Halit Tırsi'nin sunumu Aykut hoca Enver Karabulut

1. DEÜ İMYO
ELEKTRİK
ELK 4214-ÖZEL TESİSAT
2015705038
HALİT TİRSİ

2. Harmonik Nedir?
Harmonikli Sistemlerde Kompanzasyon
Nasıl Yapılır?

3. Harmonik nedir?
Elektrik dağıtım şebekesinde gerilim sinüs şeklindedir.
Şebekeden çekilen akımın da sinüs şeklinde olması beklenir.

4. • Akımı ile gerilimi arasındaki ilişkisi doğrusal olmayan elemanlara nonlineer(doğrusal
olmayan) eleman denir.Şebekeden bozunuma uğramış (distorsiyonlu) şekilde akım
çeken yüklerdir.
► Transformatörler ► Endüktif Balastlar
► Kesintisiz Güç Kaynakları ► TV, Bilgisayarlar
► Fotovoltaik Sistemler ► Yarıiletken Elemanlar
► Bobinler ► Konvertörler
• Saf sinüs özelliğini kaybetmiş dalgalar nonsinüsodial dalga olarak adlandırılmaktadır.
Harmonik nedir?

5. • Nonlineer elemanlar bir sinüsoidal elektrik enerji sistemine bağlandığında
harmonikli akım ve gerilimlere neden olurlar.
• Harmonikli akım ve gerilimin güç sistemlerinde bulunması sinüsoidal dalganın
bozulması anlamına gelir.
• Harmonikler genel olarak nonlineer elemanlar ile nonsinüsoidal kaynaklardan
herhangi birisi veya bunların ikisinin sistemde bulunmasından oluşur.
Harmonik nedir?

6. Nonlineer yüklerin çektikleri
akımın dalga biçimleri,
periyodik olmakla birlikte, 50
Hz frekansında sinüs
dalga(Temel Bileşen) şekli ile
frekans ve genliği farklı diğer
dalgaların toplamından
meydana gelmektedir. Temel
bileşen olarak adlandırılan
dalga 50 Hz frekansında olup
bunun dışındaki frekanslarda
olan diğer dalgalar harmonik
olarak adlandırılır.
Harmonik nedir?

7. Bu dalgalar, Fourier analizi
yardımıyla temel frekans ve diğer
frekanslardaki bileşenler
(harmonikler) cinsinden ifade
edilebilir. Bu analiz ile
nonsinüsoidal dalgalar, frekansları
farklı sinüsoidal dalgaların toplamı
şeklinde matematiksel olarak
yazılabilir.
Harmoniklerin Hesaplanması
Fourier Analizi
Harmonik katsayısı

8. Sinüsoidal dalganın
simetrisinden dolayı
sadece tek sayılı harmonik
bileşenler bulunur.

10. - Transformatörler - Fotovoltaik sistemler
- Statik dönüştürücüler (Konvertörler) - Bilgisayarlar
- Generatörler - Kesintisiz güç kaynakları
- Gaz deşarjlı aydınlatma armatürleri - Doğru akım ile enerji iletimi
- Statik VAR kompanzatörleri - Elektrikli ulaşım sistemleri
- Ark Fırınları
Harmoniklerin oluşmasına neden olan kaynakların başlıcaları şunlardır;

11. • Harmonikden en çok etkilenen, güç faktörü düzeltilmesinde kullanılan kompanzasyon sistemleridir.
• Kompanzasyon kondansatörlerinin çok kısa sürede bozulması
• Kompanzasyon tesislerin de aşırı reaktif yüklenme ve dielektrik zorlanma nedeniyle zarar görmesi
• Güç faktörünün değişimi
• Kompanzasyon kademe sigortalarının veya kompanzasyon şalterinin açması
• Şalterlerde ve diğer koruma sistemlerinde anlamsız açmalar
• Dağıtım transformatörünün beklenenden fazla ısınması
• Özellikle hassas elektronik cihazlarda hatalar, anlamsız arıza kodları ve duruşlar
• Ölçüm sistemlerinde hatalar
• İletişim sistemlerinde parazitler
• Gerilim düşümünün artması
Harmoniklerin Etkileri

12. Harmonik ölçümü güç kalite analizörleriyle yapılabilmektedir.
- Gerilim ve akım değerleri - Frekanstaki değişimler
- Aktif güç (P) - Gerilim anormallikleri
- Görünen güç (S) - Akım ve gerilim dalga formundaki değişimler
- Endüktif reaktif güç (Ql) - Kapasitif reaktif güç (Qc)
- Güç faktörü (PF) - Enerji durumu
• Toplam gerilim harmonik bozulma değeri (THDv)
• Toplam akım harmonik bozulma değeri (THDi)
• Ayrı ayrı gerilim harmonikleri (3.,5.,7. … 50. harmonik )
• Ayrı ayrı akım harmonikleri (3.,5.,7. … 50. harmonik )
değerlerinin ölçümleri bu cihaz ile yapılabilmektedir.
Harmonik ölçümü

