Kompanzasyon Hesaplama: Kaç kVAr Kondansatör Gerekir?

Kompanzasyon ne demektir?

Motor, trafo, balast ve benzeri bobinli yükler şebekeden aktif enerjinin yanında reaktif enerji de çeker. Reaktif güç iş yapmaz ama hat ve trafo kapasitesini işgal eder; güç faktörü (cosφ) bu yüzden düşer. Kompanzasyon, yüke paralel bağlanan kondansatörlerle reaktif gücün yerinde karşılanmasıdır. Böylece şebekeden çekilen reaktif azalır, cosφ hedefe yaklaşır ve reaktif ceza riski düşer.

Formül ve adımlar

Hesap iki tanjant farkına dayanır. Önce mevcut ve hedef cosφ değerleri için tanφ bulunur: tanφ = √(1 − cos²φ) ÷ cosφ. Sonra aktif güçle çarpılarak gereken reaktif güç elde edilir: Q = P × (tanφ₁ − tanφ₂). P kilovat, Q ise kVAr olarak çıkar. Hedefin mevcut değerden düşük olması durumunda sonuç sıfır veya negatif olur; yani ek kondansatöre gerek yoktur.

Örnek hesap

Aktif gücü 100 kW, güç faktörü 0,75 olan bir tesisi 0,98’e çıkaralım. cosφ = 0,75 için tanφ₁ = √(1 − 0,5625) ÷ 0,75 ≈ 0,882; cosφ = 0,98 için tanφ₂ = √(1 − 0,9604) ÷ 0,98 ≈ 0,203. Fark 0,679 olduğundan Q = 100 × 0,679 ≈ 67,9 kVAr kondansatör gerekir. Görünür güç ise 100 ÷ 0,75 = 133,3 kVA’dan 100 ÷ 0,98 = 102,0 kVA’ya iner; yani trafo ve kablolar yaklaşık yüzde 23,5 daha az yüklenir. Hedefi 0,99 yaparsanız ihtiyaç yaklaşık 73,9 kVAr olur.

Hangi aktif güç değeri girilmeli?

Kompanzasyon panosunun çalışacağı yükü temsil eden bir değer seçin. Elinizde analizör kaydı varsa gün içindeki ortalama ya da yoğun saatlerin aktif gücünü, yoksa fatura üzerindeki maksimum talep (kW) değerini kullanabilirsiniz. Ortalama değer pano gücünü küçük, tepe değer büyük çıkarır; yük sürekli değişiyorsa kademeli bir pano ve iki farklı değerle yapılan karşılaştırma daha sağlıklı sonuç verir. Birden fazla besleme noktası varsa her biri için ayrı hesap yapın.

Güç faktörü düzelince ne kazanılır?

Aynı aktif güç daha küçük görünür güçle taşınır; bu yüzden trafo, kablo ve şalter daha az yüklenir, hatlardaki kayıplar azalır ve trafo ek yük için boşluk kazanır. Üstelik reaktif oranın sınır içinde kalması faturadaki reaktif bedeli ortadan kaldırır. Kazancın büyüklüğü başlangıçtaki cosφ’ye bağlıdır: 0,95’in üzerinde bir tesiste kazanç sınırlıdır, 0,70 gibi düşük bir değerden başlayan tesiste ise hedef 0,98 olduğunda görünür güç yaklaşık yüzde 29 azalır. Yani en büyük fayda, güç faktörü en düşük olan tesislerde görülür ve yatırımın karşılığı genellikle orada daha belirgin olur.

Referans tanjant değerleri

Tablodan görüldüğü gibi %20 reaktif oran sınırı yaklaşık 0,981 cosφ’ye karşılık gelir. Bu nedenle sınırı %20 olan bir işletmede 0,98 hedefi bile ölçüm dalgalanmalarında cezayı tamamen engellemeyebilir.

Uygulamada dikkat edilecekler

• Aşırı kompanzasyondan kaçının. Yük azaldığında kademelerin ayrılması gerekir; aksi halde kapasitif ceza doğabilir.
• Harmonikli yüklerde (sürücüler, doğrultucular) kondansatörler zorlanır; reaktör veya harmonik filtre gerekebilir.
• Kademeleri küçük seçin. Yük değişken ise 5–10 kVAr’lık küçük kademeler ince ayar sağlar.
• Cezanın nasıl çıktığını görmek için reaktif ceza hesaplama, aktif–reaktif–görünür güç ilişkisi için güç üçgeni hesaplama araçlarına bakın.