Kompanzasyon Sistemlerinde Bakım ve Arıza Giderme Yöntemleri

Sanayinin olmazsa olmaz enerji ihtiyacı elektrik enerjisidir. Elektrik enerjisini kullanırken bir yandan da verimli kullanmak gerekir. Bu durum, endüstriyel işletmelerde kompanzasyon ile sağlanır.

Kompanzasyon Nedir?

Günümüzde elektrik enerjisi kullanımının gittikçe artması, elektriğin ekonomik ve maksimum verimle üretilmesi, enerji iletim hatlarında oluşabilecek en az kayıpla ve yüklenmeyle elektriğin iletilmesi ve tüketilmesi reaktif güç kompanzasyonunun önemini ortaya koymaktadır.
Enerji iletim hatlarının ve şebekenin gereksiz yere yüklenmesine neden olan, kayıpları artıran reaktif gücün mümkün olduğunca minimum seviyede tutulması gerekmektedir. Elektrik şebekesi üzerinde çeşitli sistemlerin (elektrik motorlarının, lamba türlerinin, transformatörlerin vs.) oluşturmuş olduğu reaktif  gücü dengeleme ve akım ile gerilim arasında oluşan faz farkını olabildiğince azaltma işlemine reaktif güç kompanzasyonu denir. Kompanzasyon sayesinde sistemin güç faktörü (Cos ϕ)  düzeltilir.

Kompanzasyon, akım ile gerilim arasındaki faz farkının en ideal olabilecek açıya getirilerek, sistemi olumsuz etkileyen reaktif güçlerin sıfıra yaklaştırılmasıdır.

Kompanzasyon Neden Önemlidir?

Elektrik enerjisinin üretiminden son tüketiciyi kadar en az kayıpla taşınması gerekir. Elektrik sistemlerinde hakiki iş yapan güç aktif güçtür. Ancak şebekeye bağlı elektrik motorları, transformatörler, floresan lamba gibi alıcılar, manyetik alan oluşturmak için şebekeden indüktif reaktif güç çekerler. Enerji iletim hatlarında, transformatör sistemlerinde veya kablolarda iş yapmayan ve  gereksiz yere kayıplara sebep olan güç reaktif güçtür. Kompanzasyon, bu alıcıların şebekeden çektiği reaktif gücün oluşturduğu kayıpları azaltır. Ayrıca bu belirtilen kayıpların azalması ile elektrik enerjisi ödemeleri de azalır. Yani kompanzasyon sayesinde daha kaliteli, daha ucuz ve daha verimli enerji kullanılır.
Eğer reaktif güç kompanzasyonu yapılmaz ise; şebekede güç kayıpları oluşur, hat ve kablolar daha fazla akım çeker ve bununla beraber kayıpların oluşturduğu gerilim düşümleri nedeniyle taşınacak olan enerjinin taşıma kapasitesi düşer. Bu da üretim ve dağıtım sistemlerinin de kapasitesini azaltır.

Kompanzasyon Yöntemleri

Kompanzasyon sistemlerinde kullanılacak yöntem yükün özelliğine bağlıdır. Ama genelde güç katsayısı yaklaşık olarak sabit olan bir yükün varlığı halinde uygun olarak seçilmiş bir kondansatör grubu sorunu çözebilir. Diğer durumlarda ise uygun seçilmiş bir kondansatör grubu yeterli olmayabilir. Bunun için sistemin ve yükün özelliğine göre aşağıdaki yöntemlerde uygulanabilir:
Besleme sisteminin kısa devre gücünü arttırıp sabit kondansatör bataryası kullanmak
Mekanik olarak anahtarlanan şönt kondansatör grupları kullanmak
Senkron makinaları kapasitif bölgede çalıştırmak yada ayrıca senkron kapasitör kullanmak
Tristörlü statik kompanzasyon sistemleri kullanmak
Kompanzasyon Sistemlerinin Bakımı ve Arıza Giderme Yöntemleri

Sürekli aynı yük altında çalışan elektrik motorları gibi reaktif güç ihtiyacı sabit olan yükler için kompanzasyon, sabit bir kondansatör grubu ile sağlanabilir. Fakat birçok tesisteki reaktif güç gereksinimi sürekli olarak değişir. Bu gibi durumlarda ise, farklı güçlerdeki kondansatör gruplarını reaktif güç gereksinimine uygun olarak devreye alıp devreden çıkartan otomatik kompanzasyon sistemleri kullanılır.

Kondansatör arızalarına engel olmak için kompanzasyon sistemlerindeki kondansatörlerin belirli aralıklarda kontrollerinin ve bakımlarının yapılması gerekir.

