Elektrik Tesisatı & Güç Sistemleri Orta Seviye

Kompanzasyon ve Harmonik Filtreleme

Hazırlayan: VoltGuard Mühendislik Ekibi · Son gözden geçirme: 24.10.2026

Bu ders; kondansatör bankasının boyutlandırılmasını, kademe planını, harmonikli şebekede rezonans riskini, reaktörlü (detuned) kompanzasyonu ve aktif harmonik filtrenin ne zaman gerektiğini anlatır.

Ön koşul ve ilgili kaynaklar: Elektrik Tesisatı ve Güç Sistemlerine Giriş · Reaktif Güç Kompanzasyonu · cosφ 0,98 iken neden reaktif bedel geliyor? · Kompanzasyon kontaktörü arızaları

Öne Çıkanlar

En küçük kademe, tesisin en düşük yükteki reaktif ihtiyacına göre seçilir; toplam güç çoğunlukla 6-12 kademeye bölünür.
Dağıtım şebekesine bağlı ve kurulu gücü 50 kVA ve üzerindeki tesislerde aylık sınırlar %20 endüktif ve %15 kapasitiftir. %20 endüktif sınırı cosφ ≈ 0,981'e karşılık gelir.
Kondansatörler şebeke endüktansıyla bir rezonans frekansı oluşturur. Bu frekans tesisteki bir harmoniğe yakınsa akım ve gerilim büyür.
Reaktörlü kademeler rezonans frekansını en düşük önemli harmoniğin altına çeker; reaktörsüz kademeler aynı barada kaldıkça risk sürer.

Kondansatör Kademelendirme Mantığı

Tesisin reaktif ihtiyacı gün içinde değişir. Reaktif güç rölesi cosφ'yi (veya reaktif gücü) sürekli ölçer ve kademeleri devreye alır ya da çıkarır. Kademeler 1:1:2:2 veya 1:2:4 gibi serilerle planlanır; böylece az sayıda kontaktörle çok sayıda toplam değer elde edilir. Bu kademe planı, harmonik filtreli kompanzasyon panolarının tasarımında da ilk adımdır.

Örnek 1: 12 kademe × 25 kVAr = 300 kVAr; 25 kVAr adımla 25-300 kVAr arası.
Örnek 2: 6 kademe (12,5-12,5-25-50-100-100) = 300 kVAr; 12,5 kVAr adımla aynı aralık, daha az kontaktör.
Kademe sayısı az olursa cosφ salınır; fazla olursa maliyet ve pano boyutu artar. Rölede yeniden bağlama gecikmesi, kondansatörün deşarj süresinden kısa olmamalıdır (IEC 60831-1: 3 dakikada 75 V'un altına).

Kompanzasyon Gücü Nasıl Hesaplanır?

Son 12 ayın faturasından aktif (kWh) ve endüktif/kapasitif reaktif (kVArh) enerji alınır. Mümkünse bir haftalık enerji analizörü kaydı da yapılır.
Ortalama cosφ = kWh / √(kWh² + kVArh²).
Sınır kontrolü: EPDK Tarife Uygulamalarına İlişkin Usul ve Esaslar (Kurul Kararı 5999-3, RG 31.12.2015/29579) Md. 13'e göre kurulu gücü 15 kW'a kadar olan kullanıcılara reaktif bedel uygulanmaz. 50 kVA'nın altında sınırlar %33 endüktif ve %20 kapasitif, 50 kVA ve üzerinde %20 endüktif ve %15 kapasitiftir. %20 sınırı cosφ ≈ 0,981'e denk geldiği için hedef genellikle 0,99 (tanφ ≈ 0,14) seçilir. Güncel metni EPDK'dan kontrol edin.
Gerekli güç: Q_c = P × (tanφ_mevcut − tanφ_hedef). Burada P, kompanzasyonun karşılaması gereken tasarım (tepe) aktif gücüdür (kW); aylık kWh değeri değildir.
En küçük kademe, en düşük yükteki (gece, hafta sonu) reaktif ihtiyaca göre seçilir. Böylece düşük yükte kapasitif sınır aşılmaz.

Hesabı denemek için kompanzasyon hesaplama aracını ve yük kompanzasyonu uygulamasını kullanabilirsiniz.

Harmonik ve Kondansatör: Rezonans

Kondansatörün reaktansı frekansla azalır (X_C = 1 / (2πfC)), şebekenin endüktif reaktansı ise frekansla artar. Kondansatör bankası ile şebeke endüktansı (çoğunlukla trafonun kısa devre reaktansı) paralel bir rezonans devresi oluşturur. Yaklaşık rezonans frekansı:

f_r ≈ f₁ × √(S_k / Q_c), burada S_k baradaki kısa devre gücü, Q_c devredeki kondansatör gücüdür.

