Bazen sebepsiz görünen, ya da fiziksel bir sorun yokken ortaya çıkan elektrik sorunları günlük hayatta sorunlara sebep oluyor. Bu tip elektrik, devre ve sistem sorunlarında akla ilk gelenler genelde fiziksel yetersizlik olsa da, harmonik bu tip sistemlerin ortaya çıkan sorunlarının birkaç sebebinden biri olabiliyor.
Harmonikler, bir temel frekansa oranlı olarak meydana gelen elektrik sinyalinin katlarıdır. Bu katlar, orijinal frekansın tam katları veya tam katlarının yarısı olabilir. Harmonikler, özellikle alternatif akım (AC) elektrik sistemlerinde yaygın olarak bulunur.
AC elektrik sistemlerinde, ideal dalga formu sinüs dalgasıdır, yani gerilim ve akım değerleri zamanla sinüsoidal bir şekilde değişir. Ancak, pratikte, elektrikli cihazlar ve ekipmanlar, harmonik dalgalar üretebilirler. Bu harmonik dalgalar, çeşitli nedenlerle elektrik sistemine geri beslenebilir. Örneğin, buhar kazanları, elektronik cihazlar, floresan lambalar, kompakt floresan lambalar ve endüstriyel motorlar gibi yükler, elektrik sistemine harmonikler ekleyebilir.
Harmonikler, enerji sistemlerinde bir dizi soruna yol açabilir.
Elektrikte Harmonik ve Etkileri
Harmonik, elektrik sisteminde öncelikle bağıntılı diğer elektrik sistemleri olmak üzere son kullanımda olan aletler üzerinde de etkiler yaratır. Bu tip sorunlar, birkaç başlıkta şöyle detaylandırılır.
Ekipman Hasarı: Harmonikler, elektrikli ekipmanlarda aşırı ısınma, titreşim ve diğer zararlı etkilere neden olabilir.
Verimlilik Kaybı: Harmonikler, enerji sistemindeki verimliliği düşürebilir, bu da enerji kayıplarına yol açar.
Aşırı Yüklenme: Harmonikler, sistemde aşırı yüklenmeye neden olabilir, bu da transformatörlerin ve diğer bileşenlerin daha fazla yük taşımasına neden olabilir.
Kapasitörlerin Zarar Görmesi: Harmonikler, kapasitörlerin ömrünü kısaltabilir ve hatta hasar verebilir.
Sistem Denge Problemleri: Harmonikler, voltaj ve akım dengesizliklerine neden olarak sistem dengesizliklerine yol açabilir.
Enerji sistemlerinde harmonik analizi yapmak ve gerekirse harmonik filtreler veya diğer düzeltici cihazlar kullanarak harmoniklerin etkilerini azaltmak önemlidir. Elektrik mühendisleri ve teknisyenler, enerji sistemlerindeki harmonik problemleri değerlendirmek ve düzeltici önlemler almak için çalışırlar.
Harmonik Filtreler
Harmonik filtreler, elektrik sistemlerinde oluşan harmonik dalgaları azaltmak veya kontrol etmek için kullanılan elektronik cihazlardır. Bu filtreler, özellikle endüstriyel tesislerde ve büyük ticari binalarda yaygın olarak kullanılır. Harmonik filtreler, harmonik dalgaları elektrik sisteminden geri çeker veya düzelten bir şekilde karşılar. Bu, elektrik sistemlerinin güvenliğini, verimliliğini ve dayanıklılığını artırmak için önemlidir.
Harmonik filtreler genellikle şu şekillerde uygulanır:
Seri Filtreler
Seri filtreler, harmonik akımı doğrudan hattın üzerine bağlayarak harmonikleri doğrudan akım hattından çekerler. Seri filtreler, belirli bir frekansa ayarlanabilirler ve belirli bir harmoniğin frekansını sıfıra indirerek bu harmoniği filtrelerler.
Paralel Filtreler
Paralel filtreler, harmonik akımı geri çeker, yani harmonik akımı doğrudan hat üzerinden geçirir ve gerçek yükten ayırır. Bu şekilde, harmonik akımın doğru yükleri etkilemesini engeller.
Kombinasyon Filtreler
Kombinasyon filtreleri, seri ve paralel filtrelerin bir kombinasyonudur ve hem akım hem de gerilim harmoniklerini filtreleme yeteneğine sahiptir.
Aktif Harmonik Filtreler
Aktif harmonik filtreler, pasif filtrelerle karşılaştırıldığında daha karmaşık ve pahalıdır, ancak çok daha etkilidirler. Aktif harmonik filtreler, harmonik akımı ölçer ve ardından ters akım üreterek bu harmonik akımı sıfıra indirirler.
Harmonik filtreler, doğru şekilde boyutlandırıldığında ve uygun şekilde uygulandığında, elektrik sistemlerinde oluşan harmonik dalgaları etkili bir şekilde kontrol edebilirler. Bu filtreler, enerji sistemlerindeki cihazların daha uzun süre dayanmasını sağlayabilir, enerji kayıplarını azaltabilir ve sistem güvenliğini artırabilir. Harmonik filtrelerin uygulanması genellikle bir elektrik mühendisi veya uzman tarafından yapılmalıdır, çünkü doğru konumlandırma ve boyutlandırma, filtrelerin etkinliği üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.
Elektrik Ağına ve Devre Elemanlarına / Araçlarına Olan Etkileri
Ekipman Hasarı
Enerji Kayıpları
Aşırı Yüklenme
Gerilim Dengesizliği
Kapasitör Zararları
Kontrol Sistemlerinde Sorunlar
Endüktif ve Kapasitif Reaktif Güç
Harmonik analizi yapmak ve gerektiğinde harmonik filtreler veya diğer düzeltici cihazlar kullanarak harmonik etkileri azaltmak veya bu etkileri en aza indirmek önemlidir. Bu, enerji sistemlerinin güvenliğini, verimliliğini ve dayanıklılığını artırabilir.