Harmonik Filtreler ve Şönt Reaktörler Nedir?
Harmonik Filtreler ve Şönt Reaktörler Nasıl Üretilir?
Harmonik Filtreler ve Şönt Reaktörler Neden Kullanılır?
Harmonik Filtreler ve Şönt Reaktörler Nerede Üretilmektedir?
Harmonik Filtreler ve Şönt Reaktörler Ne Zaman Kullanılır?
Harmonik Filtreler ve Şönt Reaktörler Kim Üretir?
2. Elektrik Mermer
BilMart
Doğalgaz
1990 yılında kurulan Federal Grup, alçak
gerilim otomasyon ve şalt malzeme,
doğalgaz sayacı, mermer ve imalat
sanayi sektörlerinde hizmet vermektedir.
Yapılan faaliyetler Federal markasını
2008 yılında Dünya’ da «Tanınmış
Marka» olarak tescillenmesini sağladı.
%100 Türk sermayesi ile kurulan tüm
grup firmaları üretimlerinin %45-50 sini
50’den fazla ülkeye ihraç etmektedir.
3. 1990 yılında kurulan Federal Elektrik, kısa
sürede büyüyerek Dünya’ nın önde gelen
Alçak Gerilim Şalt Cihazları üreticileri
arasında yerini aldı.
25. 000 m2 lik alanda yüzde yüz yerli
sermaye ile kurulu tesislerimizde 4000
ürün, 35.000 farklı parça üretimi
bulunmaktadır. Bünyesinde 400 den fazla
çalışanı bulunmaktadır.
4. 1998 yılında kurulan Federal Mermer, kısa
sürede büyüyerek 21.yy teknolojisi ve ISO 9001
Kalite Yönetim Standartları ile doğal taş
sektöründe aranan bir firma olmuştur.
10.000m2 kapalı alan olmak üzere toplamda
70.000 m2 alanda üretim yapmaktadır.
Bilecik’in Beyceköy ve Vezirhan beldesinde
bulunan iki fabrika ve mevcut ocakları
(Beyceköy-Beige, Kavacık-Lilium, Kuşça-Maya)
ile hizmet vermektedir. Bu ocaklardan çıkartılan
mermerler, Bilecik’teki yıllık 1 milyon m2
kapasiteli fabrikada istenilen her ebada uygun
ve blok olarak Asya, Orta Doğu, Avrupa ve Uzak
Doğu ülkelerine sunulmaktadır.
5. Lotus Beige, Lotus Cream, Lotus Rosalia,
Golden Rose, Maya Cream ve Lilium
Beige taşları ile dünya pazarına giren
Federal Mermer, bu taşları, blok, fayans,
ebatlı ürün ve plaka olarak işleyip,
müşterilerine cilalı / cilasız / honlu ve
eskitme seçenekleriyle sunmaktadır.
6. IHP (International High Power Test Laboratory) test laboratuvarı 2003 yılında Alçak
Gerilim Elektrik Malzemelerinin deneylerini yapmak üzere kurulmuştur. IEC 17025
standartlarına uygun olarak Alman akreditasyon kuruluşu DakkS tarafından 29.03.2005
tarihinde akredite edilmiştir. O tarihten itibaren gerek yurt içi gerekse yurt dışından
müşterilerine test hizmetleri sağlamış ve ülkemizdeki önemli bir açığı doldurmuştur. 2016
Nisan ayında TURKAK tarafından akredite edilmiştir.
Yapılan Testler:
Kızaran Tel Deneyi
Kısa devre Deneyleri
Kapama- Kesme Kapasite Deneyleri
Elektriksel Ömür Deneyi
Mekanik Ömür Deneyi
Sıcaklık Artış Deneyi
Dielektrik Deneyleri
Aşırı Akım Deneyleri
İzolasyon Direnci
İklim Deneyleri
Bağlantı Terminali Deneyleri
Çeşitli Mekanik Deneyler ( Bilye deneyi, mekanik
darbe deneyi v.b)
7. 2009 yılında Doğalgaz üretimine başlayan
firma, kısa bir süre içinde 2011 yılında Tip
test laboratuvarını bünyesine katmıştır.
Laboratuvarda; gaz dağıtım firmaları ve
test kuruluşlarına EN 1359 standardına
uygun, G4,G6,G10 sayaçlar için rutin
(kalibrasyon-doğrulama) ve tip test
ünitelerinin tasarım ve imalatını
yapmaktadır.