Örnek: 1000 kVA, uk = %6 trafo için S_k ≈ 16,7 MVA. 400 kVAr devredeyken f_r ≈ 50 × √(16.700/400) ≈ 323 Hz olur. Bu değer 5. ve 7. harmoniğe (250 Hz ve 350 Hz) yakındır. Devreye giren kademe sayısı değiştikçe rezonans frekansı da kayar. VFD ve doğrultucu yükleri bu harmonikleri ürettiği için reaktörsüz bankada akım büyümesi, kondansatör ısınması ve sigorta atması görülür. İki çözüm vardır:

Reaktörlü (detuned) kompanzasyon: Her kademeye seri reaktör eklenir ve kademenin rezonans frekansı 5. harmoniğin altına (p = %7 için 189 Hz, %14 için 134 Hz) çekilir. Reaktör, kondansatör uçlarındaki gerilimi U / (1 − p) oranında yükseltir. Bu nedenle %7 reaktörlü kademede kondansatör anma gerilimi en az 440 V, çoğunlukla 460-480 V seçilir.
Aktif harmonik filtre (AHF): Yük akımındaki harmonikleri ölçüp ters fazlı akım enjekte eder. Doğru boyutlandırıldığında bağlantı noktasındaki THDi'yi IEEE 519'daki hedef düzeylere indirebilir. Tesiste reaktörsüz kondansatör kademeleri kalıyorsa rezonans riski ortadan kalkmaz; bu kademelerin de reaktörlü hale getirilmesi gerekir.

Reaktör Oranı Seçimi

Reaktör oranı (p)	Ayar frekansı (Hz)	Uygun harmonik profili
%5,67	210	Ağırlıklı 5. harmonik, düşük THDv
%7	189	5. ve 7. harmonik; sanayide en yaygın seçim
%14	134	Belirgin 3. harmonik bileşeni olan tesisler

3. harmonik ve katları dengeli üç fazlı yükte sıfır bileşen gibi davranır ve nötr iletkeninde toplanır. Üçgen bağlı, nötr bağlantısı olmayan kondansatör bankasına sıfır bileşen akımı akmaz. Ancak tek fazlı yüklerin dengesizliği nedeniyle 3. harmoniğin pozitif ve negatif bileşen kısmı bankayı etkiler. Bu bileşen belirginse (ofis, bilgi işlem, LED ağırlıklı tek fazlı yükler) %14 reaktör seçilir; aksi halde %7 yeterlidir.

Aktif Harmonik Filtre (AHF)

IGBT tabanlı AHF'ler harmonik filtrelemenin yanında reaktif güç ve yük dengesizliği kompanzasyonu da yapabilir. Tipik kullanım alanları:

Veri merkezi, hastane, tıbbi görüntüleme
Çok sayıda VFD içeren üretim tesisleri
UPS besleme grupları
Harmonik sınırı bağlantı şartı olarak verilmiş tesisler

AHF'nin maliyeti, aynı reaktif gücü sağlayan reaktörlü bankaya göre belirgin biçimde yüksektir. Bu nedenle AHF çoğunlukla reaktörlü bankayla birlikte, yalnızca harmonik akımı karşılayacak boyutta seçilir.

Saha Uygulama Kararı

Karar yalnızca THDi değerine bakılarak verilmez. Önce en az bir haftalık enerji kalitesi ölçümü yapılır. Ardından aşağıdaki adımlar izlenir:

Harmonik üreten yük oranı: Harmonik üreten yüklerin gücü (G_h) trafo gücüne (S_n) oranlanır. Yaygın ön seçim kuralı: G_h/S_n ≤ %15 ise standart banka, %15-25 ise reaktörlü banka, daha yükseğinde reaktörlü banka ile filtre birlikte değerlendirilir.
Rezonans kontrolü: Her kademe kombinasyonu için f_r hesaplanır. Ölçülen harmoniklerden birine yakın düşüyorsa reaktörsüz banka kullanılmaz.
Gerilim distorsiyonu: THDv yüksekse (ör. AG'de %5 üzeri) reaktörlü banka tercih edilir.
Hızlı değişen yükler: Kaynak makineleri, presler ve vinçlerde kontaktörlü kademe yetişmez. Tristör anahtarlamalı kademe, SVG veya AHF değerlendirilir.

Kademe ve rezonans davranışını VoltSim Kompanzasyon modülünde, harmonik spektrumunu harmonik/THD uygulamasında inceleyebilirsiniz.

Sırada Ne Var?

İleri seviye: Trafo İşletmesi ve Kısa Devre Koordinasyonu
Teorik temel: Harmonik Nedir?

Bu içerik eğitim amaçlıdır. Kompanzasyon tasarımı ölçüme dayalı yapılmalıdır. Reaktif sınırlarını güncel EPDK metninden kontrol edin.

Kompanzasyon ve harmonik projesi için mühendislik desteği alınÖlçüm, boyutlandırma ve pano imalatıyla rezonans riskini azaltan bir çözüm kuralım.

Harmonik Filtreli Kompanzasyon Teklif Al

← Tüm dersler: VoltGuard Akademi