Kompanzasyon

Direnç bazlı (Resistif) devrelerde ${\displaystyle \ 0}$ olan faz farkı, kapasitif devrelerde akım, voltajdan fazı ilerde olacak şekilde, endüktif devrelerde ise akım geride olacak şekilde değişir. Faz farkının oluşması, reaktif güç oluşması demektir. Bir sistemin görünür gücü ${\displaystyle \ S}$ değişmez, ancak faz farkına bağlı olarak görünür gücün bileşenleri olan aktif ve reaktif güç değişir. Aktif güç görünür güce eşittir ve maksimum iş verimi alınır. Devrede işi aktif bileşen yapar, reaktif bileşen her döngüde şebekeden çekilir ve döngü bitmeden geri şebekeye verilir. Saf resistif devrede faz farkı olmaz ve aktif güç maksimum değerini alır, reaktif güç yoktur. Ancak endüktif ve kapasitif devrelerde faz farkına göre reaktif güç oluşur. Bu da işe çevrilebilen aktif gücün azalmasına dolayısıyla verimin düşmesine ve kullanılamayan bir reaktif güç oluşumuna neden olur. İşte aktif gücün maksimum hale getirilip, güç faktörünün düzeltilmesi ve verimin en büyük halini alması işlemine kompanzasyon denir.

Birçok motorun bulunduğu sistemlerde reaktif güç kontrolü önemlidir.

3 fazlı kompanzasyon kondansatörleri, güç faktörü düzeltilmesi için kullanılır ve fiziksel olarak büyüktürler.

Uygulamada fabrikalar, elektrik makineleri, iş makineleri ve motorlar endüktif çalıştıklarından bağlandıkları şebekeye reaktif güç verirler. Verilen reaktif güç aktif gücün dolayısıyla verimin oldukça düşmesine neden olur. Fabrikaların bolca bulunduğu bir bölge göz önüne alındığında o bölgede bulunan konutların bu durumdan nasıl olumsuz etkileneceği açıktır. Aynı sistemin öncelikle kompanze edilmemiş ve sonra kompanze edilmiş hali karşılaştırıldığında ise çekilen akımın değişmediği, ancak aktif gücün arttığı görülür. İşte verimin artması ve şebekenin reaktif güçten kötü etkilenmemesi için endüktif sistemin girişine bir kompanzasyon kondansatörü bağlanır ve devrede üretilen reaktif güç şebekeye verilmeden kondansatörlerde depolanır. Motor devreye girerken de bu kondansatörler depoladıkları reaktif gücü motorlara geri verirler. Dolayısıyla şebeke sistemi saf resistif bir sisteme yakın olarak görür ve şebekeyle sistem arasında reaktif güç alışverişi olmaz.

Şebekeden reaktif güç tüketimine elektrik kurumları tarafından sınır getirilmiştir. Aylık aktif tüketimin %20'si kadar harcama ücretsizken, bu sınır geçildiği takdirde tüm reaktif harcama ücretlendirilir ve faturaya yansıtılır. Evlerimizde kullandığımız aletler içerisinde mekanik balastlı floresan lambalar, çamaşır makinaları, buzdolabı ve Inverter harici klimalar endüktif devreye sahiptir ve reaktif güç çekerler ancak eğer kompanze edilmişlerse bu harcama şebekeden olmaz. Ayrıca konutlarda kullanılan sayaçlar kilovat cinsinden yazdığı için, konutlarda reaktif güç harcaması için bir önlem alınmasına gerek duyulmamaktadır.

Bazı uzmanlar göre yukarıda açıklanan nedenlerden ötürü evlerde herhangi bir cihaz yardımıyla parasal açıdan elektrik tasarrufu sağlamak mümkün değildir.

Günümüzde güç elektroniği elemanlarının mikroişlemciler ile birlikte en uygun şekilde kullanılarak uygulandığı kompanzasyon sistemleri gelişmektedir.

Türkiye'de şebeke taşıma kapasitesini arttırmasından ve enerjinin israfını önlemesinden dolayı ülke ekonomisi için vazgeçilmezdir ve Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu'ndan kurul kararı olarak en son alınan karar, Karar No:284/2 Karar Tarihi: 8/1/2004 olarak zorunlu tutulmuştur.

Bu karara göre Türkiye'de kompanzasyon panosu yapma ve işletme zorunluluğundaki bu işletmelerin (proje gücü 9KVA ve üzeri olan işletmeler) harcadıkları endüktif enerji, aktif enerjinin en fazla %20'i ;kapasitif enerji de aktif enerjinin en fazla %15'i kadar olabilir. Aksi halde işletme ceza faturası ödemek ile yükümlüdür.

Her ülkenin bu sınırları değişiklik göstermektedir.

