Dinamik kompanzasyon (kademesiz)

[kibele]

Evet arkadaslar,
Güzelim günü size bu acıklamayı söz verdim yazacagım diye yedim kendimi ofise kilitledim. Ama değdi gayet güzel anlasılır bir yazı hazırladım. Umarım begenirsiniz.

Kompanzasyon sistemleri 2 ana baslıkta guruplanır:

• Kademeli sistemler
• Dinamik (kademesiz) sistemler

Kademeli sistemler ise yine iki ayrı alt guruptan olusur:

• Kontaktörlü klasik sistemler
• Statik tristörlü sistemler

Statik tristörlü sistemeler kontaktörlü sistemlerden farkı yoktur. yani 3 faza kondansatörü ya baglar ya devreden cıkarır. Tak avantajı kondansatörün bosalma süresini beklemeden sıfır gecis anında devreye alabildiği için 20msn içerisinde devreye alır. Fakat 3 faza birden baglayıp cıkardıgı için kondansatörü dengesiz yüklerde cuvallar. Bazı fazlarda endüktif, bazı fazlarda kapasitifte kalır. Ayrıca gereken ihtiyacla devreye alınan kondansatör arasında az da olsa olusan fark zamanla birikerek limitin asılmasına neden olur. Cunku son kullanılan electronic sayaclar damlaya damlaya göl olur hesabı yaparak her damlayı biriktirmektedirler.

Simdi gelelim yukarda bahsettiğimiz Dinamik kademesiz kompanzasyon sistemine. Bu sistemle ilgili birkac gun once arkadasların cizimleri ve belirttikleri görüşler dogru olup yeni bir şey olmamakla birlikte 400Vac de dünyadaki ilk uygulama SADECE ALRON tarafından yapılmış olup 400V'da sadece hazır ürün ALRON'dan temin edilebilir. ALternatifi veya rakibi yoktur. Rakip oldugunu belirtenler statik kademeli tristörlü sistemlerdir ve asagıda anlatacagımız yontemle alakasızdır.

Yukardaki sekilde 1 faza indirgenmiş ALRON sistemini goruyorsunuz. Burada enduktif ve kapasitif olarak esit olan iki yuk faz notr arasında olup sebekeden cekilen akım 0A dir (teorik olarak ideal oldukları dusunulurse). Cünkü birbirlerini kompanse etmişlerdir. Endüktans bir sürücü ile kontrollu biçimde sürülmektedir. Dolayısı ile endüktans değeri değişken kabul edilebilir.


Sekil2 de ise sisteme endüktif bir yük gelmesi durumu modellenmiştir. Bu durum ALRON röle tarafından hangi fazda ve ne kadar oldugu algılanır ve sadece o fazda ki endüktans degeri yeni gelen LL endüktansına eşdeğer olacak biçimde azaltılarak LL+LA endüktans toplamının CA kondansatörüne esit olması saglanır. 10milisaniyede istem yük akımı ile sabit enduktansın akımlarının toplamı sabit kondansatör akımına esitleyecek ayarlamaları yapmıs olur. Boylece Iac=IaL+IL saglanarak cosQ=1 sagalanır. Ve bu her faz için birbirinden bagımsız yapılmaktadır.


Yukardaki sekilde ise sisteme omik bir (monofaz veya tree faz farketmediği anlasılıyor dimi?) yükün devreye girdiğini görüyorsunuz. Sistem herhangi bir kıprasma yapmadan calısmaya devam ediyor.


Ehh geldik simdi işin can alıcı noktasına. Buyrun beyler burdan yakın. Herkesin sikayetci oldugu kapasitif yuk (UPS, KGK vs) geldi bindi tepemize nolcak. Gayet basit. Sistem endüktanstan daha fazla akım gecirerek yani daha bi endüktif yaparak yine 10milisaniye içerisinde Iac=IaL+IL yine saglanır. SEkil2 ve Sekil3 dışardaki yük ihtiyacı nekadar ise sistem gercekten ne eksik, ne fazla olmyacak sekilde tam gerektiği kadar kompanzasyon dengesini saglamaktadır.


Yukardaki sekilde Dinamik ve statik kompanzasyon sistemi kıyaslanması görülmektedir. Mavi çizgi (statik tristörlü sistem) kademeli fakat hızlı cevaplarla ihtiyac olan kompanzasyonu saglamaya calısmaktadır. Fakat daha oncede belirttiğim gibi ihtiyacın ya biraz altında ya biraz üstünde kaldıgından cokaz da olsa her faz ayrı ayrı ya enduktif ya kapasitifte kalmaktadır. Fakat 20milisaniye icerisinde (kondansator bosalma suresini beklemeksizin) kademeleri devreye aldıgından bu hata minimize olmakla birlikte dengesiz ve kapasitif yuklerde sorunludur.



