Reaktif güç kontrolü, büyük ölçekli bir iletim sisteminde var olan gerilim dengesinin korunması adına önemli bir rol oynamaktadır. Reaktif güç alternatif akım sistemlerinin bir yan ürünü olmakla birlikte, iletim hatları, motorlar, transformatör vb. gibi çeşitli elektrik sistemlerinin kabul edilebilir bir şekilde çalışması için gereklidir.
Reaktif Güç Nedir ve Neden Önemlidir?
Alternatif akım devrelerinde voltaj ve akım senkronize olmadığı için reaktif güç oluşur ve sadece AC sistemler için tanımlanmıştır. Reaktif güç geçici olarak kapasitif ve endüktif bileşenler nedeniyle ileri geri akan elektrik veya manyetik alan formunda saklanır.Bir cihazdan geçen akım, gerilim arasında faz farkı varsa cihaz reaktif güç tüketir. Bir diğer tanımlama olarak, motorun kalkışında ihtiyaç duyduğu elektromanyetik alanı oluşturmak için harcadığı güce de reaktif güç diyebiliriz. Gerilim ve akım arasındaki faz kaymasına bağlı olarak, cihazın reaktif güç tüketim miktarı belirlenir. Reaktif güç, iletim hattında ileri geri hareket ettiği için ek bir yük görevi görür. Bu nedenle reaktif güç, tüm kabloların, transformatörlerin, şalt cihazlarının kullanımında önemli bir faktördür. Bu sebeple, tüm bu tesisatların hem aktif hem de reaktif gücü dikkate alarak, görünen güç için tasarlanması gerekmektedir. Fazla miktarda reaktif güç mevcutsa, sistem güç faktörünü büyük oranda düşürecek ve dolayısıyla işletme verimliliği azalacaktır. Bu durum, istenmeyen voltaj düşümüne, daha fazla iletim kayıplarına, fazla ısınmaya ve daha yüksek işletme maliyetlerine neden olur.Reaktif Güç Kaynakları
Reaktif güç, güç sistemi ağına bağlı birçok eleman tarafından üretilir veya sönümlenir. Bu nedenle, şebeke üzerinden reaktif güç akışı bu ekipmanlarla kontrol edilir. Bu reaktif güç kaynakları;Jeneratörler: Senkron motorlar, bobin sargılarının DC uyartımına göre reaktif güç oluşturabildikleri gibi sönümleyedebilirler. Aşırı uyartım durumunda reaktif güç üretirlerken az uyartım durumunda sönümleme yaparlar. Jeneratörler, voltaj kontrolü amacıyla en çok kullanılan reaktif güç kaynaklarıdır.Kondansatörler ve Reaktörler: Kapasitif ve endüktif cihazlar seri voltaj ve şönt kompanzasyon teknikleriyle reaktif güç kontrolü ile sistem gerilimini ve kararlılığını kontrol eder. Bir kondansatör kompanzatör reaktif güç üretirken, bir endüktif kompansatör reaktif gücü absorbe eder. Reaktörler (şönt) başlıca, voltajı düşük tutmak amacıyla reaktif gücün sönümlenmesinde ve hat üzerindeki toplam kapasitif yükün kompanzasyonunda kullanılır.İletim Hatları ve Yeraltı Kabloları: İletim hattı ve kabloları reaktif güç sönümler ve üretir. Aşırı yüklü bir iletim hattı, reaktif güç tüketir ve hattın gerilimini azaltır; az yüklü bir iletim hattı ise reaktif güç üretir ve hattın gerilimini arttırır.Katı Hal Dönüştürücüleri: HVDC dönüştürücüler gibi güç sistemi işletiminde kullanımda birkaç katı hal dönüştürücü vardır. Bu dönüştürücüler, çalışırken daima reaktif güç tüketirler. Bu nedenle dönüştürücülerin çoğunda, dönüştürücülerin reaktif güç gereksinimini kontrol etmek için reaktif kompanzasyon cihazları kullanılır.Transformatörler: Manyetik alan üretmek için transformatörün reaktif güce ihtiyacı vardır. Bu nedenle reaktif gücü absorbe eder. Bir transformatörün reaktif güç tüketimi, derece ve akım yüküne bağlıdır.Yükler: Sistem voltajı ve kararlılığı üzerine büyük ölçüde etki eden, birçok reaktif güç tüketen yük vardır. Bu yüklerden bazıları: indüksiyon motorları, indüksiyon jeneratörleri, ark fırınları, sabit yük olarak: indüksiyonlu ısıtma, mekan ısıtması, su ısıtma ve iklimlendirmeyi sayabiliriz.Reaktif Gücün Önemi
Reaktif güç, çeşitli nedenlerle güç ağı için hem sorun hem de çözümdür:- Reaktif güç gereksinimini karşılamak.
- Voltaj profillerini geliştirmek.
- Şebeke kaybını azaltmak.
- Acil durumlarda sistem güvenliği sağlamak için yeterli rezervi sağlamak.