Değerli Danfos Dostları

Bildiğiniz üzere,Danfos Drives motor hız kontrol cihazlarının yanı sıra, soft-starler, pozisyonlama-hareket kontrolörleri,çeşitli sinüs- dv/dt filtreleri ve harici harmonik filtreleri de üretip dünya pazarına sunmaktadır.

Büyüyen hacmimiz, müşterilerimizin ve sizleirnde istekleri doğrultusunda, sürücü harici ürünlerinde satış ve servislerine 2009 yılı itibarı ile odaklanmaya başladık.

Ayrıca tarafımızda bu ürünler ilew ilgili eğitimler de verilmeye başlanmıştır.Özellikle, Güç opsiyonları olarak adlandırdığımız filtre uygulamaları teorik ve pratik alanda uzmanlık gerektirmektedir.

Danfoss Drives 2010 yılı içerisinde LHD(Low Harmonic Filter - Gelişmiş Harmonik Filtre) opsiyonunu pazara sürcektir. Buradaki amaç;sürücü çalışmasının doğal bir sonucu olarak oluşan harmonik bozulmanın minimuma indirgenmesidir.

Bunun yanı sıra AHF005/010(advence HarmonicFİlter - Gelişmiş Harmonik Fİltre) ve AAF004 (Active Harmonic Filter - Aktif Harmonik Filtre)ürünlerinin satoş adetlerini Arttırmayı planlamaktadır.

Dolayısı ile elimizde harmonik bastırmaya yönelik ürünlerin, müşteriye bir çözüm olarak sunulabilmesi için öncelikle harmonik konusunun temellerinin bilinmesi gerektiğine inanıyoruz.

Bu konudaki bilgilerimizin pekişmesi adına hazırlamış olduğum Harmonik nedir? çalışmamı bilgilerinize sunuyorum.

Bu çalışma harmonikler, etkileri vw çözümleri hakkıınd, herkesçe anlaşılabilecek temel bilgiler içermektedir.Arzu eden teknik arkadaşlarımıza, daha detaylı blgiler de gönderebilir.

Harmonik nedir? çalışmasının tüm Danfoss Dostları için faydalı olmasını diler, işlerinizde başarılar dilerim.

HARMONİK NEDİR?

Bir elektrik sistemindeki, doğrusal olmayan(non-lineer)yüklerin sayesinde, temel frekansın (Türkiye de 50Hz) katları olan frekansın oluşan, sinüs dalga formunu bozan akım ve gerilimlerdir.
Harmonikler aynı zamanda doğrusal olmayan yüklerin ürettiği düşük frekanslı bozucu etkiler olarakta bilinir.
   2. Doğrusal olmayan (non-lineer)yükler nelerdir?

Elektrik sistemlerinde rezistif, endüktif ve kapasitif öğelerin ve bunların oluşturduğu doğrusal devrelerin cevabı sinüs formatında olmaktadır.Oysa girişlerinde diyot, tristör gibi belli koşullar altında iletime geçen yarı iletkenlerin oluşturduu doğrusal olmayan(non-lineer) devrelerin cevabı ise, farklı faz be genlikte olan sinüs formlarının toplamında oluşan, orjinal  şekli bozulmuş sinüz formatında olur.

Aşağıda doğrusal olmayan yüklerden bazıları belirtilmiştir.

            *Kesintisiz Güç kaynakları
            *Yoğun bilgi işlem yükleri
            *AC/DC motor hzı kontrol cihazları
            *Doğrultucular
            *Tristör kontrollü devreler
            *Ark ocakları
            *Kaynak Makinaları
            *Satürasyon(Doyma)bölegesinde çalışan transformatörler
            *Aşşırı yükle çalıştırılan transformatörler

3. Sistemimizde harmonik olup olup olmadığını nasıl anlarız?

Eğer elekrik sisteminde 2.maddede belirtilen yüklerden var ise, mutlaka harmonikler vardır.Harmonik tespititnin doğru yolu, uygun ölçüm cihazları, yetişmiş personel ve uygun şekilde ölçüm yapılarak harmoniklerin tespit edilmesidir.

Ölçümler esas olarak PCC(Point od Common - ortak ikili nokta ) denilen Transformatürün sekonder / AG ucunun bağlandığı barada yapılmalıdır.
Ancak ölçüm sonuçları tek başına bişey ifade etmez. Ölçüm sonuçlarının, tesis, güç, yükler ve diğer elekriksel koşullarında göz önüne alınarak yorumlanması ve harmonik kaynaklarının net bir şekilde belirlenmesi gerekir.

