Reaktif Güç Kontrol Rölesi Nedir? Görevi ve Seçim Kriterleri

Elektrik sistemlerinde kullanılan birçok bileşen arasında, enerji verimliliğini artırmak ve elektrik sistemlerini daha güvenli hale getirmek için çeşitli cihazlar bulunmaktadır. Bu cihazlardan biri de reaktif güç kontrol rölesidir. Reaktif güç kontrol rölesi, enerji sistemlerindeki reaktif gücü izleyen ve kontrol eden bir cihazdır. Peki bunu nasıl yapar? Detaylıca anlatalım.

Reaktif Güç Kontrol Rölesi Nedir?

Kompanzasyon sisteminde güç kondansatörü gruplarının otomatik olarak devreye girip çıkmasını sağlayarak ve enerji kalitesinin artırılmasına olanak veren cihaza “reaktif güç kontrol rölesi” denir. Bu cihaz, sistemdeki güç faktörü belirli bir düzeyin altına düştüğünde güç faktörünü otomatik olarak iyileştirmek için tasarlanmıştır.

Reaktif güç, bir elektrik devresinde gerçek güç (aktif güç) ile toplam güç arasındaki farktır. Reaktif güç kontrol rölesi, bu reaktif gücü izleyerek, düzenleyerek ve kontrol ederek enerji sisteminin daha verimli çalışmasını sağlar.

Günümüzün karmaşık enerji dünyasında, elektrik şebekesi üzerindeki reaktif yükler günden güne artmaya devam etmektedir. Transformatörlerde, iletim hatlarında ve jeneratörlerdeki toplam gücün artması reaktif gücün de artmasına neden olmaktadır. Bu nedenle, reaktif yüklerin denetlenmesi ve kompanzasyon sistemlerindeki güç faktörünün kontrolü bir zorunluluk haline gelmiştir.

Motorlara, güç transformatörlerine kaynak makinelerine, elektrik ark ocaklarına, indüktörlere ve aydınlatma balastlarına mıknatıslama akımı sağlamak için reaktif güç gerekir. Ancak reaktif güç kullanışlı bir güç değildir ve mutlaka kontrol edilmelidir. Tesisin hem aktif hem de reaktif güç üretmesi, iletmesi ve dağıtması gerektiği açıktır. Ancak, reaktif güç başka bir kaynaktan gelirse daha temiz enerji üretilebilir.

İşte tam bu noktada, reaktif gücü otomatik olarak kontrol etmek için kullanılacak güç kondansatörlerine ve bir güç faktörü denetleyicisine ihtiyacımız vardır.

Reaktif röle ile kompanzasyon optimize edilir, sorun giderme işlemleri hızlandırılır ve enerji maliyetleri azaltılır.

Enerji yönetimi ve enerji verimliliği, güç sistemleri mühendisliğinin en popüler alanlarındandır. Bu faaliyetleri uygulamak için sahadaki cihazlardan veri toplama gerekmektedir. Reaktif güç rölesi endüstriyel, ticari ve konut uygulamalarında topladığı veriler ile güç faktörünün kontrolünü en verimli şekilde gerçekleştirir. 

Düşük güç faktörü, güç sistemi ve iletim hatları üzerinde gereksiz yüklenmelere neden olur. Güç faktörünün otomatik olarak iyileştirilmesi, güç sistemlerinin toplam verimliliği artırır.

Reaktif Güç Kontrol Rölesi Ne İşe Yarar?

Reaktif güç kontrol rölesi güç faktörünü sürekli izleyerek ihtiyaç duyulması halinde röle üzerinden ayarlanan güç faktörü değerine ulaşabilmek için kondansatör gruplarını otomatik olarak devreye sokar. Kompanzasyon sistemlerinin ana kontrolörü görevini üstlenir.

Kompanzasyon sistemlerinde kondansatörler vasıtasıyla cos ϕ 1’e yaklaştırılır. Kompanzasyon panolarında cos ϕ’yi 1’e yaklaştırmak için (yani güç faktörünü azaltmak için) kondansatör grupları sırasıyla devreye alınır. Kondansatörlerin devreye alınma işlemini reaktif rölesi yapar.

Reaktif rölesi güç faktörü kontrolünün yanı sıra, üzerindeki ekran vasıtasıyla kullanıcılara elektriksel bilgiler verir. Akım, gerilim, güç, enerji, maksimum ve minimum değerler gibi parametreler röle üzerinden okunabilir.

Reaktif Güç Kontrol Rölesi Ayarı Nasıl Yapılır?

