Elektrik enerji sistemlerinde harmonik ve filtreleme

Abstract

Elektrik güç sistemlerinde kullanılan enerjinin belirli bir gerilim seviyesinde sabitfrekanslı ve genlikli olması istenir. Fakat bunlar pratikte tam olarak sağlanamaz.Elektrik güç sistemlerinde gerilim-akım karakteristiği doğrusal olmayan elemanlarnedeniyle gerilim ve akım dalga şekli bozularak periyodik formundanuzaklaşmaktadır. Harmonikler sinüzoidal dalga biçiminin bozulması ile ortaya çıkar.Enerji sistemlerinde lineer olmayan yükler, doğrultucular, eviriciler ve ark fırınlarıgibi sistemler tipik harmonik kaynağı örnekleridir. Harmoniklerin elektrik güçsistemleri üzerindeki etkileri ise ek kayıplar ve aşırı ısınma, gerilim düşümleri,rezonans olayları, dielektrik zorlanması, ölçme, koruma ve kontrol sistemlerininhatalı çalışması vb. şeklinde özetlenebilir.Güç Elektroniği Devrelerinin (GED) sistemde meydana getirdiği harmonikler, uzunzamandır bilinmekte ve bu sorun için sürekli kısıtlamalar getirilmektedir.Uluslararası standartlar arasında, en çok rağbet gören standart, IEEE 519standardıdır.Güç sistemlerinin kompanzasyonu için uygulanan yöntemlerden en çok kullanılanıpasif filtrelerle (PF) yapılan kompanzasyondur. Sanayide bolca kullanılan PF'lerGED sektörünün büyümesiyle, popülerliğini kaybetmiştir.Enerji kalitesinin iyileştirilmesine olan talep sonucu, son yıllarda aktif çalışma şekligösteren Aktif Filtreler (AF) üzerindeki yapılan çalışmalar artmıştır. Ek olarak, sonyıllarda AF'lerle yapılan çalışmalar, pratikte de başarılı sonuçlar vermektedir.Yapılan çalışmaların ekseriyetle Paralel Aktif Filtre (PAF) üzerinde yoğunlaşmasınınnedeni, bu filtrelerin akım harmoniklerinin, gerilim harmoniklerinden daha tehlikeliolmasından dolayı, kompanzasyonda daha büyük önem arz etmektedir.

In electric power system, energy is kept on predefined voltage level with constantfrequency and amplitude however; it is not always possible precisely. Due tononlinear factors, voltage and current waveform becomes nonsinusoidal, Thereforeharmonics appear on the power systems. Nonlinear load, rectifiers, inverters are thecommon examples creating harmonics effect on power system such as additionalpower loss, heating, inconstant voltage level, resonance, dielectric constrained,failure of control, safe and measurement systems.The harmonics arising from the Power Electronics Circuits (PEC) in the system areknown for a long time many limitations are designated in order to overcome thisproblem. Of all the international standards, IEEE 519 is probably the most respected.The most applied method for the compensation of power Networks is the use ofPassive Filters (PF). Although the use of PFs has found a wide application area inindustrial areas, these types of filters have lost their popularity with the developmentOf PEC sector. Besides, recent experiences reveal that PFs may cause manyproblems in the power network.Because of the demand for the desire in energy quality, research currently is focusedon the Active Filters (AC), which are simply referred as active-working filters. Inaddition, recent advances on the AFs leaded prosperous experiences in practice. Thereason why the majority of the studies concentrate on the Paralel Active Filters(PAFs) is that these filters can successfully compensate current harmonics. BecauseCurrent harmonics are more dangerous than voltage harmonics in low voltagesystems, compensation of this type of harmonics necessitates more importance.