Voltaj Düşüşü ve Harmonikler

Elektrik sistemlerinin verimli ve güvenli çalışması için gerilim değerlerinin belirli sınırlar içinde kalması gerekir. Ancak çeşitli nedenlerle sistemde voltaj düşüşleri yaşanabilir. Bunun yanı sıra harmonik adı verilen istenmeyen dalgalar da sistemin dengesini bozabilir. Voltaj düşüşü ve harmonikler hem enerji kalitesini hem de cihazların ömrünü doğrudan etkileyen önemli sorunlardır

Bu iki durum çoğu zaman fark edilmeden uzun süre devam edebilir ve arızaların temel nedeni haline gelebilir. Bu nedenle hem voltaj düşüşünü hem de harmonik bozulmaları anlamak önlem almak ve kontrol altında tutmak elektrik sistemlerinin sürekliliği açısından büyük önem taşır

Voltaj düşüşü nedir

Voltaj düşüşü elektrik enerjisi iletimi sırasında kablo direnci ve sistem yükü nedeniyle gerilimin kaynak noktasından uzaklaştıkça azalmasıdır. Başka bir deyişle prizden veya bağlantı noktasından ölçülen gerilim değeri normalden düşükse bu voltaj düşüşü olarak adlandırılır

Bu düşüş genellikle kabloların yeterince kalın olmaması uzun mesafeli hatlar kullanılması aşırı yüklenme veya zayıf bağlantı gibi nedenlerle ortaya çıkar. Voltaj düşüşü cihazların verimsiz çalışmasına yol açar motorlar zorlanır aydınlatma zayıflar ve bazı elektronik sistemlerde hatalar oluşur

Voltaj düşüşünün etkileri

Voltaj düşüşü motorlu sistemlerde tork kaybına neden olur. Motor yeterli gücü alamadığı için ısınır ve zamanla yanabilir. Aydınlatma sistemlerinde titreşim kararma ve erken lamba ömrü sona ermesi gözlemlenebilir. Elektronik cihazlar da düşük gerilim nedeniyle beklenmedik kapanmalar yaşayabilir veya hasar görebilir

Ayrıca düşük voltaj elektrikli ısıtıcılar ve rezistanslı sistemlerde yeterli ısı üretilememesi gibi sorunlara yol açar. Bu da hem konforu hem üretim süreçlerini olumsuz etkiler

Voltaj düşüşü nasıl önlenir

Tesisat kurulurken kullanılacak kablo kesiti doğru hesaplanmalı ve taşıyacağı yük dikkate alınmalıdır. Özellikle uzun hatlarda daha kalın kesitli kablo kullanılması gerekir. Kablo kalitesine özen gösterilmeli ve bağlantı noktaları sağlam şekilde yapılmalıdır

Yük dengesizliği olan sistemlerde fazlar arasında yük paylaşımı eşitlenmeli ve gerekirse voltaj regülatörü kullanılmalıdır. Ayrıca gerilim düşümünü sınırlamak için fazla sayıda cihazın aynı hatta bağlanmasından kaçınılmalıdır

Harmonik nedir

Harmonikler alternatif akım sistemlerinde gerilim ya da akımın saf sinüs dalgasından sapmasına neden olan yüksek frekanslı bileşenlerdir. Elektronik cihazların artmasıyla birlikte harmonik üretimi de yaygın hale gelmiştir. Özellikle anahtarlamalı güç kaynakları inverterler frekans konvertörleri ve bilgisayar sistemleri harmonik kaynaklarıdır

Bir enerji sisteminde sinüs dalgası bozulduğunda oluşan dalgalar harmonik olarak tanımlanır. Temel frekansın katları şeklinde oluşurlar ve elektrik sisteminde istenmeyen etkiler yaratırlar

Harmoniklerin zararları

Harmonikler enerji kalitesini düşürür. Transformatörler aşırı ısınır kablolarda ilave yük oluşur ve gerilimde dalgalanmalar meydana gelir. Bu durum cihaz ömrünü azaltır arızalara neden olur ve bakım maliyetlerini artırır

Ayrıca harmonikler nötr hattında akım birikimine yol açar ve bu hatlarda aşırı ısınma olur. Bazı durumlarda cihazların çalışmasını engelleyecek kadar ciddi bozulmalar yaşanabilir. Elektrik sayaçlarında ölçüm hataları ve sigortaların gereksiz yere atması gibi sorunlar da harmonik kaynaklı olabilir

Harmoniklerden korunma yöntemleri

Harmonik etkisini azaltmak için harmonik filtreleri kullanılır. Bu filtreler hat üzerinde oluşan yüksek frekanslı dalgaları süzerek sisteme temiz sinyal geçmesini sağlar. Pasif filtreler belirli harmonik türlerini hedef alırken aktif filtreler daha geniş frekans aralıklarında çalışır

Trafo ve jeneratör seçiminde harmonik yükler dikkate alınmalı cihazlar harmonik bozunmaya dayanıklı seçilmelidir. Tesisat planlaması yapılırken harmonik üretme potansiyeli olan cihazlar ayrı hatlara alınmalı ve faz dengesi dikkatle sağlanmalıdır

Enerji kalitesinin sürdürülebilirliği

Voltaj düşüşü ve harmonikler elektrik enerjisinin sürekliliği ve güvenliği açısından hayati öneme sahiptir. Bu sorunlar fark edilmediğinde arızalar artar cihazlar sık sık bozulur ve enerji verimliliği ciddi anlamda düşer

Bu nedenle enerji kalitesini sürekli izleyen sistemler kurulmalı analiz cihazlarıyla düzenli kontroller yapılmalı ve önleyici bakım faaliyetlerine önem verilmelidir. Elektrik sistemleri sadece enerji sağlamakla kalmaz aynı zamanda bu enerjiyi kaliteli bir şekilde sunmakla da sorumludur