Enerji kalitesi, günümüzün üretim ve enerji üretim tesisleri için önemli bir husustur. Dengesiz yükler için doğru çözümü bulmak önemlidir. İki ana güç kalitesi sorunu harmonik bozulma ve düşük güç faktörü tarafından üretilen reaktif güçtür. Değişken frekanslı sürücüler, servo sürücüler, LED ışık sürücüleri ve AC’yi DC’ye çeviren diğer cihazlar gibi aygıtlar harmonik bozulmalara neden olabilir. Bir tesisteki diğer ekipman üzerindeki etkileri azaltmak için distorsiyonu belirli bir seviyede sınırlamak önemlidir. Kapasitif veya endüktif olabilen reaktif güç, mevcut dalga formunun, voltaj dalga formuna göre fazları değiştirmesine neden olur. Kapasitans, akıma neden olur ve endüktans gecikmeye neden olur. Güç aktarımında, çoğu yükün endüktif olması nedeniyle, fazla akımın beslenmesiyle sonuçlanan daha fazla reaktif güç vardır. Bu operatöre ek maliyetle güç kaybına ve yüksek sıcaklıklara neden olur. Bu nedenle, düşük güç faktörü varsa, endüstriler ekstra ücretlendirilir.
Harmonikler ve Filtrelerle Engellenmesi
Sinüzoidal bir dalgada harmoniklerin ne zaman üretildiğini anlamak önemlidir. Elektrik ağı sinüzoidal bir voltaj sağlar ve yük, yükün empedansına bağlı olan belirli bir akımı emer.Yanıt lineer ise, voltaj ve akım arasındaki ilişki sabittir. Dirençli bir yükte, örneğin, mevcut dalga şekli sinüzoidal olan voltaj dalgası ile aynı olacaktır ve dolayısıyla bozulma olmadan aynı olacaktır. Yük tepkisi doğrusal değilse, geçerli dalga biçimi gerilim dalga biçimini takip etmeyecek, ancak her anda gerilim ve akım arasındaki orana bağlı olacaktır. Bu nedenle sinüzoidal olmayan bir dalga formu ile sonuçlanacaktır. Doğrusal olmayan bir yükün tipik bir örneği, sürücülerin içine yerleştirilmiş giriş doğrultucu köprü ile temsil edilir.
Harmonik Değerlendirme
Harmonik içeriği değerlendirmek için THD ve TDD parametreleri kullanılır .THD veya Toplam Harmonik Bozulma, yüzde olarak ifade edilir ve aşağıdaki formüle göre hesaplanır: I1’in o andaki akımı temsil ettiği yerde, I2, I3 … o andaki harmonik akımları temsil eder. TDD veya Toplam Talep Bozukluğu, THD’yi hesaplamakla aynıdır, ancak temel akıma değinmek yerine, tam yükün anma akımı olan Ir akımını ifade eder.
TDD Hesabı
THD, yüzde bir anlık değer ile ölçülür ve o anda absorbe edilen yük akımını bilmeden harmonik bozulma miktarının gerçek bir göstergesi yoktur. TDD, anma akımına atıfta bulunur ve anma akımı bilinen bir veri olduğu için harmonik bozulmanın hemen bir göstergesini verir. THD ve TDD anma akımıyla çakışıyor.
Güç Faktörü
Güç faktörü, gerçek güç ile devrede görünen güç arasındaki oran olarak tanımlanır. Güç faktörünün ölçülen değeri -1 ile 1 arasındaki aralıktır. Birden düşük bir güç faktörü, voltaj ve akım dalga formlarının fazda olmadığını gösterir. Negatif bir güç faktörü, üretilen yük tekrar kaynağa geri döndüğünde meydana gelir. Düşük güç faktörünün tipik örnekleri: Doğrusal yükler: asenkron motorlar
Doğrusal olmayan yükler: redresörler Tipik bir elektrik gücü sisteminde, düşük güç faktörüne sahip bir yük, yüksek güç faktörüne sahip bir yükten daha fazla akım çeker. Daha yüksek akım, daha büyük bir kablo teli ve ek çözüm gerektiren enerji kaybını artırır. Bu nedenle, elektrik hizmetleri genellikle düşük güç faktörü olan tesislere daha yüksek bir ücret talep etmektedir.
