anlamak ve bunun

gerçekleĢmemesi halinde yani kompanzasyon edilmediği takdirde elektrik dağıtım

Ģirketinin iĢletmeye çok büyük para cezaları ile karĢı karĢıya kaldığını kompanzasyonun

bu nedenle ne kadar önemli olduğunu anladık.

Bu projenin diğer projelere göre ne gibi farklılıkları, üstünlükleri ve faydaları

olduğunu anlamıĢ bulunmaktayız. Bu farklılıklar ve üstünlükleri yazmıĢ olduğumuz

bitirme projesi kapsamındaki bitirme tezinde anlatmıĢ bulunmaktayız.

33

KAYNAKLAR

[1] F. Bilki, “PLC KONTROLLÜ REAKTĠF GÜÇ KOMPANZASYON,” Yüksek

Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, Türkiye, Ocak

2008.

34

EKLER

EK-1 ÇalıĢmalar

Çizelge 3 de projede ele alınan çalıĢmalara yer verilmiĢtir.

Çizelge 3. Projede yapılan çalıĢmalar

NO ĠġĠN ADI YĠĞĠT ÖZDEMĠR YAVUZ KÜÇÜKOĞLU

1 Tasarım X X

2 Senaryonun oluĢturulması X X

3 Malzeme tespiti ve alınması X X

4 Proje çizimi X X

5 Baskı devre hazırlanması X X

6 Tez yazılması X X

7 Devre montajı X X

8 Yazılımın hazırlanması X X

EK-2 ÇalıĢma Takvimi

Çizelge 4 de projede yapılan çalıĢmaların haftalık olarak listesi verilmektedir.

Çizelge 4. ÇalıĢma takvimi

TARĠH PROJE ÇALIġMALARI

18.02.2013 Tasarım

25.02.2013 Senaryonun hazırlanması

04.03.2013 Sistemin blok diyagramının hazırlanması

11.03.2013 Gerekli malzemelerin tespiti

18.03.2013 Gerekli malzeme fiyatlandırması ve temini

25.03.2013 Projenin çizilmesi

01.04.2013 Projenin çizilmesi ve tasarımı

08.04.2013 Baskı devre Ģemasının çizilmesi

15.04.2013 Tez yazılması

22.04.2013 Tez yazılması

29.04.2013 Devrenin gerçekleĢtirilmesi

06.05.2013 Devrenin gerçekleĢtirilmesi

13.05.2013 Tez yazımının devamı ve montaj yapılması

20.05.2013 Yazılımın hazırlanması ve bitirme kitapcığının hazırlanması

35

EK-3 Standartlar Ve Kısıtlar Formu

1. Projenizin tasarım boyutu nedir? Açıklayınız.

Güç komponzasyonu projemiz, Ģu hali hazırda kullanılan klasik kumanda

sistemlerine göre daha avantajlı ve daha uzun ömürlü bir kullanma imkanı

sağlamıĢtır. YapmıĢ olduğumuz proje daha da geliĢtirilebilir.

2. Projenizde bir mühendislik problemini kendiniz formüle edip, çözdünüz mü?

Projemizde herhangi bir mühendislik problemini kendimiz formüle edip

çözmedik.

3. Önceki derslerde edindiğiniz hangi bilgi ve becerileri kullandınız?

Güç sistemleri giriĢ ve enerji dönüĢümü derslerinde öğrenmiĢ olduğumuz

problem çözme tekniklerini kendi yapmıĢ olduğumuz projede de kullandık.

Alçak Gerilim dersinde güç kompanzasyonu ile ilgili problem çözme

tekniklerinden faydalandık.

4. Kullandığınız veya dikkate aldığınız mühendislik standartları nelerdir?

TSE ve MÜDEK’ in belirlemiĢ olduğu standartlara göre projemizi

gerçekleĢtirdik.

