Reaktif Güç Kompanzasyonu
Bu makale, 25 kV, 50 Hz Katener (Demiryolu taşıtlarına elektrik enerjisi sağlamak amacıyla kullanılan hatların genel adıdır) hattı güç şebekesinde reaktif güç kompanzasyonunun teorik ve pratik çözümlerini analiz etmektedir.
Genel olarak burada, reaktif güç kompanzasyonu için teorik ve pratik çalışmalar (kapasitör bankları ilave etmek için devreler, otomatik kontrol reaktif güç seviyesi için yapısal devre diyagramları ve kapasitör banklarının parametre hesaplamaları) sunulmaktadır.
25kV, 50Hz Kataner Hattı Reaktif Güç Kompanzasyonu:
Son zamanlarda, reaktif güç kompanzasyonu alanında sadece reaktif güç kullanım maliyetlerini azaltmak için değil, aynı zamanda enerji sisteminin kalitesini arttırmak için de modern çözümler uygulanmaktadır.
Güç şebekesindeki reaktif gücü kompanze (telafi) ederek; istenmeyen akımların harmoniklerini filtreleyerek, voltaj açısından daha yüksek elektrik gücü kalitesi sağlanır ve bu sayede voltaj ve güç kayıpları azaltılır.
Yük dengelemesinin (kompanzasyonunun) amacı, sistemin güç faktörünü artırmak (1'e yaklaştırmak), sistemden çekilen gerçek gücü desteklemek, voltajı düzenlemek ve akım harmoniklerini ortadan kaldırmaktır. Reaktif güç kompanzasyonu, tüketilen elektrik enerjisini azaltmanın ve güç kalitesini artırmanın en etkili yollarından biridir.
Reaktif güç kompanzasyonunun bir endüstriyel güç şebekesinin teknik ve ekonomik endekslerini nasıl iyileştirebileceğinin örnekleri aşağıdaki gibidir:
Maliyeti düşürür ve müşteri için daha yüksek gelir sağlar,
Şebeke kayıplarını azaltır,
Aşırı reaktif güç tüketimi için kamu hizmetlerinden kaynaklanan cezai ödemelerden korur,
Sistem kapasitesini artırır ve yeni kurulumlarda maliyet tasarrufu sağlar,
Sistem güç faktörünü iyileştirir,
Güç kullanılabilirliğini artırır ve,
Şebekedeki voltaj regülasyonunu iyileştirir.
Günümüzdeki, statik VAR kompansatörleri (SVC'ler) ve statik senkron kompansatörler (STATCOM'lar), endüstriyel şebekedeki dinamik reaktif güç seviyesini kontrol etmek için en kullanışlı cihazlardır.
Bu makalede, 25 kV AC katener hattında A, B fazlarının kolları ve dönüş akımı hattında bulunan seri kompanzasyon cihazları SCB (kapasitör bankları) aracılığıyla dinamik reaktif güç kompanzasyonunun potansiyel kullanımını gösteren bazı yöntemler sunulmaktadır (bkz. aşağıdaki şekilde)
Kataner Hattı Reaktif Güç Seri Kompanzasyonu Temel Şeması:
Alternatif akım 25 kV AC katener hattının besleme sistemini analiz ettikten sonra, kaynak dokümanın yazarı, A, B fazlarının kollarında ve dönüş akımı hattında SCB (seri kapasitör bankları) sistemini ve dinamik reaktif güç değeri otomatik kontrol yöntemlerini bulmayı önermektedir.
Kapasitörler Kullanarak Reaktif Güç Kompanzasyonu
Kapasitif Kompanzasyon
Yüklerle ile ilgili kapasitörlerin bağlanma şekline (seri yada paralel olarak) bağlı olarak, şönt veya seri kapasitif kompanzasyon seçilir. Endüstriyel güç sistemi için tipik bir reaktif güç kompanzasyon şeması aşağıda (a) gösterilmektedir.
25 kV için önerilen reaktif güç kompanzasyon şeması, 50 Hz çekiş sistemi (üstteki şekilde görülmektedir) reaktif güç kapasitör banklarını bağlama örnekleri, (kompanzasyondan önce) cosφ1 = 0.85 ve (kompanzasyondan sonra) cosφ2 = 0.97 olduğu aşağıdaki (c) gösterilmektedir.
Kataner Reaktif Güç Kompanzasyon Şemaları:
(a) Reaktif güç kapasitör bankalarını bağlama örnekleri ve (kompanzasyondan önce) cosφ1 = 0.85, ve (kompanzasyondan sonrası) cosφ2 = 0.97
(b) M: asenkron motorlar; P: aktif trafo merkezi gücü; S1: güç faktörü cosφ1 = 0.85 olduğunda görünür güç; Q1: güç faktörü cosφ1 = 0.85 olduğunda şebekedeki reaktif güç; S2: güç faktörü cosφ2 = 0.97 olduğunda görünür güç.
ABB şirketi tarafından sağlanan kapasitör bankının olası yerleri yukarıdaki şekilde (a) verilmiştir. Konum, öncelikle kompanzasyona göre belirlenir:
A: Doğrudan Kompanzasyon
B: Grup Kompanzasyonu
C: Alçak Gerilim (LV) tarafında Merkezi Kompanzasyon
D: Yüksek Gerilim (HV) tarafında Merkezi Kompanzasyon
Düşük maliyetle çalışan ve trafonun tam yükte dolu olduğu bir tesisatın güç üçgeni. Güç faktörü düzeltmesinin uygulandığı aynı tesisatın güç üçgeni, ek yükler için trafo üzerindeki yükü düşürür / serbest bırakır.
Kaynak Doküman: Reactive power compensation in the 25kV, 50Hz contact network by Lionginas LIUDVINAVIČIUS at Vilnius Gediminas Technical University, Department of Railway Transport; J. Basanavičius str. 28, LT-03224 Vilnius, Lithuania