Kondansatör patlamalarının temel nedenleri şu şekilde sıralanabilir:
• Aşırı ısıya maruz kalma,
• Harmonik distorsiyon kaynaklı sorunlar,
• Gerilim dengesizlikleri,
• Eş yaşlandırma metodu uygulanmadan değiştirilen kondansatör grupları,
• Reaktif güç kontrol rölesinin standart deşarj sürelerine uymaması (minimum uygun süre: 30 saniye).
Kondansatörlerin ısınmasının başlıca nedenleri:
• Sistemdeki harmonikler,
• Uygun tasarlanılmayan pano dizaynları,
• Pano içinde uygun olmayan ürün konumlandırması (örneğin, filtre üstte, kondansatör altta olmalıdır).
Uluslararası IEC 60831 standardına göre dahili deşarj direnci, gerilimi 60 saniye içinde 50 voltun altına düşürecek şekilde tasarlanır. Ancak uygulamada, 30 saniyelik bir süre uygun bulunmaktadır. Daha kısa süreler için kondansatör girişine deşarj bobini veya direnci eklenmesi tavsiye edilir.
Uluslararası IEC 60831 standardına göre dahili deşarj direnci, gerilimi 60 saniye içinde 50 voltun altına düşürecek şekilde tasarlanır.
400V ve 400-440V aralığında tasarlanmış tek gövde kondansatörlerle harmonik filtreli uygulama yapmak uygun değildir. Filtreli kompanzasyon sistemlerinde, kondansatöre seri bağlı filtre nedeniyle gerilim artar. Bu artış, yaygın olarak kullanılan %7 akord frekansında yaklaşık %7 oranında olur.
Bu durumda 400V nominal gerilimdeki bir kondansatörün üzerine düşecek gerilim 428V seviyesine kadar çıkabilir. Sürekli bu seviyede çalışan kondansatör kısa sürede zarar görebilir. Gerilim dayanımı ile ilgili IEC 60831-1 standardındaki maksimum gerilim aşım değerleri ise şu şekildedir:
• Un + %10: 8 saat/24 saat,
• Un + %15: 30 dakika/24 saat,
• Un + %20: 5 dakika/24 saat,
• Un + %30: 1 dakika/24 saat.
Bu durum genellikle şu sebeplerle ortaya çıkar:
• Harmonik distorsiyonlar,
• Gerilim artışı,
• Yüksek pik akımları.
Bu durumların önlenmesi için:
• Kondansatör değerinin bir üst sınırında kompanzasyon kontaktörü kullanılmalı,
• Harmonik filtre eklenmeli,
• Deşarj sürelerine riayet edilmelidir.Bu durumda 400V nominal gerilimdeki bir kondansatörün üzerine düşecek gerilim 428V seviyesine kadar çıkabilir. Sürekli bu seviyede çalışan kondansatör kısa sürede zarar görebilir. Gerilim dayanımı ile ilgili IEC 60831-1 standardındaki maksimum gerilim aşım değerleri ise şu şekildedir:
• Un + %10: 8 saat/24 saat,
• Un + %15: 30 dakika/24 saat,
• Un + %20: 5 dakika/24 saat,
• Un + %30: 1 dakika/24 saat.
Uygun değerde kondansatör seçilmemesi,
• Harmonik rezonans değerlerinin çakışması.
Doğru rezonans değerini tespit etmek için ölçüm talep edilmelidir. Harmonik filtrelerin bağlandığı kondansatör değerlerinden sapılması, rezonans frekansını etkileyerek sistem performansını düşürebilir.
Harmonik filtrelerin ısı artışına sebep olmaması için panoların yeterli hava akışını sağlayacak şekilde tasarlanması gerekir.
Filtreye göre seçim yapmak en doğru yaklaşımdır. Aksi durumda, kondansatöre göre yapılan seçimler etken değerleri düşürebilir. Örneğin, 1000 kVAR 525V sistemde p7 filtre ile birlikte elde edilen etken değer 621 kVAR’a düşer. Bu sebeple filtreli kompanzasyonlarda doğru hesaplama önemlidir.