Kaliteyi her zaman ilk önceliğine koyan
Federal, test laboratuvarı yatırımını
yapan ilk firma olarak dışa bağımlılığın
önüne geçmiştir.
8. Bilmart; Makine ve imalat sektöründe faaliyet
göstermekte olup, 30,000’den fazla parça
üretmektedir. Eksantrik Pres, Hidrolik Pres,
Lazer Baskı, İnkjet Baskı, Tampon Baskı,
Serigrafi, Sert Lehimleme, Hamurhane,
Elektronik Dizgi, Plastik Enjeksiyon, BMC,
Kaplama, Talaşlı İmalat ,Kalıphane, Kompozit
Malzeme Üretimi ve Kaplama Proseslerini
bünyesinde bulundurmaktadır. Geliştirmiş
olduğu ERP yazılımı ve Entegre Barkot Sistemi
ile tüm prosesler, kontrol noktaları ve stoklar,
bilgisayar ile uzaktan takip edilebilme
opsiyonuna sahiptir.
11. Üretilen Tüm ürünler ISO 9001: 2015, ISO14001
Yurt içinde ve yurt dışında 100’ e yakın marka , 1O'a yakın patent ve 200'e yakın
tasarım tesciline sahiptir.
12. Ar-Ge bünyesinde 30' a yakın TÜBİTAK projesi , onaylanarak hayata geçmiştir. 2018 yılında
4 ayrı TÜBİTAK projesi kapsamında
"Başarı Belgesi "
ve Bakanlık tarafından da
"Teknolojik Ürün Deneyim Belgesi"
alınmıştır. Geçmiş deneyimleri ve alınan başarılı projelerin oluşturduğu kültür ile Federal
Elektrik, Bilim Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı tarafından Türkiye ' de 910. Ar-Ge Merkezi
olarak tescil edilmiştir.
17. Farklı frekanstaki gerilim harmonikleri, artan frekansla birlikte kondansatörlerden daha
yüksek akım geçmesine sebep olur. Geçen bu akım, gerilimin daha fazla bozulmasına
yol açar. Bu etkiyi azaltmak için harmonik filtreler kullanılır. Bu filtreler sistemde
kondansatöre seri bağlanır.
• Monofaze (0,5 kVAr ‘ dan 10 kVAr ‘ a güç)
• Trifaze (1 kVAr ‘ dan 125 kVAr ‘ a güç)
• Kondansatör gerilimi 250 – 440 – 480 – 525 V
• İstenilen rezonans frekansına göre üretim
• Bakır ya da alüminyum sargı
Harmonik filtreler, sistemi harmoniklere karşı korumaktadır. Genellikle kompanzasyon
uygulamalarında kullanılmaktadır. Kondansatörlerin önüne seri bağlanarak kondansatörleri
harmoniklerin olumsuz etkilerine karşı korurlar.
18. Harmonik
Elektrik tesislerinde ideal olan şebeke geriliminin ve çekilen akımın sinüsoidal formda
olmasıdır. Fakat şebeke gerilimi sinüsoidal olmasına rağmen, yüklerin nonlineer özellikte
olmasından dolayı ( ki bu yükler güç elektroniği düzenleri ark fırınları vb. dir) çekilen
akımda nonlineerdir.
Bundan dolayı çekilen gerilimin dalga şeklide sinüsoidal
değildir. Sinüsoidal özelliğini kaybeden ancak zamana göre
periyodik olarak yinelenen gerilim ve akım dalga şekli, temel
frekansın (50 Hz) katları şeklinde sistemde var olur. Oluşan,
temel frekansların katları şeklindeki akım ve gerilimler temel
frekans akım ve gerilimleri ile bileşke meydana getirerek sistem
akım ve gerilimlerini oluştururlar. Artık bu bileşke sistem akım ve gerilimi sinüs formunda
değildir biz buna HARMONİK diyoruz.
19. Elektrik sistemlerinde nonlineer özellikte olan yüklerin meydana getirdiği bu
harmonikler, endüstriyel sistemlerde ciddi arıza ve sıkıntılara yol açabilmektedir. Bu
harmonik dalgalanmayı arttıran, endüstriyel sistemlerde bulunan bazı cihazlar :
• Motor yol vericileri
• Güç kaynakları
• Motor sürücüleri
• Hız kontrol cihazları
• Bilgisayarlar
• Elektronik aydınlatmalar
• Kaynak makineleri
• Redresörler
• Güç elektroniği dönüştürücüleri vb.