En sık karşılaşılan kompanzasyon arızalarını belirtmek gerekirse;
Kompanzasyon sistemlerinde en çok görülen arızalardan biri kondansatörlerin arıza yapması ve zamanla kapasite kaybına uğramasıdır. Bunun sebepleri olarak soğutma yetersizliği nedeniyle yüksek sıcaklıktaki kompanzasyon panolarında ömürlerinin azalması, harmoniklerin veya üzerinde kalan şarj gerilimin sebep olduğu darbe akımları gösterilebilir.
Bu durumda eğer kondansatör büyük hasar görmüş ise kondansatör değiştirilir. Kondansatörde önemli bir hasar yoksa; duruma göre kondansatör düşük gerilimde çalıştırılabilir, AC gerilimde büyük direnç gösteren yüksek değerdeki paralel bobin bağlantısı yapılabilir veya yarı iletken anahtarlama elemanları ile iletime geçerek devreye alınır. Böylece kondansatörün maruz kalacağı darbe akımlarının, gerilim düşümlerinin ve elektriksel zorlamalarının önüne geçilir. Şebekede oluşabilecek harmoniklere karşı kondansatörün zarar görmemesi adına filtre uygulaması gereklidir.
Kondansatör arızalarına engel olmak için kompanzasyon sistemlerindeki kondansatörlerin belirli aralıklarda kontrollerinin yapılması gerekir. Özellikle kondansatörlerin dielektrik dayanımları kontrol edilmeli ve harmonik değerlerin ölçümü yapılarak dielektrik dayanımlarla karşılaştırılması gerekir.
Kompanzasyon kondansatörlerinin arıza sebepleri arasında soğutma yetersizliği nedeniyle yüksek sıcaklık, harmoniklerin veya üzerinde kalan şarj gerilimin sebep olduğu darbe akımları gösterilebilir.
Termal kameralar kullanılarak arızalı kondansatör tespit edilebilir. Kondansatör bankı termal kamera ile test edilmeden 1 saat önce enerjilendirilmesi gerekir. Kontrol yapılırken bağlantı noktaları ile soğutma ekipmanlarının çalışıp çalışmadığı kontrol edilmelidir. Birbirine iyi temas etmemiş, gevşek bağlantılarda direnç yüksek olur bu da sıcaklık artışı demektir ve termal kamerada bu noktayı tespit edecektir. Kondansatör bankının tamamı ile birlikte kondansatörler ayrı ayrı da kontrol edilmeli ve kondansatörler arası sıcaklık farkının yüksek olmamasına dikkat edilmelidir.
Ani yük değişimlerinin kompanze edilememesi ve kapasitans değerinin azalması da yine kondansatör sistemlerinde arızalara neden olur. Ani yük değişimlerinde anahtarlama elemanları (tristör vs.) kullanılarak devreye girmesi gereken kondansatör çok hızlı ve kısa bir sürede yük değişiminde kompanzasyonu sağlar. Kapasitans değerinin azaldığını anlamak için sistemin belirli aralıklarda kontrollerinin yapılması gerekir. Yani sistemdeki akım ve gerilim ölçümleri, sayaç durumları, kondansatörlerin kapasitansları belirli aralıklarda ölçülür ve rapor edilir. Bu ölçümler hem oluşabilecek arızaları önceden tespit etme amacıyla hem de aktif, reaktif, kapasitif ve endüktif değerler kontrol edilerek tolerans değerleri sınırları içerisinde olması sağlanması amacıyla yapılır. Çünkü oluşabilecek arıza ve hatalarda işletmenin cezaya girmesi önlenir.

Kondansatör sistemlerinin kontrolü ve bakımı yapılırken ilk önce bağlantı noktaları ile soğutma ekipmanlarının çalışıp çalışmadığı kontrol edilmelidir.
Kondansatör sistemlerinin bakımı ve onarımı yapılırken çok dikkatli olunmalıdır. Çünkü kondansatörler devrede olmasalar bile ölümcül olabilecek bir gerilimi uzun süre üzerlerinde tutabilirler. Bu da ölümcül sonuçlar ortaya çıkarabilir. Bu yüzden kondansatörler  deşarj üniteleri ile birlikte kullanılmalıdır.
Bir kondansatör bankında veya tesisinde bakım yapılacaksa, önce göz kontrolü yapılır. Isınmış, kararmış, rengi değişmiş elemanlar olabilir. Sistemde nemli bir ortam varsa ise arıza oluşma ihtimali yüksektir. Tozlu, kirli elemanlar yüksek vakumlu emicilerle temizlenmelidir. Temizlik sonrası oluşabilecek yağ buharı ve partiküller ekipmanların bağlantılarında korozyona ve kaçak iletkenliğe sebep olabilir. Bu yüzden kondansatör sistemini enerjilendirmeden önce faz-faz ve faz-nötr bağlantı noktalarındaki yalıtım ekipmanları kontrol edilmelidir.