Burada ise klasik kontaktörlü sistemi gormekteyiz. İlk devreye girmelerde bekleme süresi ihmal edilirse anlık bir yuklenme sonrası tekrar ihtiyac duydugunda kondansatör bosalma suresini beklemenin neye maloldugu gorulmektedir. Her iki grafiktede kırmızı cizilen rekatif ihtiyacı ile yesil renkli alron cevabının üstüste ortustugu gorulur. Dolayısı ile herhalukarda ALRON'la sistem reaktif yazmamaktadır.


Tabii boyle bir sistem pahalı oldugundan faydalılık/fiyat oranını maximize etmek gerekmektedir. Bu nedenle sistem gozlenerek dinamik ihtiyac miktarı hesaplanır ki (genelde %20-30) civarıdır.
Ornegin giristeki ibreli ampermetre genelde diyelimki 400A civarında duruyor ama arasıra 500A'e vuruyor birkac saniyeliğine. Bu tüm fazlarda veya sadece birinde-ikisinde olabilir. O zaman bizim 100A lik bir dinamil yükümüz var denir ve ALRON sadece bu 100A'lik yuke gore alınır, diğer kalan kısmı 3-4 kademe ile klasik yöntem gibi kademelendirilir. Diyelimki bir kompresor devreye girdi hemen alron onu kompanse edip bir kademeyi devreye aldırır. Kondansatör devreye girdiği anda kendisi bosa cıkar ve dinamik yukler için bekler.

Cok onemli bir baska ayrıntı ise Sistemde devamlı devrede duran bir CA kondansatörüdür. Yapısı gereği devamlı devrede kalması gereken bu kondansatöre gerekiyorsa seri olarak harmonik reaktörünüde koyabiliriz. Boylece sistemde kompanzasyona ihtiyac duyulmadıgında bile hala devrede olan bir harmonik filtreniz bulunmaktadir.
Eğer klasik bir kompanzasyon sistemi olsaydı ve makineler henüz yükte değilken sürücüler inanılmaz harmonikler üretmektedirler fakat kompanzasyon ihtiyacınız da o esnada yoktur. Eeee kademeler cekmezse harmonik rekator de devreye giremez. Sizin en cok ihtiyacınız oldugunda siz harmonik reaktörü devreye alamazsınız. Fakat bu durum ALRON da yapısı geregi zaten cozulmus durumdadır.

Alron sistemi büyüklüğü hesaplanırken iki kriter göz önüne alınır:

• Dinamik ihtiyac
• Dengesiz yukler

Alron sistemi enaz bu iki verinin toplamını saglayacak büyuklükte tasarlanır. Böylece monofaz kondansatörler ve zırtpırt devreye girip çıkan küçük kademelere ihtiyac kalmaz. Diyelimki 25KVAR'lık ALRON 25KVAR lik dengesiz veya dengeli tüm ani reaktif ihtiyacını 0-25KVAR olarak kompanse eder.

Kısaca belirtmek gerekirse:

• dengelli dengesiz kompanzasyon (aynı anda ve her faza bagımsız
• endüktif/kapasitif kompanzasyon (aynı anda ve her faza bagımsız)
• en gec 10msaniyede tepki
• gercek anlamda kademesiz
• adaptive controler (röle)
• 7 adet multiprocessing controller structure
• monofaz ve küçük kademelerin kullanılmaması sonucu kontaktör ve kondansatör arızalarının yok olması
• Herdurumda harmonik filtrasyon (opsiyon)
• uygulama/devreye alma kolaylıgı
• %100 limitlerin asılmayacagı güvencesi

Saat gec oldu, ben sözümü yerine getirdim. Umarım beyninizde herhangi bir soru cengeli kalmamıstır. Varsa genel-ozel sorunuz. Genelden olursa daha iyi olur herkes anlar derim. en iyi dileklerimizle.

 

[teknoseko]

sayın kibele paylaşım için teşekkürler.
ALRON u daha önce hiç denememiş biriyim bu tür dengesiz işletmelerde tristörlü sistemlerle çözüme ulaşıyorduk ama okadarda basit olmuyordu çözüme ulaşmak ve tristörlü sistemler bi hayli masraflı oluyordu.

fırsat olursa ilk fırsatta ALRON u denemeye karar verdim inşallah dediğiniz gibi iyi bir performans sağlar.

