40 YANGIN VE GÜVENLİK • MAYIS - HAZİRAN / 2025 MAKALE ELEKTRİK TESİSLERİNDE YÜKSEK FREKANSLI BİLEŞENLERİN ISI ETKİLERİ VE ÖRNEK VAKALAR(*) 1. GİRİŞ Elektrik tesislerindeki en önemli kavramlardan biri tesislerin tükettikleri/ürettikleri gücün kalitesi ve tesisin elektrik şebekesine uyumluluğu konusudur. Tesislerin ve elektrik şebekesinin üretim verimliliği, sürdürülebilirliği ve güvenliği için güç kalitesinin belirli standart değerleri karşılaması gerekmektedir. Bu standart değerler ise belirli gerilim seviyelerine göre gerek IEC gerek IEEE gibi uluslararası standartlarca belirlenmiş ve ülkemizde de hem EPDK hem de TSE tarafından kabul görüp uygulamaya konmuştur. Güç kalitesi fenomenleri arasında en bilinen ve kararlı durum olarak adlandırılabilecek olan kavram ise harmoniklerdir. Standartlarda bahsedilen güç kalitesi parametreleri kısaca çok genel başlıklar olarak aşağıdaki gibi sıralanabilir: • Dalga formu bozuklukları (bu başlığın en çok bilinen fenomeni harmoniklerdir) • Transient • Uzun ve kısa süreli gerilim varyasyonları • Gerilim dalgalanmaları • Frekans dalgalanmaları Harmonikler, temel şebeke frekansının(50/60Hz) tam sayı katları şeklinde, sünizoidal dalga formuna sahip periyodik sinyaller olarak tanımlanmaktadırlar. İçerdikleri yarı-iletken anahtarlama ekipmanları sebebiyle frekans konvertörü, fotovoltaik invertör, enerji depolama sistemlerinde kullanılan invertörler, elektrikli araç şarj istasyonlarındaki vb. gibi elektrik sinyalinin yapısının değiştirilmesi sonucu oluşan harmonikler temel şebeke frekansının(50/60Hz) dışındaki bileşenlerdir ve iletim yoluyla yayılan elektromanyetik girişimlerden biri olarak kavramsallaştırılmışlardır. İletim yoluyla oluşan elektromanyetik girişimler aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir. (1) a) Subharmonik : <50Hz b) Harmonik : 50Hz – 2kHz c) Supraharmonik : 2kHz – 150kHz d) EMC(İletim yol.) : 150kHz – 30MHz IEC 61000 – 2 – 2 (2) standardında 2018’ de yapılan değişikliğe kadar elektrik tesislerinde güç kalitesi bağlamındaki harmonik analizleri hep 2kHz’ e kadar yapılmaktaydı. Fakat 2018 yılından sonra ilgili standardın güncellenmesi nedeniyle literatüre “supraharmonik” kavramı girmiş ve harmonik analizlerinin 2kHz’ in ötesine genişletilmesi ihtiyacı doğmuştur. Supraharmonikler 2kHz ile 150kHz arasında görülen, gerilim ve akım sinyallerindeki yüksek frekanslı dalga formu bozuklukları olarak tanımlanmaktadırlar. Termal stres, izolasyon hataları, gürültü, ekipmanlarda hızlı yıpranma, diğer elektriksel ekipmanlara gürültü yayılımı, RCD’lerin sebepsiz yere açma vermesi, haberleşme hataları ve PLC sinyallerinin sönümlenmesi/sapması gibi oldukça kötü sorunlara sebep olmaktadırlar. Özellikle aktif kontrollü frekans konvertörleri(AFE), PV invertörler, elektrikli araç şarj istasyonları gibi örnek verilebilecek olan gerilim kaynaklı konvertörlerde IGBT tabanlı doğrultma ve invertör devrelerinin kullanılması, harmonik analizinin 2kHz üzerinde de yapılmasını ve supraharmoniklerin incelenmesini bir ihtiyaç değil zorunluluk haline getirmiştir. Yapılan birçok araştırma ve saha çalışması supraharmonik etkilerin araştırılmasını ve önlem alınmasının gerekliliğini ortaya koymuştur. Supraharmonik kaynaklara örnek olarak aşağıdaki MERT DİRİK ELEKTRİK – ELEKTRONİK MÜHENDİSİ (*) Uluslararası Katılımlı Yangın Sempozyumu 2024 bildiriler kitabında yayınlanmıştır.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=