GÜÇ FAKTÖRÜ
Büyük şebekelerin yükleri çoğu zaman endüktif
karakterdedir. Endüksiyon prensibine göre çalışan trafolar,
motorlar, bobin vb. tüketiciler çalışmaları için manyetik alanın
oluşturulmasında mıknatıslanma akımı çeker. Mıknatıslanma
akımı elektroteknikte reaktif akımdır. Bu akıma karşı gelen güç
ise reaktif güçtür. Bu tüketiciler bağlı bulundukları şebekelerin
güç katsayılarını küçültür. Güç katsayısının küçülmesi enerji
iletim ve dağıtım hatlarında gerilim düşümlerine ve güç
kayıplarına neden olur. Bu durum verimi azaltır. Düşük güç
katsayılı yükler alternatör, transformatör ve devre
elemanlarının kapasitelerinin gereksiz yere büyük
tutulmalarına da neden olur.
Yükün güç faktörü, görünürdeki güce aktif gücün oranı
olarak tanımlanır. Cos Ø, 1’e ne kadar yakın olursa, şebekeden
daha az güç çekilir.
Eğer Cos Ø=1 olursa, 400 V trifaze ana hatlarda 500
KW’ın iletimi 722 A akıma ihtiyaç duyar. Cos Ø=0,6’daki aynı
efektif gücün iletimi çok daha yüksek akıma (1203 A) ihtiyaç
duyacaktır. (P=VxIx Cos Ø )
Bundan dolayı besleme trafoları gibi dağıtım ve iletim
ekipmanları da bu yüksek yük için boyutlandırılmak
zorundadır. Fazla masrafın nedeni, trafo ve jeneratörlerin
sargıları olduğu gibi sistemin tüm akımının neden olduğu,
iletkenlerde oluşan ısıdan kaynaklanan kayıplardır.

Genel şartlarda, bir trifaze sistemin güç faktörü düşerken,
akım artar. Sistemdeki ısı kaybı akım artışının karesine orantılı
olarak artar. Kondansatörün sisteme sağladığı karşıt kapasiteli
reaktif güç, elektrik yükünün ihtiyaç duyduğu endüktif reaktif
güçle telafi edebilir. Bu şebekeden çekilen reaktif güçte bir
düşüşü temin eder ve güç faktörü düzeltme (GFD) adını alır.
Güç faktörü düzeltmenin (kompanzasyon) en yaygın
metotları:
* Tek veya sabit kompanzasyon (Büyük güçte tek alıcılar için)
* Grup kompanzasyon(Grup çalışan endüktif yükler için)
* Merkezi kompanzasyon(Reaktif güç rolesi kontrolü ile)

1

 

Elektrik gücünün büyük çoğunluğu fabrikalara, elektrik kaynaklarından sağlanır. Endüstride kullanılan tesislerde daha çok motor ve transformatörler (trafo) bulunur.

2

 

Bazı akım kaynaklarının beslemesi Gerçek Güç’tür. Bu elektrik enerjisi, ısı enerjisi ve mekanik enerjisine dönüşür. Gerçek Güç şu şekilde üretilir ve harcanır:

3

 

  • Motorun mekanik enerjisi, fiziksel olarak bir yük tarafından çevrilir.

4

 

  • Mekanik enerji, motorun yataklarının sürtünmesini ve hava sürtünmesini yenmesi gerekir.

5

 

  • Isı kaybı da kablonun direncinden, eddy current’den ve hysterisis’den oluşur.

6

 

Reatif güç, fiziksel olarak bir iş gerçekleştirmez. Generatörün mıknatısla, bobinlerinin üzerine aktardığı AC Alternansının geri voltaj indüklemesiyle oluşur.

7

 

Gerçek Güç ile Reaktif  Güç’ün kombinasyonu fabrikaya Görünen Güç olarak iletilir. Çünkü motor bobinleri indüktiftir. Reaktif Güç ve Gerçek Güç, Fazın içinde olmayan bu indüktif gücü besler.

Bu akım hattan generatöre geri gelir.

Görünen Güç’ün Gerçek Güç’e oranına Güç Faktörü denir. Şu formülle açıklanır:

8

 

9

 

Güç Faktörü akımın verimini gösterir. Kaynaktan ne kadar iş yükleneceğini belirtir. Gerçek gücün büyük bir kısmı ve üretecin kullanıma sunduğu enerjinin neredeyse tamamını kapsayan akımın verimidir. Kaynaktaki tüm enerji kullanılıyorsa, Güç Faktörü 1’e eşittir.

Verimsiz akımın çok ufak bir kısmı işe etki eder. Örneğin; motorlar ufak bir yük kaldırdığında dönmek için çok fazla fiziksel bir güce ihtiyaç duymaz. Bu olayda hat akımı daha çok reaktif gücü üretmek için kullanılır. Reaktif güç bobinlerin etrafında magnetik alan oluşturur, ardından gerçek güç iş yapar. Eğer kaynaktan gelen tüm akım magnetik alan oluşturmak için kullanılıyor ve iş yapmıyorsa güç faktörü 0’a eşittir.

Genel olarak güç faktörü fabrikalarda 0.6’dır.

10