5. Kullandığınız veya dikkate aldığınız gerçekçi kısıtlar nelerdir?

a) Ekonomi:

Proje üretilebilirlik açısından teknik olarak , fiziki olarak , ekonomiklik

açısından uygun projedir.Projemizin teknik ve fiyat beklentileri karĢılandıktan

sonra üretim koĢullarına uygun olup olmadığı incelenirse üretilebilirliği onay

alınabilir.

b) Çevre sorunları:

TasarlamıĢ olduğumuz projemizin çevreye herhangi bir yan etkisi

bulunmamaktadır. Ancak çevre Ģartlarına göre çalıĢan kısımları bulunmaktadır.

36

c) Sürdürülebilirlik:

Sürdürebilirlik için ekonomik çevresel ve toplumsal hedefler baz alınmalı.

Sürdürebilirlik ekonomik alanda fayda yaratmıyor ancak tasarlanan proje toplum

için sürdürebilirlik açıdan daha rahat yaĢama imkanı ve kolaylıklar sunuyor.

Topluma bu proje ile ekonomik fayda da sağlıyor.

d) Üretilebilirlik:

Proje üretilebilirlik açısından teknik olarak , fiziki olarak , ekonomiklik

açısından uygun projedir.Projemizin teknik ve fiyat beklentileri karĢılandıktan

sonra üretim koĢullarına uygun olup olmadığı incelenirse üretilebilirliği onay

alınabilir.

e) Etik:

Projede herhangi bir etik sorun bulunmamaktadır.

f) Sağlık:

Tasarladığımız projenin insan sağlığına herhangi bir olumsuz yönü

bulunmamaktadır

g) Güvenlik:

Güvenlik açısından son derece en iyi Ģartlarda imkan sunan sistemimiz

insanların güvenliği için önemle dikkat edilmiĢtir.

h) Sosyal ve politik sorunlar:

Sosyal ve politik bir sorun yoktur. Sistemimiz kendi kaynaklarımızla

tasarlanmıĢtır.

Projenin Adı GÜÇ KOMPANZASYON

Projedeki Öğrencilerin

adları

YĠĞĠT ÖZDEMĠR, YAVUZ KÜÇÜKOĞLU

Tarih ve Ġmzalar

37

ÖZGEÇMĠġ

YĠĞĠT ÖZDEMĠR

Yiğit ÖZDEMĠR, Özcan ÖZDEMĠR ve Ayten ÖZDEMĠR‟ den doğma 3 erkek

kardeĢten en küçüğü olarak 7 Eylül 1985 yılında Düzce‟ de dünyaya geldi. Eğitimine

Düzce IĢık Ġ.Ö.O da, ortaokulu Mersin Erdemli Sultan Akın Ġ.Ö.O okudu. Lise eğitimini

Erdemli Teknik Lisesi Elektrik Bölümünden 2004 yılında baĢarı ile tamamladı. 2005

yılında Konya Ereğli M.Y.O Elektrik Bölümüne baĢlayarak, 2007 yılında mezun oldu.

2010 yılında Dikey GeçiĢ Sınavı (DGS) ile Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik-

Elektronik Mühendisliği Bölümünde devam etmektedir.

YAVUZ KÜÇÜKOĞLU

Yavuz KÜÇÜKOĞLU 1987 yılında BURSA‟ da doğdu. Ġlköğrenim ve orta

öğrenimini Dr. Ayten Bozkaya Ġ.Ö.O, lise eğitimini Bursa Cumhuriyet Lisesinde

tamamladı. 2005 yılında Ankara Üniversitesi Çankırı M.Y.O Endüstriyel Elektronik

bölümünde okudu. Dikey GeçiĢ Sınavı (DGS) ile Kocaeli Üniversitesi Teknik Eğitim

Fakültesi Elektronik Öğretmenliğini kazandı. Kocaeli Üniversitesinde 1 yıl eğitim

gördükten sonra tekrar sınava girerek Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik-

Elektronik Mühendisliği bölümünü kazandı. Eğitimine KTÜ de devam etmektedir.