1. Giriş
Kondansatörler yapıları gereği bir alternatif akım güç sistemine bağlandıklarında, reaktif güç üretir . Reaktörler (bobinler) ise reaktif güç tüketir. Bunlar reaktif gücün kontrolünde mekanik anahtarlar ile birlikte kullanılmaktadır.
Sürekli değişim gösteren VAR üretimi ve tüketimi önceleri aşırı veya düşük uyarılmış senkron makinalar ile ve sonraları reaktörler ve bunlara bağlı kondansatörler ile yapılmaktadır. Özellikle son yıllarda yüksek güçlü yarı iletkenlerin üretilmesiyle reaktif gücün kontrolünde gelişmeler sağlanmıştır. Yarı iletkenlerin kullanılmasıyla gerçekleştirilen sistemlere Statik VAR kompanzatörleri adı verilir.
Değişken reaktif güç sağlanmasında senkron reaktör kullanımı bir çözümdür. Bilindiği gibi yüksek güçlü enerji sistemi ile paralel çalışan bir senkron makinanın uyarma akımı değiştirilerek reaktif güç denetimi yapılabilir. Yükün aktif ve reaktif güçleri sürekli ölçülüp uyarma akımı geri beslemeli olarak ayarlanırsa güç katsayısının sabit kalması sağlanmış olur. Dinamik kompanzasyon adı verilen bu yöntemin sakıncaları aşağıdaki gibidir.
• Döner makine kullanılması ve eylemsizlik momentinin bulunması,
• Cevap süresinin yeterince yüksek olmayışı,
• Üç fazda ayrı ayrı denetim olanığının bulunmayışı.
Bu yüzden dinamik kompanzasyon düzenekleri yaygın biçimde kullanılmamaktadır. Dinamik kompanzasyonun yukarda sayılan sakıncaları tristörlü devreler sayesinde ortadan kaldırılmıştır. Besleme sistemine tristörler üzerinden denetimli olarak reaktif güç veren statik VAR kompanzasyonu düzenekleri endüstride özellikle güç katsayısının hızlı değiştiği uygulamalarda dinamik kompanzasyona tercih edilmektedir. Statik VAR kopanzatörleer genelde ark ocakları ve demir yolu şebekeleri gibi yüksek güç sistemlerinde kullanılır. Güç iletim sistemlerinde gerilim destekleyici, endüstriyel yüklerde güç faktörünü ayarlamak ve yükü dengelemek amacıyla kullanım alanını bulurlar.
İlk kurulan ve hala çalışan statik VAR kompanzatörlerinden biri amerika’da 40 MVAR gücündeki minnesota güç merkezi shannon alt istasyonu (1978) dur. 1978 den bu yana statik VAR kompanzatörlerin güç sistemlerinde uygulanmasında oldukça büyük bir artış vardır.
2. Statik VAR Kompanzatörlerin Temel Özellikleri
Statik VAR kompanzatörler temel olarak ayarlanabilen bir reaktör ile kondansatörden oluşmaktadır. Şekil - 1 ‘de ideal bir kompanzatör görülmektedir. İdeal kompanzatör sürekli reaktif güç ayarlaması yapabilen, cevap gecikmesi olmayan ve sınırsız bir aralıkta çalışabilen cihaz olarak tanımlanabilir. Pratikte sınırsız ayarlama yapabilen kompanzatörün gerçekleştirilmesi imkansızdır. Statik kompanzatörler güvenilirlik, hızlı cevap verme ve işletme esnekliği gibi özelliklere sahiptir.
Şekil-1: İdeal kompanzatör.
Kompanzatörün reaktif gücü, terminal gerilimindeki küçük bir değişikliğe hızlı cevap verecek şekilde değişmelidir. Özellikle flijer etkisini azaltmak , ancak çok hızlı cevap yeteneğine sahip kompanzatör tipleriyle gerçekleştirilebilr. Reaktif akımın değeri ileri veya geri güç faktöründe , kompanzatörün çalışma prensibi ve tasarım özellikleriyle sınırlıdır.