20. Bu cihazların oluşturabilecekleri harmoniklerin yol açtığı bazı sorunlar :
• Gerilim yükselmeleri
• Elektromekanik cihazlarda ve kablolarda aşırı ısınma
• Makinelerde (motorlarda) mekanik titreşimler (vibrasyon)
• Ateşleme devrelerinin anormal çalışması
• Yüksek gerilim sebebiyle kablolarda delinmeler
• Elektronik kart, bilgisayar ve cihaz arızalanmaları
• Kondansatörlerde güç kayıpları ve delinmeler
• Kompanzasyon sisteminde yer alan sigorta ve kesicilerde açmalar
• Elektrik sisteminde enerji kayıpları vb. olarak sıralanabilir.
Harmonikler nedeniyle endüstriyel tesislerde meydana gelen bu tip arızaların önüne
geçebilmek için, tesisin sahip olduğu kompanzasyon sisteminde yer alan kondansatörlere
seri olarak harmonik filtreler bağlanmaktadır.
21. Gerilim bozulmalarında, farklı frekanstaki gerilim harmonikleri, artan frekanslar birlikte
kondansatörlerden daha yüksek akım geçmesine sebep olur. Geçen bu akım gerilimin
daha fazla bozulmasına sebep olur. Böylece bu sistem üzerinde bir kısır döngü
oluşturur. Yüksek harmonikler içeren akımlar, kondansatör gerilimini daha da bozarak
güç kalitesinin düşmesine ve tehlikeli akım çekilmesine neden olur. Bu etkiyi azaltmak
için frekans arttığında direnci de artan harmonik filtreler tasarlanır. Bu filtreler
sistemde kondansatöre seri olarak bağlanmaktadır. Böylece artan frekansta daha da
direnci artan filtreler, kondansatörlere temel frekanstan daha yüksek değerdeki
frekanslara zorluk çıkararak kondansatöre ulaşılmasında zorluk çıkarır. Böylece
kondansatörlerin yüksek akım çekmesine engel olunur.
Bizim imalatımız ve konumuz olan Pasif filtreler, kaynak ile alıcı arasına konulan ve
temel frekans dışındaki bileşenleri yok etmesi istenen seri bağlı endüktans, dirençten
oluşan devre elemanlarıdır.
23. Harmonik bozulmaları düzeltmek amacıyla kurulacak olan filtreli kompanzasyon
sistemlerinde filtre ve kondansatör seçimi önem arz etmektedir. Harmonik filtrelerin
tasarımı rezonans frekansı (uygulamalarda kullanılan kabul görmüş, çoğunlukla 134,
189, 210 Hz), kondansatör gücü ve kondansatör gerilimi gibi faktörlere göre
yapılmaktadır.
Harmonik filtre seçilirken öncelikle sistemin çektiği harmonik akımların karakteristiği
incelenmelidir. Genelde 3-5-7 inci harmonikler sistemde görülmektedir. Temel
frekansın katları olan bu harmonik frekanslardan olmayan ara değerlerde filtre frekansı
seçilerek imal edilirler. Böylece sistemin rezonansa girmesi engellemiş olur.
Harmonik filtrelerden şebeke voltajına göre daha yüksek değerde gerilim çıkmaktadır.
Özellikle OSB (Organize Sanayi Bölgesi)’ lerde gece boyunca gerilim değerinin
normalden daha yüksek seviyelerde olduğunu göz önünde bulundurarak sisteme
takılacak kondansatörlerin gerilim değerlerinin yüksek olmasına dikkat edilmelidir.
24. Harmonik filtrelere takılması gereken gerilim ve güç değerlerinden farklı değerde
kondansatörler bağlanıldığında sistemin rezonans frekansının sapacağı ve
performansın düşeceği unutulmamalıdır. Bu nedenle kondansatörlerin güç ve gerilim
değerlerine göre tasarlanmış filtreler kullanılmalıdır.
Harmonik filtreler pano içinde sıcaklık artışına neden olmaktadır. Bu nedenle panoların
yeterli miktarda hava akışını sağlayacak şekilde yapılmasına dikkat edilmelidir.
Harmonik filtreli kompanzasyon sistemlerinde nihai güç, kondansatör güç değerlerinin
toplamından farklı olacaktır. Bu nedenle eksik kompanzasyon yapmamak için güç
hesabı yaparken harmonik filtreler de hesaba katılmalıdır.
