Reaktif enerji kişisel bilgisayarların, elektronik/dijital cihazların, elektrik makinelerinin, led ve floresan lambaların çalışabilmesi için gerekli olan manyetik alanın oluşturulması için gerekli olan enerji tipidir. Şebekeden çekilen aktif enerji, doğrudan ısıya, ışığa veya harekete dönüşürken reaktif enerji, gerekli manyetik alan oluştuktan sonra şebekeye geri iletilir.

Şebekeden çekilen reaktif enerji miktarı, doğrudan kullanılabilen bir enerji olmadığından, minimumda tutulmaya çalışılır. Aksi halde, şebekeye yarattığı fazla yükten ve uzun vadede yaratacağı olası zararlardan dolayı, şebekeden çekilen aktif enerji miktarı üzerinden hesaplanan kapasitif ve endüktif enerji limitleri sırasıyla %15 ve %20’dir. Ay sonunda bu oranlar sonucunda ortaya çıkan kapasitif ve endüktif enerji limitleri aşıldığı takdirde, elektrik tedarikçileri tarafından tüketiciye cezalar kesilir. Tüketiciye kesilebilecek olası cezaların ortadan kaldırılması, minimuma indirilmesi ve olası arızaların erken tespiti doğrultusunda şebekeden çekilen reaktif enerjinin anlık izlenebilmesi, büyük fayda sağlar.

Şebekeden çekilen reaktif enerjinin minimuma indirilebilmesi için binalara kompanzasyon sistemleri kurulur. Sabit kondansatörler, kontaktörler ve şönt reaktörlerden oluşan kompanzasyon sistemleri, gerekli reaktif enerjinin büyük bir kısmını karşılayıp şebekeden çekilen reaktif enerjinin en aza indirgenmesini sağlar. Ancak, kompanzasyon sistemlerini oluşturan kondansatörler, kontaktörler ve reaktörler arızaya maruz kaldığında, sisteme fazladan kapasitif veya endüktif enerji basılabilir, bu durumda sistemdeki reaktif enerji dengesi bozulur. Dolayısıyla, şebekeden çekilen reaktif enerji miktarına ek olarak, kompanzasyon sistemi tarafından sağlanan reaktif enerjiler de takip edilmelidir.

Grafik 1. Güç Üçgeni

Grafik 1’de görüldüğü üzere Görünen Güç (S), Gerçek Güç (P) ve Reaktif Güç (Q)’ün vektörel toplamıdır. Sağlıklı birkompanzasyon rölesi olan binalarda, şebekeden çekilen reaktif gücün büyük bir kısmının Gerçek Güç (P) olması, çok küçük bir kısmının Reaktif Güç (Q) olması beklenir. Başka bir deyişle, cos(θ) hesaplanan güç faktörü 1 veya -1’i çok yakın olmalıdır. Güç faktörü tam olarak 1 veya -1 olan bir sistem, ideal sistemdir fakat günümüzde ulaşabilen maksimum mutlak güç faktörü 0,99’dur.

Geleneksel yöntemlerle reaktif enerji durumu, günün farklı saatlerinde manuel olarak okunup gün sonunda yine manuel olarak hesaplanır. Bu senaryo, oranlara dair yaklaşık değerler verse de gelişen problemlerde anlık müdahale şansı verememektedir. Bu minvalde Reengen Energy Intelligence Platformu’nun beraberinde getirdiği faydalardan biri reaktif enerjinin anlık olarak takip edilebilmesinde operasyonel verimlilik ve belirli senaryolarda kullanıcılara anlık otomatik alarmların gitmesidir. Bu alarmlar, reaktif enerji yönetiminin yanı sıra gece açık bırakılan cihazların tespiti, UPS ve jeneratörlerin çalışma durumu ve aşırı klima enerji tüketimi tespiti gibi durumları anlık olarak kullanıcıya iletebilir.

Bu vaka analizinde perakende sektöründe lider zincir giyim mağazalarından birinde kompanzasyon rölesi arızasının tespiti ve akabinde alınan aksiyonlara dair bir örnek paylaşacağız.

