indiriniz.com » Harmonik

Rezonans önleme ve Harmonik filtre reaktörleri

admin — Sat, 28 Mar 2009 20:24:52 +0000

Kondansatörlerde rözenansı önlemek üzere yapılan reaktörler

Kaynak: Alce

Harmonik Nedir

admin — Sat, 28 Mar 2009 16:25:54 +0000

Güç sistemlerinde ideal koşullarda alternatif akımın dalga biçimi sinüs eğrisi şeklinde olmalıdır, fakat pratikte bu tür eğri şekli ile çalışmak pek mümkün olmamaktadır.

Şekil-1’de görüldüğü gibi eğride bir takım bozulmalar oluşmaktadır.

Şekil-1

Sinüsoidal şekildeki bu bozulmalar istenilen bir durum değildir. Bu tür işaretlerle çalışan elemanlarda ya da yüklerde fazladan güç kaybı (distorsiyon gücü) ve arızalar meydana gelir. Bu durum alternatif akımın kullanıldığı ilk günlerden bu yana varolmuştur. Bilim adamları sinüsoidal şekildeki bozulmaları belirli sınırlar içinde tutmak veya tamamen yok etmek için çözümler aramışlardır.

Şekil-2

Fransız fizikçisi ve matematikçisi Joseph Fourier 1882 yılında çözüm olabilecek bir teori geliştirmiştir. Teoriyi sadece alternatif akım için kısaca ele alacak olursak, sinüsoidal şekildeki bozulmanın sebebi, ana frekansın tam katları olan frekanslara sahip sinüsoidal bileşenlerdir. Bu bileşenlerin her birine harmonik denir. Sinüs eğrisindeki harmoniklerin sebebi, güç sistemlerinde farklı amaçlarla kullanılan bazı cihaz ve devrelerdir. Harmonik oluşturan kaynaklar bölüm 2’de detaylı olarak incelenecektir.

Harmonik oluşmasına sebep olan cihazlar

admin — Sat, 28 Mar 2009 16:24:12 +0000

Doğrusal olmayan yükler olarak adlandırılan yükler harmonik oluşlmasına sebep olurlar:

elektronik hız kontrol cihazları
ark fırınları
tristör kontrollü doğrultucular (redresörler)
kaynak makinaları
statik konvertörler (UPS)
floresan lambalar, v.b.

Endüstriyel Şebekelerde harmonikler

admin — Sat, 28 Mar 2009 16:22:23 +0000

Günümüzde endüstriyel sektörde güç elektroniği devreleri içeren elektrik cihazlarının
kullanımı hızla artmaktadır. Bu cihazlar akımın dalga Şeklinin bozulmasına dolayısıyla

harmoniklerin üretilmesine yol açarlar ve elektrik Şebekesini kirletirler.

Harmonik dalga oluşlumu

admin — Sat, 28 Mar 2009 16:20:26 +0000

Herhangi bir dalga şekline sahip “f” frekanslı periyodik bir sinyal, aşağıdaki
bileşenlerin toplamından oluşur :

f frekanslı sinüzoidal bileşen; temel harmonik (h1)
frekansları, temel harmonik frekansının katları olan sinuzoidal bileşenler;

harmonikler (hn).
Örnek
3. Harmonik oluşumu
y(t) = h1(t) + h3(t)

Harmonik Yük çeşitleri

admin — Sat, 28 Mar 2009 16:18:02 +0000

Elektrik sistemlerindeki yükleri, doğrusal ve doğrusal olmayan yükler olarak 2 farklı grupta
toplayabiliriz. şebekedeki harmonik kirlilik, sistemdeki doğrusal olmayan yüklerden