 

[m-usta-fa]

hocam yukardaki şekilde bi faz falan görüyorsunuz demişsiniz.Ben sadece bir kare ve içinde çarpı görüyorum.
Hocam kafama bir şey takıldı.Devreye endüktif bir yük girdi.cosq 1 iken 0,99 a düştü.diyelim ki 20 kvarlık kapasite ihtiyacı hasıl oldu.Bizim anneannemizden kalan röle yavaş kaldığı için ALRON attı kendini ortaya hızlıca cosq yi 1 yaptı.Benim anneannemden kalan hantal röle de baktı ki cosq 1 olmuş kondansatör devreye almadı.Sonra başka bir makinayı açtılar.Motor çalıştı.20 kvar daha ihtiyaç hasıl oldu.Benim anneannemden kalan rölem hadi gayri kondansatör al gayri diyene kadar ALRON aslanlar gibi durumu kurtardı ve cosinüsq yi 1 yaptı.Sonra benim rölem baktı aaa cosq 1 olmuş.devreye kimseye almadı.Sonra başka endüktif yük 30 kvar kondansatöre ihtiyaç duyuracak kadar bir indüktif yükle devreye girdi........ Bu böyle devam eder gider.Benim kondansatörlerim ne zaman devreye girecek ya da senin kondansatörlerin nereye kadar yetecek.
Yok ben alronumu akım trafolarından önce koyacam derseniz(ki demiyorsunuz,sizin trafolardan seri alında da olur diyorsunuz) bu sefer de benim rölem ,alronun devreye aldığı indüktansı ya da kapasitansı görmeyeceği için devreye kondansatör alacak.Evet alron bunu farkedip devreden kondansatör çıkaracak ama.Bu arada damlaya damlaya göl olur prensibinden yola çıkan sayacım affetmeyecek.
Evet sabit (örneğin 200 kvar) kondansatörle çalışan tesiste geçici rejimleri alronla kapatırım.Fakat bunun öğle paydosu var ,çay saati var.Haftasonu var.Ve ben seri üretim yapmıyorum.Bazen cnc torna açmam lazım.bazen lazım değil.Bazen ortalık duman olur 30 kw motor açarım,sonra kapatırım.
Ayrıca alronun girişine filtre bağlayarak kendi kondansatörlerinin harmoniğini alabilirim.Fakat benim sistemimin harmoniği düzelmeden PF yi nasıl 1 yapabilirim ki?
Biraz uzun oldu ama kusura bakmayınız.Saygılarımla

 

[kibele]

Arkadaslar gunaydınlar. Ben resim ve semaları koydum ama cıkmamıs. Ben sekilleri ayrıca zipleyip ekliyorum. Moderadör resimleri textin içerisine yerlestirirse bu konuyu tartısırsak herkese cok faydalı olacak sanıyorum.

Birde yukarda verdiğim 400A civarınada iken 700A'e 1-2 saniyelik cıkan örnekte rakamsal tutarsızlık olmus. 700A yerine 500A'e olarak düzeltilmesi gerek. Dolayısı ile dinamik ihtiyac 100A olsun değilmi? Valla moderatör bunuda düzeltirse cok sevinirim.

 

[elek]

Paylaşımların için sağol.
Bu sistemi amerikalı anneanneler kullanmış sanırım ;D
patenti 1976 yılında alınmış.
bugüne kadar yaygınlaşmaması sanırım maliyet ile ilgili.
ama benimde kesin bir bilgim yok.

 

[kibele]

Sayın Elek arkadasim,
Dogru anneannem 76 da hala yasıyordu :-*. Genel hatları ile sistemimiz böyle. Fakat maliyet cok pahalı olduğundan 400V için lüx kaldı. Fekat biz size ALRON olarak bu lüxü cok ucuza sundugumuz için mutlu olmanız gerek. Bu sistemin 400Vac de ALRON harici dünyada da hiç bir üreticisi YOK.
Tabii bu teorik semanin uygulaması o kadarda kolay diil. Bircok arastırma gerektiriyor. Biz asagı yukarı 16 ay süren bir ARGE ve Tubitak desteği ile gerçeklestirdik gercekten calısan bir modelini.
Umarım herkes anlamıstır neden kademesiz sistem dediğimi.

Not: Ben de bu yazıyı yazdıgımda sizin gibi jpg ler yerlestirdim metnin içine ama cıkmadı bunu nasıl yapıyoruz bana belirtirseniz bende yazımı semalarıda içerisine gömerek tekrar redakte eder düzeltirim.

