Enerji Sistemlerinde Harmonik Distorsiyon
Elektrik enerji sisteminin ve bu sisteme bağlanan yüklerin arızasız ve güvenli bir şekilde çalışabilmesi için o sistemdeki dalga şeklinin sinusoidal olmasıa ve frekansının 50 Hz’ lik tek frekansa sahip olması istenir. Ancak sisteme bağlanan bazı elemanlar ve bazı olaylar sonucunda akım ve gerilim büyüklükleri sinüsoidal özelliklerini kaybederek sistemde istenmeyen harmonikler oluşmaktadır.
Lineer olmayan yüklerin, elektrik dağıtım sistemlerinde, gerilim ve akım dalga biçminde bozulma meydana getirdikleri uzun yılardır bilinmektedir. Ancak günümüzde; eskiden beri var olan lineer olmayan yüklere ilaveten, güç elektroniği elemanlarının hızla yaygınlaşması ise dalga şeklindeki bozulmaya duyarlı elemanların sayısındaki artış, bu konuda yapılacak çalışmaların önemini artırmıştır. Akım ve gerilim dalgalarında oluşan bu harmonikler elektrik tesislerine ve bu tesislere bağlı tüketicilere zarar vermekte veya tamamen işlemez hale getirmektedir.
ÖLÇÜMDE KULLANILAN ÖLÇÜ ALETİ: HIOKI 3196 Power Quality Analyzers
Harmonik Standartları :
IEEE nin harmonik standartları aşağıda gösterilmiştir.
Tablo 1 : Gerilim Harmonikleri için sınır değerleri.
Bara Gerilimi ( Un )
Tekil harmonik büyüklüğü
Toplam harmonik distorsiyonu
Akım Harmonikleri için sınır değerleri.
TTD : Toplam talep distorsiyonu
IK : Sistemin Kısa Devre Akımı
IL : Yüke ait maksimum talep akımı
Harmoniklerin neden oldukları başlıca sorunlar aşağıdaki gibi özetlenebilir:
Elektronik kartlarda, modüllerde arızalar, Otomasyon sistemlerinde ölçüm ve haberleşme sorunları, Motorlar ve diğer elektromanyetik cihazlarda titremeler, gürültülü çalışma ve mekanik parçaların zorlanması, Ağ ve iletişim sistemlerinde haberleşme sorunları
Kompanzasyon sistemlerindeki kondansatörlerde aşırı ısınma, aşırı akım çekme ve kondansatörlerin çabuk bozulması, Transformatörlerde, baralarda ve kablolarda aşırı ısınma ve kayıpların artması, Sigortalar ve diğer koruma cihazlarının hatalı çalışmaları, beklenmeyen duruşlar sonucu iş ve zaman kaybı, Ölçüm cihazlarında hatalı ölçümler, Bilgisayar monitörlerinde ve ekranlarda titremeler,
SONUÇ :
Sistemde yapılan ölçümlerde Harmonik akım bozulmalarının THD I değerlerinin IEEE normlarında belirtilen ideal seviyelerin üzerinde olduğu , bozulma miktarının oransal olarak % 40 seviyelerinde olduğu görülmektedir.
Akım harmoniklerinin yüksek olması özellikle SMPS yapısından oluşan elektronik kartlarda arızalara yol açmaktadır.
Ölçülen değerlere göre sistemde Aktif Harmonik Filtre kullanılması gerekmektedir