Güç Konusunda Temel Kavramlar
Günümüzde Güç konusunda temel kavramlar hususunu ele alacak olursak sinüzoidal ve non-sinüzoidal şartlarda güç tanımlamaları için farklı yaklaşımlar olduğu gözlemlenmektedir (IEEE Standart Sözlüğü). Genel olarak sinüzoidal
şartlarda tanımlanan güç bağıntılarında mutabakat olmasına rağmen nonsinüzoidal şartlar altında reaktif güç, distorsiyon
gücü için yapılan tanımlar tatmin edici değildir ve akademik çevrelerde bu konularda süregelen çalışmalar vardır.
Sinüzoidal şartlarda Reaktif Güç Ölçümü
Temel Kavramlar
Sinüzoidal şartlarda reaktif güç,
Q=VIsinPhi
bağıntısıyla hesaplanmaktadır. Bu bağıntı ile tanımlanan reaktif güç;
– yönlü bir büyüklüktür,
– ani gücün çift yönlü titreşen bileşeninin genliğine eşittir,
– bir döngü boyunca depolanan elektromanyetik enerjinin
ortalamasını aşan depo elektrostatik enerjinin büyüklüğü ile orantılıdır,
– iletim hatlarında gerilim düşümünün temelinde endüktif etkinin yarattığı
reaktif güç rol oynamaktadır.
Non-sinüzoidal şartlarda reaktif güç tanımı sinüzoidal durumdaki tanıma
bazı ilaveler içerir. Fakat reaktif güce reaktifliği kazandıran olgunun ne
olduğu sorusu cevaplanmalıdır: Bu enerjinin osilasyon yapması mı, yoksa başka bir olgu mu?
Örneğin Budeanu’nun savunduğu reaktif güç tanımı "yük ve kaynak arasında osilasyon yapan
fakat yük tarafından absorbe edilmeyen gerilim düşümlerine, iletim kayıplarına sebep olan
güçtür" ama aslında sadece depo elemanlar değil tristör kontrollü (yani faz kontrollü) yükler de
akım ve gerilim arasında faz kaymasına sebep olmaktadır! ve resistif karakterde bir yük
için bile reaktif güç ortaya çıktığı görülmektedir. Sinüzoidal bir kaynak tarafından beslenen ve
triyak ile kontrol edilen rezistif bir yükün zaman domeninde benzetimi yapılarak bu önemli husus
gözlemlenebilir. .Burada elde edilen reaktif güç, enerji osilasyonu içermemektedir! Dolayısıyla klasik
Budeanu Reaktif Güç tanımının yetersiz oldugu gözlemlenmektedir [Kaynak IEEE 1459-2000]
Günümüzde kullanılan Reaktif Güç Ölçüm Metodları
Enerji transfer temelde ilk harmonik bileşen ile yapılmakta ve diğer harmonikler gürültü
olarak ifade edilerek hesaplamaya katılmamaktadır. Bu tanıma göre ilk harmoniğin reaktif değeri Q1=V1.I1.sinPhi1 ve QF=SQRT(sqr(URMS)-sqr(IRMS)-sqr(P)) kullanılarak reaktif güç ölçümü yapılmaktadır ve piyasadaki birçok ölçü aletinin bu prensibi kullandığı görülebilir. (Not: QF= Fryze Reaktif Gücü)
Fryze (Üçgen) Metodu
Güç hesaplamalrında D distorsiyon gücü yokmuş gibi davranılıp D=sqrt(sqr(U)-sqr(S)) bağıntısından
S (fazör güç)=U (görünür güç) kabul edilip S ye görünür güç denir oluşan güç üçgeni
vasıtasıyla reaktif güç ölçülür. Fakat harmoniklerin bulunması durumunda çok büyük hatalar
oluşacağı aşikardır.
Faz Kaydırma Metodu
Reaktif Güç ölçümü için kullanılan en yaygın metodtur. Akım ve gerilim işaretlerinden biri
T=1/f olacak şekilde T/4 kadar geriye kaydırılır, diğeri olduğu gibi alınır ve Q hesaplanır.Reaktif Güç için tıpkı aktif güç hesaplar gibi ama gerilim 90 derece geriden izlenerek Q bulunmaktadır.
Bu ölçüm sadece temel frekanslarda doğru sonuç vermektedir, frekansın doğru olarak
ölçümünü gerektirir, frekansın değiştiği durumlarda sorunlar oluşur.
Alçak Geçiren Filtre Metodu
Reaktif güç ölçümünde kullanılan bir başka metoddur. Frekans üzerinde sabit bir 90 derecelik faz kaydırılması, işaretin 20 dB/decade zayıflamasını oluşturur. Tek kutuplu alçak geçiren
bir filtre ile gerçekleştirilebilen bu çözümde eğer kesme frekansı, temel frekansın çok daha
altında olursa temel frekans üzerindeki herhangi bir frekans değeri için de 90 derecelik bir faz kayması yapılabilir. Bu ölçüm metodu da, hat frekansı değişiminden çok etkilenir.