Doğrusal Olmayan Yüklerde Güç Faktörünün Düzeltilmesi ve Harmonik Bileşenlerin Süzülmesi

Öz

Toplam harmonik distorsiyonu özellikle güç elektronik ekipman ve doğrusal olmayan yüklerin kullanılmasından sonra güç kalitesinin önemli bir konusu oldu. Elektrik sistemlerinin arızasız ve güvenli bir şekilde çalışabilmesi, akım ve gerilim gibi büyüklüklerin 50 Hz frekansta ve sinüsoidal formda olmasına bağlıdır. Bununla birlikte bir çok nedenlerden dolayı bu temel büyüklükler sinüsoidal özelliklerini kaybederek sistemde istenmeyen harmonikler oluşmaktadır. Harmonik distorsiyonun azaltılması ve güç faktörünün iyileştirilmesi için pasif filtrelerin kullanılması çokca tercih edilen bir yöntemdir. Önerilen güç sistemi, üç fazlı gerilim kaynağı, güç trafosu, altı darbeli kontrolsüz doğrultucu, pasif filtre ve R-L endüktif yükünden oluşmaktadır.Altı darbeli kontrolsüz bir doğrultucu 5., 7., 11.,13., 17., 19., vb. harmonik bileşenleri üretir.Üç fazlı kontrolsüz doğrultuçunun giriş akımı toplam harmonik distorsiyonunu azaltmak için pasif filtre kullanılmıştır. Güç sistemi Matlab/Simulink programı kullanılarak modellenmiştir. Simülasyon sonuçları, hem harmoniklerin elimine edildiğini hem de güç katsayının düzeltildiğini   göstermektedir.Pasif filtreler kullanmadan önce güç katsayısı 0,6877 güç sisteminde ise % 12,71 olarak THD_I değeri ölçüldü.  Pasif süzgeçler kullanıldıktan sonra güç katsayısı 0,99 ve THD_I değeri güç sisteminde% 3,591 olarak ölçüldü.

Anahtar Kelimeler

• ,Toplam harmonic distorsiyonu,Non-lineer yükler,Pasife filtreler,Güç faktörü düzeltme

References

1. [1] Dastfan, A., Yassami H. and Rafiei M. R., Optimum Design of Passive Harmonic Filter by Using Game Theory Concepts.Intelligent Systems in Electrical Engineering, Vol. 4, No. 4.2014.
2. [2] Çolak, İ., Bayindir, R. and Kabalci, E., A Modified Harmonic Mitigation Analysis Using Third Harmonic Injection PWM in a Multilevel Inverter Control, 14th International Power Electronics and Motion Control Conference Ohrid, Macedonia, 2010.
3. [3] Germeç, K.E., Erdem H., Time-harmonic analysis in electric power systems, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 30 (2), 263-271, 2015.
4. [4] Bayindir,R. Sağiroğlu,Ş. Çolak,İ.Alper Ö., Investigating Industrial Risks Based on Information Security for Observerable Electrical Energy Distribution System and Suggestions. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 24(34)(715-723).2009.
5. [5] Rashid, H.M., Power Electronics, Circuits, Devices, and Applications, Perason Press, 2014.
6. [6] Adak, S., Cangi, H., Analysis and Simulation Total Harmonic Distortion of Output Voltage Three Level Diode Clamped Inverter in Photovoltaic System, Bitlis Eren University, Fen Bilimleri Dergisi, ISSN 2147-3129,2015.
7. [7] Kocatepe, C., Uzunoglu, M., Yumurtacı, R. ve Arıkan, O., Elektrik Tesislerinde Harmonikler, Birsen Yayınevi, İstanbul 2003.
8. [8] Bhende,CN. Kalam,A. Malla,SG.,Mitigation of Power Quality Problems in Grid-Interactive Distributed Generation System, DE Gruyter:International Journal of Emerging Electric Power Systems, Vol. 17, pp. 165-172, April 2016.

9. [9] Ozdemir, A. Ferikoglu, A., Low cost mixed-signal microcontroller based power measurement technique - IEE Proceedings-Science Measurement And Technology - Vol.151 - pp.253-258 - ISSN : 1350-2344 - DOI : 10.1049/ip-smt:20040242 - JUL - - Article - - 2004 - WOS:000222969400004.
10. [10]Yilmaz, A. S., Alkan, A. and H. Asyali, M., Applications of parametric spectral estimation methods on detection of power system harmonics, Electric Power Systems Research, 78, Issue 4, , pp 683-693, April 2008.
11. [11] Rüstemli, S., Okuducu, E., Efe, S.B., Elektrik Tesislerinde Harmoniklerin Pasif Filtre Kullanılarak Azaltılması ve Simülasyonu, EVK2015: 6. 2015, Enerji Verimliliği Kalitesi Sempozyumu, pp120-124, 4-6 Haziran, Sakarya.
12. [12]Memon, Z. A., Uquaili, M. A. and Unar, M. A., Harmonics mitigation of industrial power system using passive filters. Mehran University Research Journal of Engineering and Technology, Vol. 31, No. 2, pp. 355-360.2012.
13. [13] Bodur, H., Güç Elektroniği, Birsen Yayınevi, İstanbul, 2010.
14. [14]Ayan,K.Arifoğlu,U., Optimizing reactive power flow of HVDC systems using genetic algorithm - International Journal Of Electrical Power & Energy Systems - Vol.55 - pp.1-12 - ISSN : 0142-0615 - DOI : 10.1016/j.ijepes.2013.
15. [15]Anooja C. L. and Leena N., Passive Filter for Harmonic Mitigation Of Power Diode Rectifier And SCR Rectifier Fed Loads. International Journal of Scientific & Engineering Research, Vol. 4, No. 6.2013.
16. [16] Adak,S. Cangi, H., Harmonik Bileşen İçeren Elektrik Tesislerinde Kondansatör Kayıpları, 3eELECTROTECH, sayı: 325,2014, Kasım, p:181-192. 2014.
17. [17] Sekkeli, M., Tarkan N., Development of a novel method for optimal use of a newly designed reactive power control relay. International Journal of Electrical Power and Energy Systems 2013; 44:736-742.
18. [18] Srivastava, K. K., Shakil S. and Pandey A. V., Harmonics & Its Mitigation Technique by Passive Shunt Filter. International Journal of Soft Computing and Engineering (IJSCE) ISSN, pp. 2231-2307.2013.
19. [19]Arifoğlu,U., Matlab9.1-Simulink ve Mühendislik Uygulamaları, Alfa Yayıncılık, 964p. İstanbul-Turkey, 2016.
20. [20] Germeç, K.E., Erdem H., Time-Harmonic Analysis in Electric Power Systems, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 30 (2), 263-271, 2015