25. Filtrasyon uygulamasında endüktans bobini nedeni ile kondansatör üzerinde bir gerilim
artışı meydana gelir. Kondansatör etiketlerindeki gerilim değerlerinden daha düşük bir
gerilimdeki şebekede kullanılırsa kondansatörlerden elde edilecek reaktif güç
gerilimlerin karesine oranlı olarak azalır. Bu nedenle kondansatörün nominal gerilimi
arttıkça, 400 V’luk şebekedeki etkin kondansatör gücü değiştirilemeyeceğinden,
nominal kompanzasyon gücü dolayısıyla da sistemin maliyeti artmaktadır. Çünkü 440
V’lik bir kondansatör 420 V ‘de etiket gücünü devreye veremez ve buda eksik
kompanzasyona yol açacaktır.
Uc = Un / (1-p)
Un : Şebeke gerilimi
Uc : Kondansatör uçlarındaki gerilim
P : Reaktör faktörü
26. Kompanzasyon empedans denkleminde frekansın artışı ile birlikte kondansatör
empedansının da düştüğü görülmektedir. Bu durumda akım düşük empedansa
akacağından dolayı kondansatör üzerindeki toplam akım, nominal bileşen akımı ve
harmonik akımı toplamına eşit olacaktır. Kondansatör üzerine harmonik akımıda
aktığından istenmeyen bir durum oluşacaktır.
Toplam Akım = Nominal Bileşen Akımı + Harmonik Bileşen Akımı
Kondansatör Empedansı
27. Harmonik bileşen akımını azaltmak için kondansatörün bağlandığı kol empedansını
yükseltmemiz gerekmektedir. Buda aşağıdaki formülde görüldüğü üzere yüksek
frekanslarda yüksek empedans gösteren bobini, kondansatöre seri olarak bağlamak ile
mümkün olacaktır.
Bu sayede toplam empedans, kondansatör ve bobin empedansı toplamına eşit olacak
ve bu kol üzerine akan harmonik akımı en düşük seviyeye indirilecektir.
Bobin Empedansı
Toplam Eşdeğer Empedans
28. Harmonik filtre kullanımının avantajları
• Nonlineer yüklerin olduğu sistemlerde harmonik akım ve gerilim değerlerinin
yükselmesini engeller.
• Kondansatör üzerine akan harmonik akımını sınırlandırır. Bu sayede ısı ve yüksek
akım stresini engeller ve kondansatörlerin daha uzun işletme ömürlerine sahip
olmasını sağlar.
• Transformatör, baralar, kablolar, şalt malzemeler, koruma ekipmanları üzerindeki
aşırı akım ve ısınma problemlerini ortadan kaldırır.
29. Genel Özellikler
• Filtre gücüne göre çıkışta klemens ya da bara bağlantısı
• Üç veya bir fazlı üretim
• Demir nüveli, hava aralıklı tasarım
• Termo kontakla ısı koruması
• Bakır ya da alüminyum sargı
• CE belgesi
• İstenilen rezonans frekansına göre üretim
• İsteğe uygun doyma akımı
• IP00 koruma derecesi
• F sınıfı izolasyon
30. Şönt reaktörler, diğer adıyla Endüktif Yük Reaktörleri, kapasitif yüklerin çok fazla
olduğu işletmelerde, kapasitif enerjinin azaltılmasını / yok edilmesini sağlayan
kompanzasyon elemanlarıdır. Bir diğer kullanım zorunluluğu uzun iletim hatlarının
kapasitif etkisini yok etme amacıdır.
• Monofaze (0,1 kVAr ‘ dan 10 kVAr ‘ a güç)
• Trifaze (0,5 kVAr ‘ dan 50 kVAr ‘ a güç)
• Kademeli 0,25-0,5-0,75 / 0,25-0,5-0,75-1/ 0,5-1- 1,5
• Bakır ya da alüminyum sargı
Kapasitif yüklere kondansatörler, UPS ler, fluoresant labma balastları (elektronik balastlar)
örnek verilebilir. Bu yükler genelde, hastane, otel, iş merkezleri gibi toplu yaşam
merkezlerinde aydınlatmanın fazla olduğu yerlerde çokça bulunmaktadır.
31. Günümüzde şebekelerden çekilen enerjinin karakteristiği değişmeye başlamıştır. Kısa
zaman önce şebekeden endüktif karakteristiğe sahip reaktif güç daha fazla
çekilmekteydi. Ancak güç elektroniği aygıtlarının ve elektronik komponentlerinin
tesislerde kullanılmaya başlanması ile şebekeden çekilen yükün özelliği de değişmeye
başlamıştır.
