Düşük gerilim reaktif güç kompanzasyon sisteminde reaktans oranı nasıl seçilir

5. ve 7. harmoniklerin amplifikasyonunu etkili bir şekilde bastırmak için piyasada farklı reaktans oranlarına (%5,5, %6 veya %7) sahip reaktif güç kompanzasyon sistemleri mevcuttur. Hangi sistem en iyi performansı sunar? Nasıl seçim yapılmalıdır?

Kondansatörlerin Reaktörlerle Seri Bağlanmasının Amacı

Güç elektroniği teknolojisinin hızlı gelişimi ve yarı iletken teknolojisinin olgunlaşması nedeniyle, endüstriyel uygulamalarda motorlar için değişken frekanslı sürücüler, kontrollü redresörler ve yük boyutuna göre çıkış gücünü ayarlayarak enerji tasarrufu ve tüketim azaltımı sağlayabilen kesintili kontrol ekipmanları sıklıkla kullanılmaktadır. Ancak bu tür yüklerin çalışma sırasındaki akım dalga formu doğrusal olmayan ve süreksizdir. Bu durumda reaktif güç kompanzasyonu olarak saf kondansatör kullanmak, paralel rezonans riski oluşturacaktır.

Saf kondansatör ile sistemin eşdeğer empedansı arasındaki paralel rezonansı önlemek için kondansatöre seri olarak bir reaktör bağlanır. Bu, kondansatörün sistem harmonik akımları açısından empedansını endüktif hale getirerek rezonans noktasını etkili bir şekilde önler ve sistem rezonansını engeller. Ayrıca, kondansatöre seri reaktör bağlanması ani akımı da azaltır ve bastırır.

Reaktif güç kompanzasyon seri reaktörlerinin temel amacı, sistem reaktif gücünü kompanze etmenin yanı sıra, sistem paralel rezonans noktalarından kaçınmak ve rezonans riskini önlemektir. %5,5, %6 veya %7 reaktör kullanımında temel hedef, 5. ve 7. harmoniklerin amplifikasyonunu önlemektir. Bu nedenle, üç reaktans oranı işlevsel olarak aynıdır. Ancak, farklı seri reaktans oranları nedeniyle harmonik absorpsiyon etkisinin farklı olduğu ve kondansatör terminallerindeki gerilim yükselmesinin de değiştiği unutulmamalıdır. Bu nedenle, %5,5 reaktans oranı kullanıldığında, reaktörün anma akımı dikkatlice değerlendirilmelidir çünkü ayar frekansı diğer iki orana göre 5. harmonik frekansına daha yakındır ve kondansatörün dayanma geriliminin de buna göre artırılması gerekir. %7 reaktans oranı kullanıldığında, kondansatörün anma gerilimi seçimine dikkat edilmelidir çünkü reaktör seri bağlandıktan sonra kondansatör terminallerindeki gerilim yükselmesi diğer iki orana göre daha fazladır. Üç reaktans oranının kapsamlı karşılaştırması Tablo 1’de gösterilmektedir.

Sistem harmonik akımı çok büyük olduğunda (genellikle 100A’den büyük), ayarlanmış filtre kondansatör-reaktör grubu bir güvenlik tehlikesi oluşturabilir ve harmonik azaltımı gerekli olabilir.