 

[kibele]

Sayın Mustafa bey,

ALRON iki türlü kullanılabilir:

• Eski sisteme paralel
• Eski sistemin rolesi iptal edilerek

Eski sisteme paralel uygulama:
Sadece değişken dengesiz yüklenmelerin olduğu uygulamalarda kullanılır. Farzedelim 20-30 adet monofaz dağıtılmış işhanı gibi bir yeri. Hangi kullanıcının ne zaman ve ne kadar hangi fazda olacağının hic bir öngörüsü yok. O yüzden önceden yükün değişken ve belirsiz olmasından dolayı monofaz kondansatörler hazırlıkları yetersiz kalır. O nedenle her zaman klasik kompanzasyonun herhangi bir fazda yetersizliklerinde ALRON acıgı kapatır.
Ayrıca eger bu sistemde UPS/KGK varsa eski sistem kondansatörleri devreden cıkarsa bile yine sistem kapasitif yazabilir. Iste bu durumdada ALRON devreye girerek sistemi yine kompanse eder.
Bu uygulamada var olan sistemden gücü ALRON'a esit olacak bir kademe eski röleden cıkarırlarak devamlı devrede olacak sekilde kontaktör bobin devresi ayarlanır. Boylece ALRON'un sabit kondansatörü elde edilir. Bu kademe üzerinde isterseniz harmonik filtresi varsa sizin için daha iyi bir durumdur. Böylece kompanzasyon ihtiyacınız olmadıgında bile harmonik filtreniz devrede olacaktır.

Eski sistemde röle iptal edilerek

Mustafa beyin işletmesi gibi yerde eski rölenin iptal edilerek tüm kademelerin ALRON tarafından kumanda etmesi daha dogru bir yaklasım olur. Yine üstteki gibi enaz dengesiz yükler veya dinamik ihtiyac tan hangisi büyukse ona göre ALRON kapasitesi secilmeli. Bu kapasiteye yine yukarda anlattıgım gibi sabit bir kondansatör kademesi secilerek devamlı devrede olacak sekilde basit bir degisiklik yapılır. Bu sabit kondansatöre seri harmonik filtre varsa daha öncede anlattığım gibi işletmeniz için herzaman devrede olan bir harmonik filtreniz olur.

Monofaz ve küçük kademeler varsa birleştirilerek daha büyük ve asagı yukarı ALRON büyüklüğüne esit olacak kademeler haline getirilir. Böylece heran devreye girip cıkan zırtpırt bozulan kondansatör ve kontaktor dertlerinden kurtulmanın ilk adımı atılır. ALRON sistemi yapısı geregi her kademeyi 10-30 dakikada bir devreye devreye alır. Daha dogrusu kendi gücünü asan bir ihtiyac oldugunda bir kademe devreye alarak kendisini tekrar yüksüz duruma getirir. Tabii bu durum statik yukler içindir. Diyelim bir yuk devreye girdi ve bir süre devreden cıkmadı. ALRON yükün ilk devreye girmesinden itibaren 10msaniye içerisinde onu zaten kompanse etmeye baslamıstı. Baktiki bu devreden cıkmıyor, hemen esdeğer bir kademeyi devreye alıp kendisini bosa cıkartıyor. Böylece kendisi yüksüz olarak dinamik gelebilecek yüklere hazır hale getiriyor. Eger kademeye alına kondansatörle yuk arasında en kücük bir fark varsa sadece o kısmını kompanse ediyor. Bu durum her faz için birbirinden bagımsız 10msec içerisinde yapılıyor. Dolayısı ile CosQ hep 1 oluyor.

Mustafa beyin harmonikler varken PF ile CosQ eşit olmaz diye bir serzenişi var. Konuyu basitlestirmek için simdilik pure (saf) harmoniksiz bir ortam için konusup sonra işin içerisine harmonikleri katmak daha faydalı olur.

Yalnız sunu unutmayınız ki klasik sistemlerde cezaya girilmesinin en önemli nedenlerinin basında:

• devreye girme cıkma arasındaki gecikmeler
• ihtiyacla devreye giren kademe arasındaki fark
• paydos-tatilde kabloların kapasitif etkisi
• dengesiz yükler

Limitlere yaklastıran asıl sebebler bunlardır.

Mustafa beyin sorunlarına gelince asıl ALRON en cok seri üretimin olmadığı cok degişken yuklenmelerin olduğu işletmeler için önerilir. Harmonik ise zaten var olan panosunda üzerinde harmonik filtresi olan bir kademeyi ALRON'nun sabit kondansatörü yaptıgımızda zaten devamlı olarak devrede olacagından harmonik derdide olmayacak minimize olacaktır.