Ocak ayı içerisinde ilgili mağazaya bulut tabanlı Reengen Energy Intelligence Platform tarafından reaktif limite yaklaşıldığına dair uyarılar, alarmlar aracılığıyla gelmiştir. Uyarılar sonrasında gerçekleştirilen kontroller ve işlemler, aşağıdaki raporda anlatılacaktır.

Şekil 1. Reengen Energy Intelligence Platformu Otomatik Alarm Maili

Reengen Energy Intelligence Platformu üzerinden izlenen Cadde Mağazasından okunan kapasitif enerji değerleri, aktif enerji tüketimi üzerinden belirlenen sınırın üzerine çıktığında, kullanıcılara Şekil 1’de görülen mail gitmiştir.

Bu maile ek olarak devam mailleri (seviye 2 ve seviye 3) de gidince şubedeki reaktif enerji tüketimleri ve güç faktörü, Reengen Energy Intelligence Platformu üzerinden takibe alınmıştır.

Aşağıdaki grafiklerde göreceğiniz üzere, mesai saatleri içerisinde reaktif enerji ve güç faktörü normal değerlerde seyrederken, mesai dışı saatlerde (ortalama 20:00–11:00 arası) kapasitif enerji tüketimi tavan yapmakta, endüktif enerji tüketimi sıfırlanmakta ve güç faktörü dalgalanmaktadır.

Grafik 2. 11–18 Ocak Arası Kapasitif Enerjide Görülen Yükselme

Grafik 2’de mesai saatleri içinde normal değerlerde seyreden, mesai dışı saatlerde anormal derecede ani sıçrayış gerçekleştiren kapasitif enerji tüketimini görebilirsiniz.

Grafik 3. 11–18 Ocak Arası Endüktif Enerjide Görülen Düşüş

Grafik 3’te mesai saatleri içinde normal değerlerde seyreden, mesai dışı saatlerde anormal bir şekilde sıfırlanan endüktif enerji tüketimini görebilirsiniz.

Grafik 4. 11–18 Ocak Arası Güç Faktöründe Görülen Dalgalanma

Grafik 4’te mesai saatleri içinde normal değerlerde seyreden, mesai dışı saatlerde anormal bir şekilde dalgalanma gösteren 3 fazlı güç faktörü trendini görebilirsiniz.

Fark edilen anormallikler sonrası kompanzasyon panosunda gerçekleşmiş olabilecek müdahaleler ve problemler ilgili birimlere iletilmiştir. Durumun kaynağı olabilecek durumlar aşağıda sıralanmıştır:

  • Kompanzasyon panosunda sabit kondansatörler varsa, kompanzasyon gerekmediği saatlerde (mesai dışı saatler) de sisteme reaktif aktararak sistem dengesini bozuyor olabilir.
  • Binanın trafosu varsa, trafonun sabit kondansatörü sistemi etkiliyor olabilir.
  • Reaktif güç rölesinde problem varsa yüklerdeki değişimleri algılayamadığından kontaktörlerin yük durumuna göre açılıp kapanmasında sorun yaşanıyor olabilir.

Yapılan kontroller sonrasında, mesai dışı saatlerde oluşan reaktif enerji anormalliklerinin nedeninin en üst kademedeki sabit kondansatörlerin olduğu tespit edilmiş olup, saha ekibince gerekli müdahaleler yapılmıştır.

Gerçekleştirilen teknik müdahaleler sonrasında reaktif enerji ve güç faktöründe meydana gelen değişimleri aşağıdaki Grafik 5, Grafik 6 ve Grafik 7’de görebilirsiniz.

Grafik 5. Müdahale Öncesi — Sonrası Kapasitif Enerji Trendi

Grafik 6. Müdahale Öncesi — Sonrası Endüktif Enerji Trendi

Grafik 7. Müdahale Öncesi — Sonrası Güç Faktörü Trendi