17. • Kompanzasyon sisteminin filtreli kompanzasyon sistemine dönüştürülmesi
• Aktif harmonik filtre uygulanması
• Pasif harmonik filtre uygulamaları
• Elektrik tesisatında yük dağılımları değiştirilerek yapılan çalışmalar sonucunda
problemin çözülmesi
• Harmonik üreten yüklerde yapılacak çesitli çalışmalar ile problemin çözülmesi
• Cihaz imal edilirken yapısının harmonik üretmeyecek veya az üretecek şekilde
tasarlamak
Harmoniğe Karşı Kompanzasyon Sistemlerinde
Alınan Tedbirler

18. • Elektrik enerji sistemine yerleştirilen ve istenilen harmonik akımlarının
süzülmesini sağlayan devrelere “Harmonik Filtresi” denir.
• Filtreli kompanzasyon sistemlerindeki temel fark, devrede olan kondansatör
gruplarının şebekeye direkt olarak bağlı olmaları yerine bir harmonik filtre
reaktörü üzerinden bağlı olmalarıdır.
• Harmonik filtrelerinin amacı akım veya gerilimdeki harmonik bileşenlerin
etkilerini azaltmaktır.
2 çeşit harmonik filtresi mevcuttur. Bunlar; Pasif filtre ve Aktif filtredir.
Filtreli Kompanzasyon

19. Pasif filtreleme
• Pasif filtreler, kaynak ile alıcı arasına konulan ve temel frekans dışındaki
bileşenleri yok etmek için tasarlanan, kondansatör (C), endüktans (L) ve bazı
durumlarda direnç (R) elemanlarından oluşan devrelerdir.
• Pasif filtreler, seri pasif filtreler ve paralel (şönt) pasif filtreler olmak üzere
kendi içerisinde ikiye ayrılır.
• Ayrıca uygulamada çok karşılaşılan bir diğer pasif filtre türü de sistemde bulunan
kompanzasyon sistemine seri endüktans bağlamaktır.

20. Seri Endüktans Bağlamak
Bu yöntem harmonikleri önlemede en etkisiz yöntemlerden biridir. Ancak en ucuz
ve en kullanışlı olanıdır.

21. Harmonikler kondansatörlerin kapasitesinde değişmelere yol açmakta ve ömürlerini
azaltmaktadır. Bu etkileri azaltabilmenin en pratik ve en ekonomik yolu
kompanzasyon sistemine seri endüktans bağlamaktır. Böylece, harmonikli akımlara
karşı seri endüktans sayesinde yüksek empedans gösterilerek kompanzasyon
sistemine geçmesi önlenmekte ve bu seri endüktansla kompanzasyon sisteminin
kapasitansı bir filtre görevi görerek harmoniklerin etkinliğini azaltmaktadır.

22. Seri Pasif Filtreler
Seri filtreler, kaynak ile harmonik üreten eleman arasına seri olarak
bağlanan endüktans(L) elemanından oluşmaktadır. Seri bağlanan bu
empedans, XL=2.Π.f.L formülüne göre harmonik frekanslarına yüksek
empedans göstererek onların geçişlerini engeller. Seri filtreler belirli bir
frekans değerine ayarlandığı için sadece o ayarlı frekans bileşenine
yüksek empedans gösterir.

23. Paralel(Şönt) Pasif Filtreler
• Paralel (şönt) pasif filtreler, harmonik kaynağı ile şebeke arasına
kondansatör (C), endüktans(L) ve bazı durumlarda direnç(R)
elemanlarının paralel olarak bağlanmasından oluşan devrelerdir.
• Paralel pasif filtrelerde amaç yok edilmek istenen harmonik frekansı
için rezonansa gelecek L, C değerleri hesaplayarak bu devreyi güç
sistemine bağlamaktır.

25. Aktif Filtreleme
• Aktif güç filtreleri, güç sisteminde nonlineer yüklerin ürettiği harmoniklerle aynı
genlikte fakat ters fazda bir akımı güç sistemine enjekte ederek çalışır. Bunu
yapabilmek için, güç elektroniği anahtarlama elemanlarını ve sistemdeki
harmonikleri belirleyerek anahtarlama elemanını sürebilmek için çeşitli kontrol
düzenleri kullanır.
• Aktif güç filtreleri ile sisteme enjekte edilen akım, sistemdeki harmoniklerin
etkinliğini azaltır. Bu, nonlineer yüklerin şebekeden çekmek istediği
harmoniklerin aktif güç filtresi ile karşılanması anlamına gelir.
• Aktif filtreler, seri ve paralel aktif filtreler olmak üzere ikiye ayrılır.

26. Paralel Aktif Filtre
• Yükün çektiği harmonikli akımları tanımladıktan sonra bunlarla aynı genlikte fakat
ters fazdaki akımları sisteme enjekte eder.
• Paralel aktif filtre akım ile ilgili kompanzasyonları (reaktif güç kompanzasyonu,
akım dengesizlikleri) yapar.

27. Seri Aktif Filtre
• Seri aktif filtreler sisteme bir transformatör ile bağlanır. Seri aktif filtre ile gerilim
harmonikleri önlenir.
• Seri aktif filtre ile gerilime bağlı kompanzasyonlar (gerilim dengesizlikleri,
dalgalanmaları ve regülasyonu) gerçekleştirilir.

28. Aktif filtre ile Pasif filtrenin kıyaslanması