Bu durumda şebekeden endüktif yük çeken reaktörlerinde kompanzasyon tesislerinde
kullanılma zorunluluğu doğmuştur. Bu reaktörlerin bir diğer kullanım zorunluluğu uzun
iletim hatlarının kondansatör etkisini yok etme amacıdır.
Harmonik filtre ve reaktörlerde, demir ve bakır kayıpları oluşacağından pano içerisinde
doğru bir havalandırma ile oluşan ısının çıkarılması büyük önem taşımaktadır.
32. Kompanzasyon sistemi elemanlarından olan Şönt
reaktörler, sistemdeki kapasitif etkiyi yok etmek için
yandaki devre şemasında görüldüğü gibi sisteme
paralel olarak bağlanmaktadır.
Şönt reaktörler, sisteme herhangi bir noktadan
bağlanabilir. Bu konuda herhangi bir zorunluluk
olmamasına rağmen bu bağlantının doğru bir bağlantı
olduğu söylenememektedir. Şönt reaktörler, endüktif
reaktif enerjinin yanında düşük miktarlarda (yaklaşık
%3-5 arasında) aktif enerji de tüketirler ve bu
sebepten dolayı, sistemde bu reaktörlere ihtiyaç
olmadığı durumlarda sistemden ayrılması
gerekmektedir. Kompanzasyon sisteminde yer alan
reaktif güç röleleri bu görevi üstlenmektedir. Reaktif
güç röleleri gerek olmaması durumunda şönt
reaktörleri devre dışı bırakarak, hem
kompanzasyonun daha sağlıklı olmasını hem de enerji
tasarrufunu sağlamaktadır.
33. Genel Özellikler
• Reaktör gücüne göre çıkışta klemens ya da bara bağlantısı
• Üç veya bir fazlı üretim
• Demir nüveli, hava aralıklı tasarım
• Termo kontakla ısı koruması
• Bakır ya da alüminyum sargı
• IP00 koruma derecesi
• F sınıfı izolasyon
34. • Monofaze
Motor gücü (0.37- 4 kW)
Gerilim 230 V
Akım 4-30 A
Endüktans 1-8 mH
• Trifaze
Motor gücü (0.37- 160kW)
Gerilim 400 V
Akım 1.5-320 A
Endüktans 0.09-20 mH
• Hat ve motor giriş reaktörleri genel olarak motor hız kontrol cihazları, inverterler ve
UPS sistemleri gibi üç fazlı cihazların giriş ve/veya çıkış terminallerine seri olarak
bağlanmaktadır.
• Başlangıç akımının sınırlanması
• Motor gürültüsünün azaltılması
• Harmonik bozuklukların azaltılması
• Motor ısınmasının azaltılması
• Anahtarlama gerilimlerinin azaltılması
35. Güç elektroniği sistemleri ile (motor sürücüleri, UPS, çeviriciler) çalışan cihazların
girişlerine seri olarak bağlanır. Bilindiği üzere bu cihazlar anahtarlama alanlarında
şebekenin sinüs eğrisinde bozulmalar meydana getirirler. Üretilen bu harmonikler bağlı
oldukları cihazları olumsuz yönde etkilerler.
Hat reaktörleri, motor sürücülerinin, çeviricilerin vb. cihazların, meydana getirdiği
harmonik akımların, çeşitli nedenlerle oluşan pik akımların ve yol verme sonunda
ortaya çıkan demaraj akımlarının sınırlandırılmasında kullanılırlar.
Hat reaktörleri temel frekansta, %4 gerilim düşümü sağlayacak şekilde tasarlanırlar
(İstek üzerine farklı gerilim düşümleri sağlanabilir). Reaktörlerin kullanılması
sonucunda üretilen harmonik akımları azaltılır, demeraj akımları ve pik akımları
sınırlandırılır. Motor sürücülerinin, eviricilerin ısınmaları önlenir ve ömürleri
uzamaktadır. Şebekeye verilen harmonik akım minimize edilerek sistem korunmaktadır.
Böylelikle motorların korunmasında kullanılan yüksek akımlı sigorta seçimi ortadan
kalkmış olacaktır.
36. Harmonik filtre ve hat filtresinin her ikisi de elektrik gürültüsünü (harmonikleri)
sönümlemek için kullanılmaktadır.
Aradaki fark, harmonik filtre, düşük frekanslardaki gürültüyü ( 150,250,350 Hz
gibi) azaltmak için kullanılırken, hat reaktörleri 3kHz e kadar olan gürültülerin
azaltılması için kullanılmaktadır.