Harmonik Yük çeşitleri

Harmonik Yük çeşitleri

Elektrik sistemlerindeki yükleri, doğrusal ve doğrusal olmayan yükler olarak 2 farklı grupta
toplayabiliriz. şebekedeki harmonik kirlilik, sistemdeki doğrusal olmayan yüklerden
kaynaklanır. Doğrusal olan ve olmayan yükleri akım ve gerilime bağlı olarak tanımlamak
gerekirse;
doğrusal yükler, akım dalga şekli, besleme gerilimi dalga şekli ile aynı formda olan
yüklerdir: dirençler, endüktanslar ve kondansatörler. Harmonik üretmezler.
(Bkz. şekil -1)

doğrusal olmayan yükler, akım dalga şekli, besleme gerilimi dalga şeklinden farklı olan
yüklerdir; elektronik hız kontrol cihazları, ark fırınları, tristör kontrollü doğrultucular
(redresörler), kaynak makinaları, statik konvertörler (UPS), floresan lambalar vb… cihazlar.
(Bkz. şekil – 2)

Harmonik Sıralama

admin — Sat, 28 Mar 2009 16:16:20 +0000

Simetrik 3 fazlı güç sistemleri genellikle tek sıralı harmoniklerden oluşur;
3, 5, 7, 9,…n. Bu sayılar harmoniklerin sıralamasını belirler. Harmonik sıralama (n), bir

harmonik dalganın frekansını belirleyen çarpandır. Harmonik bileşenlerin frekansları,
temel harmonik frekansının katları şeklindedir.
Örnek: Temel harmonik frekansı 50 Hz olduğunda, harmonik sıralaması n:5 olan dalganın
frekansı :
5 x 50 = 250 Hz.’dir.
Harmonik sırası yükseldikçe genlik değeri düşer.

Toplam Harmonik Bozulma

admin — Sat, 28 Mar 2009 16:13:11 +0000

Toplam harmonik bozulma (THD) akım ve gerilim dalgalarındaki bozulmayı ifade eden bir göstergedir.

THD harmoniklerin efektif değerlerinin temel harmoniğin efektif değerine oranı şeklinde
hesaplanır.

Harmoniklerin Etkileri

admin — Sat, 28 Mar 2009 16:08:07 +0000

Sistemde harmoniklerin oluşmasıyla birlikte efektif akım değeri de artar.

Artan akım ile birlikte sistemdeki kablolarda , transformatör sargılarında ve elektrik
makinaları sargılarında ısınma gözlenir.
Transformatörlerde efektif akım değeriyle değişen bakır kayıplarında ( P Cu = Ieff2 x R )
ve frekans değerine bağlı olarak değişen, Hysteresis (P hysteresis = K1 x f ) ve Foucault

(P foucault = K2 x f2) kayıplarının toplamından oluşan, demir kayıplarında artış görülür.
Elektrik makinalarında kayıpların artmasıyla birlikte çıkış değerlerinde düşme ve sonucunda
verimlilikte azalma gözlenir. Sargıların ısınmasıyla birlikte aynı zamanda malzeme tahribata
uğrar ve servis ömrü kısalır.
Üçüncü harmoniğin varolduğu tesislerde nötr iletkeni üzerinden 3xIh3 kadar harmonik
akım akar. Bu nedenle, nötr iletleni ya da barası kesiti faz iletkeni ya da barası kesitinin
1,7 katı seçilmelidir.

Harmoniklerin kondansatörler üzerindeki etkileri

admin — Sat, 28 Mar 2009 16:06:31 +0000

Harmoniklerin kondansatörler üzerindeki etkileri

Harmoniklerin kondansatörler üzerindeki etkileri
Kondansatörler şebekedeki harmoniklerden en çok etkilenen elemanlardır. Kondansatörün
kapasitif direnci frekans arttıkça azalır.

(Bkz. şekil – 3)

Pratikte bunun anlamı ise küçük bir harmonik gerilimin varlığı, kondansatörün büyük bir
akım çekerek aşırı yüklenmesine ve sonucunda sistemde var olan harmoniklerin genliklerinin
artmasıdır.