İletim Hatlarında Reaktif Güç Dengesi: Alternatif akım iletim hatlarındaki gerilim; kapasitif yüklenme ve hat yükü olmak üzere 2 ana nedenden etkilenir. Kapasitif yüklenme; aynı zamanda reaktif güç üretimi olarak da geçer ve hattın geometrisi ile gerilimine bağladır. (İletim hattı iletken görevi, hava ise yalıtkan görevi gördüğü için bir kapasitif güç meydana gelir.)
Hat yükünde; üretilen ve tüketilen reaktif güç birbirine eşit olmalıdır. Üretilen, tüketilenden fazla olduğu takdirde hatta gerilim yükselmesi meydana gelir. Bu da oldukça tehlikeli bir durumdur. Bu tür reaktif güç dengesini sağlayıp, gerilim dalgalanmalarını önlemek için; senkron generatör, şönt kapasitör, şönt reaktör, statik Var kompansatörü gibi bir çok düzenleme cihazı kullanılır.
Şönt Reaktör Nedir?
Şönt reaktörler, elektrik havai hatlarında meydana gelen kapasitif gücü kompanze eden endüktif yüklerdir. Havai hatta, doğrudan ya da kesiciler ile bağlanabilirler. Endüktif yük üreterek, hattın oluşturduğu kapasitif reaktif gücü tüketirler ve denge sağlarlar. Şebekedeki kapasitif yükler şebekeye enerji verirken, şönt reaktör şebekeden enerji çeker; kapasitif yükler enerji çekerken ise, şönt reaktörler şebekeye enerji verir. Ayrıca, şebekedeki güç durumuna göre kesici ile devreye alınıp, çıkartılabilirler. Şebekeye de paralel bağlanırlar.
Şönt reaktörlerde tek bir sargı bulunmaktadır. Bu yüzden birincil sargının magnetomotive kuvveti (MMF) ikaz magnetomotive kuvvetine eşittir. Sargı dirençleri, girdap akımı ve histerezis kayıpları uygun tasarım yöntemleri ile minimize edilmeye çalışılır. Genel olarak, hava boşluklu demir çekirdek (nüve) kullanılır. Demir çekirdek; ince tabakalı, özel kaplamalı çelik levhaların birleştirilmesi ile oluşturulmuştur. Sargıları ise tıpkı transformatörlerde olduğu gibi, bakır iletkenlerden oluşmaktadır. İletkenler ise kağıt yalıtımlıdır.
Genellikle 5-bacaklı çekirdek tip olan şönt reaktörler kullanılır. Böylelikle 3 fazın her biri manyetik olarak bağımsız olur. Bunlara mahfazalı tip de denmektedir (Shell type). 3-bacaklı çekirdek tasarımı da mevcuttur. Bu tip de fazlar arasında manyetik bağlanma meydana gelir (core type).
Şönt reaktörler genellikle yüksek gerilim hatlarının iki bitiş noktasına yerleştirilir ve nominal hat geriliminin aşılması durumları göz önünde bulundurularak güç seçimi yapılır. İki bitiş noktasına yerleştirilmelerinin sebebi ise; hangi uçta enerji olup olmadığı konusunda belirsizlikler yaşanmasıdır.
Şönt Reaktörün Bazı Özellikleri:
- Soğutma: Şönt reaktörlerde soğutma sistemi olarak ONAN (Oil Natural Air Natural) sistemi yeterli olabilmektedir.
- Çeşitleri: Kuru ve yağlı tip olmak üzere 2 tip şönt reaktör bulunmaktadır. Kuru tipte hava çekirdeği kullanılır. Bakımı kolaydır ve daha az kayba sahiptir. Ancak, düşük güçteki reaktörlerde kullanılırlar (34.5kV gerilime kadar). Yağlı tipte ise; demir çekirdek yağın içindedir. Kayıpları kuru tipe göre fazladır ama yüksek güçteki reaktörlerde kullanılırlar.
- Koruma ve Ölçümleri: Yağ tankının basıncını kontrol etmek için, basınç emniyet valfi kullanılır. Buchholz rölesi ile yağ sıcaklığı kontrol edilir. Silikajel ile reaktörün içindeki nem kontrol edilir ve gözlenir. Ayrıca, sargı sıcaklıkları ve yağ sıcaklıkları da sensörler yardımı ile ölçülebilmektedir.
Tek faz veya 3 faz şönt reaktör seçiminde maliyet ve risk analizi yapılır. Aynı sistemde kullanmak üzere alınacak 3 fazlı şönt reaktör ile 3 adet tek fazlı reaktörü kıyaslarsak; 3 fazlı olanın güç kayıpları diğerine daha az olacaktır ve maliyet açısından daha düşük fiyatlara gelecektir. Öte yandan yedek olarak alınacak bir tek fazlı reaktör, yedek olarak alınacak 3 fazlı reaktöre göre ekonomik açıdan daha mantıklı olacaktır.
Enerji Sistemlerinde Kapasitif-Reaktif Etki Oluşmasının Başlıca Nedenleri:
1. Şehir merkezleri dışına kurulmuş TV- radyo vericileri ve radyo baz istasyonları gibi çok uzun enerji kabloları ile beslenen sistemlerde, yük kapasitesinin düşük olması nedeniyle besleme kablolarının oluşturduğu kapasitif etki sistemin aşırı kompanze edilmesine neden olmaktadır.
2. Enerji nakil hatlarında ve genel enerji dağıtım sistemlerinde de benzer kapasitif etki oluşmaktadır.
3. UPS ve benzeri gibi kondansatör içeren elektronik cihazların fazla sayıda kullanılması veya tesise aşırı kompanzasyon yapılmış olması sonucunda da sistemde kapasitif-reaktif enerji artışı olmaktadır.
Enerji Sistemlerinde Oluşan Kapasitif-Reaktif Enerjinin Neden Olduğu Başlıca Sorunlar:
1. Reaktif enerji ceza bedeli ödenmesine neden olur,
2. Enerji sisteminin, sisteme bağlı bulunan araç-gereç ve makinelerin verimini ve ömrünü azaltır,
3. Sisteme daha az aktif enerji gücü akışına neden olur,
4. Enerji sisteminde istenmeyen bakım ve onarım masraflarına neden olur.
Bu problemleri ortadan kaldırmak için sisteme paralel olarak şönt reaktör bağlamak gerekmektedir. Şönt reaktörler endüktif yük oluşturarak istenmeyen kapasitif etkiyi sönümlendirir ve bu sayede yukarıda yazılı olan problemler ortadan kaldırılmış olur.
Şönt reaktörler kompanzasyon sistemlerinin dışında, elektrik test sistemleri ve laboratuarlarda endüktif yük olarak da kullanılmaktadır. Standart değerlerde ürettiğimiz şönt reaktörleri, kompanzasyon yapılacak tesisin ihtiyaçlarına yönelik olarak farklı gerilim ve güç değerlerinde de üretmekteyiz. Harmonik bozunumları yüksek seviyelerde olan endüstriyel tesislere kaliteli bir kompanzasyon sistemi kurabilmek için harmonik analiz raporu ve her bir fazın reaktif yük değerlerinin bildirilmesi gereklidir.