Genel olarak bilinmesi gereken terimler ve parantez içinde birimleri şu şekildedir;

   * Akım (Amper),
   * Gerilim (Volt),
   * Görünen (Sanal) Güç (VA),
   * Aktif Güç(Watt),
   * Reaktif Güç (VAR),
   * φ (Fi açısı),
   * Cosφ (Aktif Güç Çarpanı),
   * Sinφ (Reaktif Güç Çarpanı),
   * Tanφ (Reaktif / Aktif Güç oranı),

Şimdi bunların ne anlama geldiklerini ve birbirlerine nasıl dönüştüklerini inceleyeceğiz. Pratik olarak, elektrik yükünün hareketine elektrik akımı denir. Daha detaylı incelersek, iletken maddeye elektrik uygulandığında, elektronlar negatif kutup(-)'tan pozitif kutup(+) yönüne doğru hareket etmeye başlar. Bu harekete "Elektrik Akımı" denir. Birimi ise "Amper" 'dir. "I" harfi ile gösterilir. Akım (Amper) Gerilim (Volt) Elektrik akımının oluşabilmesi için, elektrik yüklü taneciklerin kutupları arasında fark olması gerekir. Yüksek bir noktadan aşağı bırakılan bir cisim nasıl aşağı düşüyor ise, elektrik akımı da akabilmek için, benzer mantık ile potansiyel farka sahip olması gerekir. İşte bu farka "Gerilim" denir. Birimi "Volt"'tur. "V" harfi ile gösterilir. Sistemden çekilen elektrik akımının, belli bir voltaj değerindeki gücüne "Görünen (sanal) Güç" denir.Birimi VA (VoltAmper) dir. "S" harfi ile gösterilir. S=I*V

Görünen (sanal) güç , fazın akımı ile voltajının çarpımına eşittir. Omik direnç üzerinden geçen elektrik akımının, belli bir voltaj değerindeki gücüne "Aktif Güç" denir.Birimi Watt'tır. "P" harfi ile gösterilir. Aktif Güç (Watt), P=S*Cosφ

Aktif güç , fazın görünen gücü ile Cosφ (Aktif Güç Çarpanı) çarpımına eşittir.Görünen güç yerine akım ile gerilim çarpımını alırsak aktif güç, P=I*V*Cosφ

Aktif güç, fazın akım, gerilim ve CosÆ (Aktif Güç Çarpanı) çarpımına eşittir. Bobin(Xl) ya da kapasitans(Xc) direnci üzerinden geçen elektrik akımının, belli bir voltaj değerindeki gücüne "Reaktif Güç" denir.Birimi VAr'dir. "Q" harfi ile gösterilir. Bobin etkisi ile oluşan reaktif güce "İndüktif Güç" yani "+Q", kapasitans etkisi ile oluşan reaktif güce "Kapasitif Güç" yani "-Q" denir Reaktif Güç (VAr) Q=S*Sinφ

Reaktif Güç , fazın görünen gücü ile Sinφ (Reaktif Güç Çarpanı) çarpımına eşittir.Görünen güç yerine akım ile gerilim çarpımını alırsak aktif güç, Q=I*V*Sinφ

Reaktif güç, fazın akım, gerilim ve Sinφ (Reaktif Güç Çarpanı) çarpımına eşittir.Sinüs değeri, Cosinüs ve Tanjant değerlerinin çarpımına eşit olduğu düşünülür ise Q=I*V*Cosφ*Tanφ

Reaktif güç, fazın akım, gerilim, Cosφ (Aktif Güç Çarpanı) ve Tanφ (Reaktif Gücün Aktif güce oranı)'nın çarpımına eşittir. Çekilen görünen güç ile aktif güç arasındaki faz açısına "φ" denir. En ideal φ açısı 0º'dir. φ Açısı Cosφ (Aktif Güç Çarpanı) Aktif Gücün, Görünen Güce Oranına "Cosφ" denir. Cosφ ile görünen gücün çarpımı bize aktif gücü verir. Bu neden ile Cosφ değerine "Aktif Güç Çarpanı" da denir. Cosφ=P/S

Reaktif Gücün, Görünen Güce Oranına "Sinφ" denir. Sinφ ile görünen gücün çarpımı bize reaktif gücü verir. Bu neden ile Sinφ değerine "Reaktif Güç Çarpanı" da denir. Sinφ (Reaktif Güç Çarpanı) Sinφ=Q/S
Reaktif Gücün, Aktif Güce Oranına "φ" denir. Tanφ ile aktif güç çarpımı bize reaktif gücü verir. Sadece aktif güç ile Tanφ değerini ya da görünen güç, Cosφ ve Tanφ değerlerini biliyorsak ReaktifGücü bulabiliriz. Bu neden ile Tanφ değerine "Reaktif/Aktif güç oranı" da denir. Tanφ (Reaktif/Aktif Güç Oranı) Tanφ=Q/P

Görüldüğü üzere, basit hesaplama yapılacak olan tüm formüller, birbiri içerisinden türetilerek, detaylı olarak hesaplama yapılabilmektedir. Önemli olan bu hesaplamanın nasıl yapıldığını bilmek ya da temel olarak kompanzasyonun mantığını anlamak önemlidir.