 

[m-usta-fa]

Sn. Kibele
Benim sistemimde harmonik spektrumları dağınık olduğu için harmonikleri minimize etmek gibi bir durum oluşmayacak. Çünkü harmonik filtre dediğimiz endüktans bobini sadecebelirli bir frekansa odaklandığı için yeterli olamayacaktır.
Dolayısı ile minimize tesismizde kullanılamayacak bir durumdur.
Tesisimdeki hızlı yüklere cevap vermesi sadece cos q yi düzeltecek , güç faktörünü düzeltemeyecektir.
Bence önemli olan harmonikleri gerçek oranda bastırmaktır.
Tasarladığınız sistem güzel fakat buerada işe yarayacağını sanmıyorum.

 

[kibele]

Benim sistemimde harmonik spektrumları dağınık olduğu için harmonikleri minimize etmek gibi bir durum oluşmayacak. Çünkü harmonik filtre dediğimiz endüktans bobini sadece belirli bir frekansa odaklandığı için yeterli olamayacaktır.
Dolayısı ile minimize tesismizde kullanılamayacak bir durumdur.
Tesisimdeki hızlı yüklere cevap vermesi sadece cos q yi düzeltecek , güç faktörünü düzeltemeyecektir.
Bence önemli olan harmonikleri gerçek oranda bastırmaktır.
Tasarladığınız sistem güzel fakat burada işe yarayacağını sanmıyorum.

Sayın mustafa bey,
harmonik filtreler sizin zaten kademe kontaktörlerinde değilmi? Harmoniklerin en cok arttığı an sistemde yük yokkendir. Ama bu durumdada kompanzasyon gerekmediği için herhangi bir kademe aktif olmadığı  zaman zaten tesisinizdeki harmonik filtre devre dısıdır yanide devrede değildir.
Bizim sistemimizde herzaman bir kademe devrede olacağı için en azından bir kademe kapasitesinde harmonik filtreniz herdaim devrede olacaktır. Zaten bu yüzden ben de harmonik sorununuz azalacaktır diyorum . Ben ilave bir filtre vs koymuyorum. Sadece sizin panonuzda mevcut olan bir kademe ve dolayısı ile bir filtrenizin herzaman devrede olmasını saglıyorum.
Zaten buda sizin harmoniklerinizin azalmasına epey katkıda bulunacaktır. Zaten sıfırlamanın imkansızlığını sizde biliyorsunuz.
Sanıyorum yanıtım yeterince acıktır.

CosQ düzelir PF düzelmez derseniz formüllere ters dusersiniz. Nedenmi?
PF=m.CosQ
m=1/(1+(1+THD^2)) formülü harmoniklerin PF üzerindeki katkısını gösterir. Tayyipin dediği gibi velevki harmonikleri hiç değiştirmesek bile en az onun kadar etkin bir carpan olan CosQ değişirse PF de sanki değişir gibi. Ne dersiniz?

 

[m-usta-fa]

iyi günler.
abi sisteminizi beğendiğimi söylemiştim.Zaten bunu biliyorsunuz.Sadece bize uygun değil diyorum.Yanılmıyorsam o formülü ben size yazmıştım.Burada cosq yi zaten hep 1 düşünüyoruz.Üç aşağı beş yukarı da öyle zaten.dediğim şu,takarsınız bir raktör,5. harmoniğe kadar düşürürsünüz.19. harmoniği ne yapmayı düşünüyorsunuz?
bir de ara harmonikler var.2-4 gibi .tübitakla çalıştığınızı söylemiştiniz.Tübitakın bu konuda bir projesi var.ismini unuttum.Dünya paraya satıyorlar.çift harmoniği yok edecek başka bir sistem yok ülkemizde.Araya bunlar da girince ortalık karışıyor.
Cos q evet 1
derdimiz m ile
m=1/1+thd^2 olduğuna göre thd asıl mesele.Bizde THd reaktörlere rağmen %30 civarı.
PF=1x(1/1+thd^2)
pf=1/1+0,3^2
pf=0,91

bakınız cosq ip gibi 1 bile olsa pf=0,91 lerde sürünüyor.ama ölçümlerimizde bu 0,95 idi
demek ki harmoniğimiz daha düşük
abi sizce cosq sabit,ip gibi 1 olsa bile harmonik varken bu iş düzelmiyor.
pf=0,98 olursa biile zar zor kurtarıyor.
siz sabit bir reaktör koysanız bile 25 kvarlık,reaktör buna yetmeyeceği gibi,zaten reaktör de belli harmonikleri yok eder.
Bu arada bir arkasaşın yaptığı bir araştırmaya göre(yurt dışı sayaç üreticileri ile görüşme gibi) sayaçlar gerçekten PF ye göre ölçüm yapıyormuş.Muş diyorum çünkü bizzat görüşmedim firmalarla.
Koaly gelsin