Tüm bunların haricinde, elektrik sisteminizde meydana gelen ve sebebi tam olark belli olmayan bazı olumsuz olaylarda sistemimizde harmonik olduğunun habercisi olabilir.

Eğer;
        *Sıklıkla kompanzasyon kondansatörleriniz arızalanıyorsa
        *Güç Şalterlerinizde nominal yüklerde çalşırken sebepsiz açmalar(rezonans)oluyorsa
        *Elektronik kart arızası sıklığı artıyorsa
        *Nominal yüklerde çalışırken trafonuzda ve kablolarda aşırı ısınma oluyorsa
        *Nötr akımlarınız normalden yüksek seviyelerde ise

Sisteminizde harmonik var demektir.

4.Harmonikler ile yaşayabilirmiyim?

Belli koşullar altında EVET!
Eğer bir sanayi tesisi iseeniz Toplam gerilim harmoniğiniz (THDv)%5 değerini aşamadığı sürece ve rezonans riskiniz düşük ise ,
Eğer hastane, havaalanı veya hassas üretşn yapan bir tesis iseniz Toplam gerilim harmoniğiniz(THDv)%3 değerini aşmadığı sürece ve rezonans riskiniz düşük ise,
kayıplarınıza katlanmak şart ile harmonikleriniz ile yaşayabilirsiniz!

5.Benim cihazlarımda filtre vardı! peki neden harmonik var?

Sürücü ve benzeri cihazlarda genelde RFI(radyo frekansı girişimi,EMC) filtreleri denen, cihazdan yayılan Yüksek frekanslı  harmonik bozulumu filtre etmez.
Danfoss ve bazı diğer marka sürücülerde DC barda veya cihaz girişinde şok bobinler vardır.Bu bobinler harmonik akımlarını baskılarlar ancak "sıfır" a da indiremezler.Dolayısı ile harmonik filtreli cihazlar kullansanız dahi sisteminizde az da olsa bir miktar harmonik olacaktır.

6. Harmoniklerin zararları nelerdir?

Harmoniklerin üç temel zararı vardır

    *Harmonikler lektriksel kayıpların artmasına yol açarlar.Başka bir deyiş ile harmonikler, sistemde iş yapmayan ancak parasını, enerji bedeli olarak idareye ödediğimiz bir kambur yük oluşturur.
   *Sebebi belirlenemeyen elektronik kart arızalarına sebep olurlar.Eğer bu kartlar tesisi bünyesinde tamir edilebiliyor ise çoğu zaman sebep aranmadığı için harmoniğin farkına varılmaz.Eğer kartlar dışarıda,yüksek bedeller ile tamir ediliyor ise daha çabuk bir şekilde fark edilebilinir.
   *Nominal (anma )gücünde veya altında çalışan şalterlerde, yükten bağımsız açmalar (rezonans)oluşabilir.Bu, özellikle sürekli proseslerde istenmeyen bir olaysır ve böyle  bir açmadan oluşan duruş maliyeti birkaç bin dolardan başlar ve artar.

Bunlardan ayrı olarak, harmoniklaer artan frekansla birlikte düşük empedans gösteren Kondansatör (kapasite) yüklerini çok severler ve o noktalarda yoğunlaşıp, ilave harmonik akımlar ile kondansatörü yorup iş göremez hale getirirler.
Eğer bu durum takip edilmez ise enerji satın alınan elektrik idaresine reaktif güç bedeli ödemeye kadr gidebilir.

Harmonikler elektrik sistemimizdeki en sinsi bozuculardır.Eğer sistemde harmonik varlığını tespit edebilecek özel cihazlar ve yetişmiş personel yok ise, uzun yıllar harmonikler ile yaşayıp yüklü miktarlarda para kaybetmek olasıdır.

7.Akım harmoniği ? Gerilim harmoniği ?

Akım harmoniği;
cihazların çektikleri sinüzoidal olmayan akımlar dolaısı ile, cihaz girşimlerinden şebekeye ve diğer cihazlara doğru yayılan harmniklerdir.Madde 2de belirtilen cihazlar birer akım harıniği kaynağıdırlar.
Gerilim harmoıniği;
Sistemin içinde bulundurduğu tüm omik, endüktif ve kapasitif elemnların sayesinde oluşan sistem empedansının, akım harmoniğine cevabıdır.

