Sanayi tesislerinde ve enerji iletim sistemlerinde orta gerilim (OG) kompanzasyon sistemleri, hem reaktif güç kontrolü hem de enerji verimliliği açısından kritik öneme sahiptir. Modern tesislerde yalnızca klasik kondansatör panoları değil, aynı zamanda pasif ve aktif harmonik filtreler ile statik VAr kompanzasyon (SVC) sistemleri de kullanılmaktadır.

Bu sistemler, hem güç katsayısını iyileştirir hem de harmoniklerin ve rezonansın etkilerini azaltır.

Orta Gerilimde Kompanzasyon

Orta gerilim sistemlerinde (1 kV – 36 kV) reaktif güç kompanzasyonu, genellikle trafo çıkışında veya dağıtım noktalarında yapılır.

OG Kompanzasyonun Avantajları:

• Büyük tesislerde enerji kayıplarını önemli ölçüde azaltır

• Hat akımlarını ve gerilim düşümünü minimuma indirir

• Trafo yükünü dengeler

• Enerji faturasında ceza bedellerini düşürür

OG Kompanzasyon Yöntemleri:

1. Klasik kondansatör grupları ile

2. Statik VAr kompanzasyon (SVC) ile

OG kompanzasyon panolarında genellikle reaktörlü kondansatörler kullanılır. Bu, harmonik rezonans riskini azaltır.

Pasif Filtreler

Pasif filtreler, OG sistemlerinde harmonikleri kontrol etmek için LC devreleri kullanır.

Pasif Filtrelerin Özellikleri:

• Belirli harmonik frekanslarını engeller (örn. 5., 7., 11.)

• Kondansatörler ve kompanzasyon sistemlerini harmoniklerden korur

• Düşük maliyetlidir

• Rezonans frekansını kaydırarak sistem güvenliği sağlar

Örnek:

• 5. harmonik için LC pasif filtre tasarımı:

• Burada f_h, engellenecek harmonik frekansıdır

Pasif filtreler genellikle trafo çıkışına veya OG dağıtım panosuna yakın yerleştirilir.

Aktif Filtreler

Aktif filtreler, harmonikleri dynamik olarak ölçüp ters fazlı akım göndererek yok eden sistemlerdir.

Avantajları:

• Tüm harmonik frekanslarını azaltabilir

• Reaktif güç ve güç faktörü kontrolü sağlar

• Yük değişimlerine hızlı tepki verir

• OG sistemlerde büyük endüstriyel yükler için uygundur

Örnek Kullanım:

• Bir çelik fabrikasında aktif filtre ile 3. ve 5. harmoniklerin THD’si %12’den %3’e düşürülebilir

Statik VAr Kompanzasyon (SVC)

SVC, OG ve yüksek güçlü tesislerde kullanılan yüksek hızlı reaktif güç kompanzasyon sistemidir.

SVC Sisteminin Temel Elemanları:

1. Thyristor kontrollü reaktör (TCR)

2. Thyristor kontrollü kondansatör (TSC)

3. Reaktif güç kontrol rölesi

SVC’nin Avantajları:

• Güç katsayısını anlık olarak düzeltir

• Harmoniklerin etkilerini azaltır

• Sistem gerilimini stabilize eder

• OG trafoların yük dengesini iyileştirir

Çalışma Prensibi:

• Sistem ihtiyacına göre TCR ve TSC kademeleri hızlı devreye alınır veya çıkarılır

• Bu sayede güç katsayısı 0.98–1.0 aralığında tutulur

OG Kompanzasyon ve Harmonik Önleme Stratejisi

1. Kondansatör ve reaktör seçimi:

   • Seri reaktör kullanarak rezonans riskini azaltın

2. Pasif filtreler ile belirli harmonikleri yok edin

3. Aktif filtreler ile dinamik yük değişimlerini dengeleyin

4. SVC kullanarak yüksek güçlü ve değişken yüklerde hızlı kompanzasyon sağlayın

Örnek OG Tesisinde Tasarım:

• Trafo gücü: 5 MVA

• Sistem gerilimi: 10 kV

• THD ölçümü: %8

• Çözüm:

  • 3 kVAr reaktörlü kondansatörler

  • 5. ve 7. harmonik için pasif filtre

  • Yük değişimlerine hızlı cevap için SVC

Bu tasarım sayesinde hem güç katsayısı hedef değere ulaştı hem de harmonik etkileri minimize edildi.

Özet

Orta gerilimde kompanzasyon:

• Enerji kayıplarını azaltır

• Hat gerilim düşümünü dengeler

• Enerji ceza bedellerini düşürür

Harmonikleri kontrol etmek için:

• Pasif filtreler: belirli harmonikleri yok eder, düşük maliyet

• Aktif filtreler: tüm harmonikleri dinamik olarak dengeler

• SVC: yüksek güçlü tesislerde hızlı reaktif güç kontrolü sağlar

Bu sistemlerin doğru tasarımı ile OG sistemlerinde:

• Kondansatörler korunur

• Rezonans riski azaltılır

• Enerji verimliliği ve sistem kararlılığı artırılır