Sistem, sayaç tarafında kapasitif cezaya neden olurken rölede bu durum görülmez. Röle sadece kendi algıladığı veriyi kompanze edecektir. Bu uyumsuzluğun giderilmesi için sistemin akım trafosundan sonra bağlanması ve GES sistemine uyumlu reaktif güc röleleri ile takip edilmesi gerekmektedir.
Bu durumda sistemin detaylı bir kontrolü gereklidir. Akım trafosundan önce bağlı yüklerin tespiti, sayaç hatası olup olmadığının belirlenmesi ve reaktif rölenin doğruluğunun kontrol edilmesi gerekir.
Kablo tipi ve metrajı dikkate alınarak sisteme SVC (Statik Var Kompanzatör) veya endüktif şönt reaktörler dahil edilmelidir. Bu tür durumlarda profesyonel destek almak için bizimle iletişime geçebilirsiniz.
SVC, sistemde oluşan kapasitif yüklerin seviyesine göre belirlenmelidir. Bu değerler aylık, haftalık veya 24 saatlik sayaç endeksleri ile tespit edilebilir. Ayrıca XLPE kablo uzunluğu, UPS gücü ve lineer olmayan yükler (LED aydınlatma gibi) de dikkate alınmalıdır.
Kondansatörlerden ses gelmesi genellikle sabit gruplarda görülen ve gerilimin yüksek gelmesinden kaynaklanan bir sorundur. Bunun yanı sıra, hatalı imalat da bu duruma neden olabilir.
Harmonik bozunumlar;
• Elektromekanik cihazlarda ve kablolarda aşırı ısınma,
• Makinelerde mekanik titreşimler,
• Ateşleme devrelerinde anormal çalışma,
• Gerilim yükselmeleri ve kablolarda delinmeler,
• Elektronik cihazlarda ve bilgisayar kartlarında arızalar,
• Güç kondansatörlerinde kayıp ve patlamalar,
• Sigorta ve şalterlerin sebepsiz devre dışı kalması gibi sorunlara yol açabilir. Bu arızaları önlemek için kompanzasyon sistemine harmonik filtreler eklenmelidir.
Harmonik bozunumlar genellikle lineer olmayan yüklerden kaynaklanır. Bunlar arasında;
• Kesintisiz güç kaynakları,
• Motor yol vericileri ve sürücüler,
• Bilgisayar ve elektronik aydınlatmalar,
• Kaynak makineleri,
• Güç elektroniği dönüştürücüler bulunur. Bu cihazlar şebekedeki harmonik bozulumu arttırır.
Uzun enerji iletim hatları,
• DC sürücüler,
• Yüksek oranda yarı iletken cihazların bulunduğu tesisler,
• LED ve floresan aydınlatmanın yaygın olduğu hastane, okul ve laboratuvar gibi alanlarda kullanılır.
Statik kontaktörlü kompanzasyon sistemleri, aniden devreye giren ve devrede kısa süre kalan yüklerin reaktif göç kompanzasyonu için kullanılır. Bu sistemler, özellikle vinçler, ark kaynağı ve pres makineleri gibi ani yük değişikliklerinin yoğun olduğu tesislerde çözüm sunar.
Tristörlü hızlı kompanzasyon sistemlerinde, klasik kontaktör yerine kompanzasyona özel tristör modülleri kullanılır. Tristörler, kondansatörlerin 10 ms içerisinde devreye girmesini sağlar ve başlangıç akımlarını engeller.
Hassas ve hızlı kompanzasyon sağlar,
• Reaktif göç cezası ödenmez,
• Kondansatörlerin ömrü uzar,
• Bakım maliyeti azalır,
• Kayıplardan tasarruf sağlanır,
• Modüler sistem sayesinde kompanzasyon gücü ihtiyacına göre artırılabilir.