Konunun iyice anlaşılması için, önce harmonik üreten cihazlar sayesinde akım harmoniği oluşur,gerilim harmoniği ise sistemin empedans değerine bağlı olarak, ohm kanunu çerçevesinde oluşur.
Ölçülen Akım harmoniği değerleri genelde yüksek değerlerdir.Burada verilen örnek değerler, sistemin harmoniğe rağmen hayatına devam ettiği değerlerdir.
Akım harmoniklerinin sebebi doğrusal olmayan cihazlar toplam gerilim harmoniğinin sebebi ise sistemin toplam akım harmoniğine cevabıdır.

8.Jeneratör alan kadar harmonik sorunum yoktu, jeneratör harmonik üretirmi ?

Hayır, jeneratörler harmonik üretmez, ancak o ana kadar farkında olmadığınız harmoniklerin genliğini arttırarak problem çıkarır.Çözüm, ya jeneratörü doğrusal olmayan yüklerin, kW cinsinden toplamının en az 2,5 katı kadar seçmek, yada harmonik kaynaklarının girişlerinde lokal harmonik filtre (AHF005/010,AAF004)uygulamaktadır.

9.Harmoniğin üstesinden nasıl gelebilirim ?

Filtre kullanarak, evet harmoniklerin üstesinden, sisteminize uygun seçilmiş filtreler ile gelebilrisiniz.Aşağıda harmonik bakılamak için hangi tür filtrelerin kullanılabileceği belirtilmiştir.
    *Cihaz üzerindeki pasif filtreler (Şok bobinleri, DC bara bobileri vs.)
    *Proje safhasında düşük harmoınikli cihazlar seçerek (örn. LHD, Low Harmonic Drives)
    *Cihaz girişlerine bağlanan ve belli frekasnları süzen gelişmiş filtre düzenekleri ile (AHF005/010)
    *Cihaz girişlerinde çok fazlı trafo ve doğrultucu sistemleri(12 pulse, 18 pulse)
    *Kompanzasyon tesisinde harmonik tuzağı prensibi ile çalışan rektörler ile modifiye edilmiş kompanzasyon tesisleri.
    *Cihaz girişlerinde kontrollu doğrultucular (AFE,Active Front End )
    *Cihaz yada pano girişlerine bağlanan ve bozuk sinyali düzeltici sinyal enjekte edebilen aktif filtreler(AAF004)
    * Trafo gücünün büyütülmesi

Yukarıdaki sayılan tüm çözümler uygun koşullar altında harmonik prbleminizin çözümü olabilr.Ancak daha önce de belirttiğim üzere öncelikle sağlıklı bir ölçüm ile düzgün bir etüdün yapılması gerekmektedir.

Diğer bir açıdan baktığımızda ise harmonik baskılama tekniklerinde hem merkezi çözümler (Modifiye edilmiş kompanzasyoın tesisleri vs.)hemde lokal (cihaz girişinde) çözümler iki ana çözümn gibi gözükebilir.
Hangi çözümün uygun olduğu, ölçüm sonuçları ve sisteminizin gerçekleri tarafından belirlenecektir.

10.Harmonikleri ne kadar Fİltreleyebilrim?

Tüm filtrasyon sistemlerinde olduğu gibi Harmonik Filtrelemede de sıfır harmoniğe ulaşmak mümnkün değildir.
Ancak %1ler civarında THDv (Gerilimdeki toplan harmonik distorsiyon)seviyelerine ulaşılabilinir.
Buradaki asıl nokta işletmnizin ihtiyacı olan minimum harmonik seviyesine ulaşmak ve rezonans riskinin düşürülmesidir.

Ayrıca çok iyi filtrayon sağlayan AFE (kontrollu doğrultucu ), LHD (Düşük harmonikli sürücü) ve Aktif Harmonik filtre gibi çözümlerin maliyetlerinin düşük olmadığı göz önünde bulundurulmalıdır.

Örnek vermek gerkir ise, sisteminizdek, harmonikleri geleneksel yöntemler ile %5 (THDv)seviyelerine düşürmek için 10.000TL ödediyseniz, %3 seviyelerine ulaşamak için en az bir o kadar daha ödemeniz gerkecektir.

Yüksek performanslı filtre hesapları yapılırken, total sahip olma maliyetinin 5-10 yıl gibi bir süre için yapılması uygun olacaktır.