Elektrik şebekesinde lineer bir yük için sistemde kullanılan gerilim ve oluşan akımın dalga şekli sinus şeklindedir. Günümüzde kullanılan makinelerdeki sistemlerin (hız kontrol cihazları,kesintisiz güç kaynakları… vb.) yük karakteristiği lineer değildir. Bu sebeple sistemin kullandığı akım şekli bozulmaktadır. Örneğin birçok sanayi tesisinde kontrol sistemlerinde avantajları sebebiyle elektrik motorları motor sürücüler tarafından kontrol edilmektedir. Harmonikli akım ve gerilim, güç sistemlerinde gerilim dalga boyunun bozulma göstermesi anlamına gelmektedir. Günümüzde güç elektroniğinde yaşanan hız gösteren gelişmeler harmoniklerin artışın meydana gelmesine neden olmaktadır. Genel olarak doğrultucular ve frekans çeviricileri birer harmonik kaynağı olmaktadır. Harmoniklerin oluşma durumunda asıl neden, elektrik devrelerinde kullanılan lineer olmayan devre elemanlarıdır. Bu devre elemanlarında, gerilim ile akım arasında ilişki lineer olmadığından dolayı harmonikler oluşmuş olmaktadır. Deşarj ilkesine göre çalışan aydınlatma cihazlarının arkları, manyetik devrelerin aşırı doyması ya da güç elektroniğindeki gerilimin anahtarlanması lineer olmayan olaylar yer almaktadır.Elektronik teknolojisinde meydana gelen hızlı gelişme sayesinde harmonik ölçümleri basit bir şekilde yapılabilmektedir. Harmonik ölçümünde sabit pano montajlı veya portatif cihazlarla ölçüm yapılır.
Enerji kalite analizörleriyle yapılan ölçümlerde;
– Gerilim değerleri,
– Akım değerleri,
– Gerilim anomalileri (anlik gerilim düşmeleri ve yükselmeleri gibi)
– Akım, gerilim, güç maximum minumum değerleri
– Frekanstaki değişimler
– Akım ve gerilim dalga formundaki değişimler
– Aktif güç (P)
– Endüktif reaktif güç (Qi)
– Kapasitif reaktif güç (Qc)
– Görünen güç (S)
– Güç faktörü (PF)
– Toplam gerilim harmonik bozulma değeri (THDv)
– Toplam akım harmonik bozulma değeri (THDi)
– Ayrı ayrı gerilim harmonikleri (3.,5.,7. … 51. harmonik )
– Ayrı ayrı akım harmonikleri (3.,5.,7. … 51. harmonik )
– Enerji durumu… gibi veriler elde edilmektedir.
Alınan harmonik ölçümlerine örnek olarak aşağıda iki adet grafik gösterilmiştir. Ölçüm cihazlarından daha detaylı ölçümler alınmaktadır.
Harmoniklerin Zararları
Harmonikler besleme sistemlerinde ve cihazlar üzerinde problemler meydana getirir. Başlıca bu problemleri listelersek;
– Kompanzasyon kondansatörlerinin aşırı yüklenerek çok kısa sürede bozulması
– Nötr akımının artması
– Transformatörlerin ısınması, kayıpların artması
– Devre kesicilerde ve diğer kontrol sistemlerinde istenmeyen sebebi belirsiz açılmalar
– Kompanzasyon kademe sigortalarının açılması
– İletişim sistemlerinde parazitlerin oluşması
– Elektronik cihazlarda kart arızalarının meydana gelmesi
– Kontrol sistemlerinde beklenmeyen duruşlar ve arıza kodlarının oluşmasını sayabiliriz.
Tüm bu problemlerden korunmak için sisteminiz ile ilgili ölçüm ve analizler yapılmalıdır. Sistem komple olarak ele alınmalı ve buna uygun çözüm sunulmalıdır. Bu çözümler ;
– Pasif harmonik filtre uygulamaları
– Aktif harmonik filtre uygulamaları
– Harmonik kaynakları üzerinde çeşitli önlemler almak olarak sıralayabiliriz.
Başlıca harmonik üreten devre elemanları arasında jeneratörler, bilgisayarlar, kesintisiz güç kaynakları, elektrikli ulaşım sistemleri, frekans çeviriciler, statik dönüştürücüler, motor hız kontrol düzenleri, doğru akım ile enerji nakli, gittikçe yaygınlaşan elektrikli taşıtlar ve bunların akü şarj devreleri, ark fırınları, enerji tasarrufu için kullanılan ekipmanlar, kaynak makineleri ve doğru akım güç sistemleri gelmektedir. Tüketiciler açısından elektrik enerjisinin iyi kalitede olması çok önem taşımaktadır. Elektrikli cihazların çalışma durumu sırasında, harmonik üreten ve besleme geriliminde bir takım düzensizliklere sebep olan yükler özel bir önem taşımış olmaktadır. Enerji sistemlerinde harmoniklerin sebep olduğu gerilim ve akım dalga şekillerinin bozulması, birçok soruna neden açmış olmaktadır. Örnek verilecekse, gerilim düşümü fazla olur ve bu durum cihazlarda arızalar meydana getirir. Asenkron motorlarda ilave momentler oluşur ve bu durum aşırı ısınma meydana getirmiş olur. Kompanzasyon tesislerinde, aşırı yüklenme ve zorlanma yüzünden kondansatörler hasar görür. Harmonik bileşenler şebekede rezonans yapar ve bu durum aşırı gerilimler yaratır ve akımlar dolaşır. Kontrol ve koruma sistemlerinde sinyal hataları olmaya başlar. Harmonikler sonucunda akımlar artacağı için izolasyon malzemelerinde delinmeler meydana gelir. Bilgisayar cihazlarında hatalı çalışmalar olur. Sesli ve görüntülü iletişim araçlarında parazitler başlar. Ölçme cihazları hatalı sonuçlar gösterir. Enerji taşıma hatlarında dalgalanmalar oluşur. Makinalarda mekanik titreşimler olur.
Firmamız, elektriksel güvenlik muayeneleri çerçevesinde, voltaj harmonik ölçümlerini, ilgili yasal düzenlemelere, yerli ve yabancı kuruluşlar tarafından yayınlanan standartlara ve test yöntemlerine uygun şekilde gerçekleştirmektedir. Bu konuda firmamız, (TÜRCERT), TS EN ISO/IEC 17025 standardına uygun şekilde akredite olmuştur.