Tek fazdan ölçüm yapan reaktif güç röleleri olduğu gibi üç fazdan ölçüm yapan modeller de mevcuttur. Reaktif güç kontrol rölelerinde genellikle “oto” ve “manual” olarak iki seçenek vardır. Kurulum gerçekleştikten ve hedef c/k ve güç faktörü belirtildikten sonra “oto” modda kondansatörler devreye otomatik olarak alınır. (Bazı noktalara manuel müdahale gerekebilir) “manual” modda ise ayarlar tek tek röle üzerinden yapılır ve kondansatörler manuel olarak devreye alınır. Eğer ihtiyaç yoksa otomatik modu kullanmak en mantıklısıdır.

Reaktif rölede ayrıca aşağıdaki ayarları da yapmalısınız:

c/k oranı

İlk kademe kVAR cinsinden kondansatör gücünün akım trafosuna oranıdır.

cos ϕ değeri

Ulaşılmak istenen cos ϕ değeridir.

Kademe gecikme zamanı

Grupları devreye alırken beklenen süredir.

Kademe sayısı

Kaç adet kondansatör grubunun kademesinin girildiği ayardır.

Akım trafosu primer değeri

Akım trafosu primer sargı değeridir.

Reaktif Güç Kontrol Rölesi Bağlantı Şeması

1 faz ölçümlü model:

3 faz ölçümlü model:

Reaktif Güç Kontrol Rölesinin Başlıca Görevleri

Reaktif güç kontrol rölesi, bir dizi önemli görevi yerine getirir:

Güç Faktörü İyileştirmesi: Güç faktörü, aktif gücün toplam güce oranını ifade eder. Eğer güç faktörü düşükse, enerji sistemlerinin verimliliği azalır ve enerji kayıpları artar. Reaktif güç kontrol rölesi, güç faktörünü optimize ederek enerji verimliliğini artırır.

Gerilim Seviyesinin Kontrolü: Reaktif güç kontrol rölesi, gerilim seviyelerini kontrol ederek elektrik sistemlerindeki gerilim dengesini sağlar. Bu, sistemdeki elektrik cihazlarının daha stabil çalışmasını sağlar.

Ekipmanın Korunması: Yüksek reaktif güç seviyeleri, elektrik ekipmanlarına zarar verebilir. Reaktif güç kontrol rölesi, bu seviyeleri izleyerek ve düzenleyerek elektrik ekipmanlarını korur.

Reaktif Güç Kontrol Rölesi Seçimi

Reaktif güç kontrol rölesi seçerken dikkate almanız gereken bazı önemli kriterler vardır:

• Röle mutlaka kademe sayısına uygun seçilmelidir ve buna göre ayarlanmalıdır.
• Rölenin kurulumu ve işletilmesi kolay olmalıdır.
• Menüsü karışık olmamalı, kullanıcı dostu olmalıdır.
• Türkiye şartlarında Türkçe menüsü veya Türkçe kullanım kılavuzu olan modeller tercih edilmelidir. Cihaz yurtdışına gönderilecekse çoklu dil seçeneğine sahip olmalıdır.
• Geniş besleme gerilimine sahip olmalıdır.
• Otomatik ve manuel modları mutlaka bulunmalıdır.
• Harmoniklerden etkilenmemelidir.
• Haberleşme isteniyorsa haberleşme opsiyonuna sahip olmalıdır.
• Yüksek veya düşük sıcaklıklarda kullanılacaksa bu koşullarda verimi düşmemelidir.
• Alarm çıkışlarına sahip olmalıdır.
• Parametreler kaydedilebilmelidir.
• Pano kapağına montajlanabilmelidir.
• Yüksek IP korumasına sahip olmalıdır.

Reaktif Güç Kontrol Rölesinin Avantajları

Bir reaktif rölesinin başlıca faydaları şunlardır:

• Daha az reaktif güç tüketimi sağlar.
• Sistemdeki ekipmanların ömrünü uzatır.
• Güç sisteminde verimliliği artırır.
• Ev ve sanayi için elektrik faturalarında azalmaya neden olur.
• Oluşabilecek arızaları minimuma indirir.
• Düşük enerji tüketimine sahiptir. Enerji tasarrufu yapılmasını sağlar.
• Parametrelerin kolayca izlenip sinyallenebilmesini sağlar.
• Sistemdeki cihazların aşırı ısınmasını önler.
• Gerilim düşümünü azaltarak daha istikrarlı bir güç kaynağı sağlar.

Sonuç olarak, reaktif güç kontrol rölesi, enerji sistemlerindeki reaktif gücü düzenleyerek güç faktörünü iyileştirir, gerilim seviyelerini kontrol eder ve elektrik ekipmanlarını korur. Doğru röle seçimi, enerji verimliliğinizi artırmanıza ve elektrik sistemlerinizi daha güvenli hale getirmenize yardımcı olacaktır.

Kaynak