Neden Üç Fazdan Ölçüm Yapan Röleler Kullanıyoruz?

Daha önceki yazımda sizlere Türkiye’de reaktif enerji ve kompanzasyondan bahsetmiştim. Bu yazıda ise kompanzasyon yaparken neden üç fazdan ölçüm yapan röleler kullandığımıza değineceğim.

Reaktif Enerji Nedir? Kompanzasyon Nedir? blogunu okumak için tıklayın.

Aslında neredeyse tüm reaktif güç kontrol röleleri üç fazı birden kontrol etmektedir. Yani kompanzasyon yapmak için üç fazı ayrı ayrı kontrol etmektedir, sonucunda da üç faza farklı büyüklüklerde ve ters yönde reaktif yükler bağlamaktadır.

Ancak Avrupa ve Amerika gibi gelişmiş ülkelerde reaktif güç kompanzasyonu tek fazlı olarak yapılır. Aslında röle yine üç fazı birden kontrol etmektedir ama ölçümü tek fazdan yapar. Bunun sebebi yük dengesidir. Maalesef ülkemizde halen elektrik planlaması yapılırken tesisin yükleri fazlara dengeli olarak dağıtılmamaktadır. Bu dengesizlik nedeniyle bir fazı ölçüp diğer fazların da aynı olduğunu varsayamıyoruz, dolayısıyla üç fazı sürekli ayrı ayrı ölçmek zorundayız.

Türkiye’de 2004 senesinden önce reaktifle ilgili limitler çok daha rahattı. Kompanzasyon sistemi kurmakla yükümlü tesis gücü 250kW üstündeydi, cezai limitler ise endüktif için 50%, kapasitif için ise 30% üzerindeydi. Bu konjonktürde takdir edersiniz ki büyük endüstriyel tesislerden oluşan yük tarafında yükler dengeliydi, dolayısıyla tek fazdan ölçüm yapmak yeterli sonucu veriyordu.

2004 civarında deneyimli TEDAŞ personeli şebekenin reaktif enerji nedeniyle çok yüklendiğini ve bu durumun milli servetin kaybına neden olduğunu anladı. Bunun üzerine 250kW olan sözleşme gücü sınırı 9kW oldu. Reaktif oranların sınırları da günümüzdeki değerlere geriledi. 9kW – 250kW arasında sözleşme gücü olan tesisler genellikle atölyeler ve küçük sanayilerdi. Bu tür tüketicilerde yükler oldukça dengesizdi. Ayrıca teknoloji kısıtı nedeniyle aktif, endüktif ve kapasitif reaktif enerjilerin her biri birer mekanik sayaç ile ölçülüyordu. Günümüzdeki gibi tüm enerjileri tek bir cihaz üzerinden ölçmemizi sağlayan elektronik sayaçlar daha sonra günlük hayatımıza girdi.

Dengesiz yüklerin oldukça artmasıyla beraber tek fazdan ölçüm alarak kompanzasyon yapmak aboneleri cezadan kurtarmamaya başladı. Buna karşılık ENTES dünyanın ilk üç fazdan ayrı ayrı ölçüm alarak kompanzasyon yapan elektronik rölesi olan RG3-12T ve RG3-8T cihazlarını çıkardı. Bu röleler üç fazı ayrı ayrı ölçüyorlardı, sonra da fazlardaki reaktif güçlerin ortalamalarını alıp buna karşılık üç fazlı kondansatörleri devreye alıyorlardı. Şebekede yaygın olarak kullanılan elektronik sayaçlar da aynı prensiple çalıştıkları için kompanzasyon tam anlamıyla yapılmaya başlandı.

Reaktif Güç Kompanzasyonunun Geleceği

Bugün klasik kompanzasyon tabir ettiğimiz, klasik (mekanik) kontaktörlerin kondansatörleri ve şönt reaktörleri devreye sokup çıkarmasıyla oluşan sistem Türkiye’nin ihtiyacını 90% civarında karşılıyor. Bu çözüm yatırım maliyetlerinin ve bakım maliyetlerinin düşük olması nedeniyle çok popüler. Bu sistemlerin zayıf noktası konuyla ilgili tecrübesi bulunmayan enerji profesyonelleri tarafından tasarlandığında problemi tam anlamıyla çözemiyor olması. İşi iyi bilen bir profesyonelin ellerinde ise son derece güçlü ve uzun ömürlü bir yatırıma dönüşüyor.

İlk olarak Siemens tarafından pazarlanan SVC teknolojisi 1982 senesinde Afrika’daki orta gerilim trafoları için tasarlanmıştır. Türkiye’deki bazı özel tüketiciler (banka şubeleri, okullar vb. küçük aboneler) mesai saatleri dışında hiç endüktif reaktif enerji talep etmedikleri için genelde kapasitif bölgede çalışırlar. Günümüzde LED aydınlatmaya geçiş trendi nedeniyle gitgide şönt reaktörlerle kompanzasyon ihtiyacı artıyor. SVC de bu artışa karşı kapasitif bölgede esneklik sağladığı için iyi bir alternatif. Ancak SVC teknolojisi elektronik anahtarlama yaptığı için sisteme yüksek harmonik de katıyor. Yakında tam anlamıyla devreye girecek harmonik yönetmeliği tesislerde harmoniklerin belli bir oranın üzerinde olması durumunda ek cezalar ve tesisin enerjisini tamamen kesme cezası öngörüyor. Bu nedenle küçük tesisler SVC teknolojisinden faydalanabilirken, büyük tesislerde SVC çözüm oluşturmayacaktır.

Dünya bugün gitgide daha çok yenilenebilir enerjiye doğru ilerliyor. Eski kaynaklarımızın tükeniyor olması bir yana, her geçen gün yenilenebilir enerji yatırımı maliyetleri daha makul seviyelere geriliyor. Örneğin güneş enerjisinin şebekemizde kullanılabilmesi için invertör adı verilen elektronik cihazların kullanılması gerekiyor. Bu cihazlar enerji çevrimini yaptıkları gibi yan ürün olarak belirli seviyelerde reaktif enerji de üretebiliyorlar. Dolayısıyla bu teknolojinin mükemmelleşmesi durumunda kompanzasyon uygulaması invertörlerin bir yan ürünü olarak hayatımıza girecektir. Büyük tesisler bu teknolojiden faydalanacaklar ama ne yazık ki küçük tesisler için daha uzun bir süre maliyetler çok yüksek kalacak gibi görünüyor.