Harmonik; akım ve gerilimlerin şebekeye bağlanması ile harmonik akım üreterek kare dalga yaratır. Bu şebeke içerisinde olan gerilim ve akım dalgalarının şekillerini sinüsten uzaklaştırarak dalgaların bozulmasına harmonik denilmektedir. Harmonik nedir diye bakıldığında; dağıtım şebekelerinde gerilim sinüs şeklindedir. Şebekeden çekilen akımında sinüs şeklinde olması beklenmektedir. Ancak günümüzde gerilim ve akım dalgalarını sinüs şeklinde olması zorlanmıştır. Bu gerilim ve akımların farklı şekillerden farklı bir şekle gelmesine harmonik denilmektedir.

İlginizi Çekebilir: Elektrik Taahhüt

Bu harmonik kavramı Fourier Teoremidir. Bu teoreme göre; herhangi bir periyodik dalga halini bileşen frekanslardaki bileşenlerin toplamıdır.

Harmoniklerin frekansları şu şekildedir:

  • 50 hz,
  • 150 hz,
  • 250 hz,
  • 350 hz,

Harmoniklerin kontrol altına alınması önemli bir enerji kalitesi sorunudur.

Harmoniklerden güç elektroniği üretmek, elektrik tesislerinde güç kalitesinde bazı problemlerin ortaya çıkmasına neden olmaktadır. En yaygın olan harmonik kaynak AC frekansıdır. İçerisinde bulunan yarı iletken sayesinde harmonik akımlar üretmektedir.

Harmoniklerin Şebekeye Zararları Nelerdir?

  • Kompanzasyon panolarında harmonik akımları çekerek kondansatörün ömrünü kısaltır.
  • Trafolarda olan gerilimlerde dalga şekilleri bozulur.
  • Elektik motorlarında aşırı ısınmalar olur.
  • Gerilimlerde düşmelere neden olur.
  • Sistemde bulunan kesicilerin hatalı bir şekilde çalışmasına neden olmaktadır.
  • Elektrik motorlarında verimlilik azalır.
  • Motorlarda sarsıntılara neden olur.
  • Trafolarda izolasyon sorunlarına sebep olur.
  • Harmoniklerden oluşacak aşırı gerilim ve akımdan dolayı tesiste bulunan elemanlara zarar verebilmektedir.
  • Dalga şekillerini bozarak güç kalitesinde sorunlar olabilmektedir.

Elektrik alt yapınızda harmoniklerin artması trafolar için ciddi bir problemdir.

Tesislerde Harmonik Oluşturan Kaynaklar Nelerdir?

  • Gerilim regülatörleri,
  • Gazlı lambalar,
  • Trafolar,
  • Motorlar,
  • Ark fırınları,
  • Aküler,
  • Balastlı lambalar,
  • Ledler,
  • Lineer olmaya yükler,
  • Ups’ler,
  • Kompaszasyon panoları,
  • Hız kontrol sürücüleri,

AC sürücüler harmonik kaynaklarından biridir.

Harmonikler Nasıl Ölçülür?

Harmoniklerin analizi ve ölçümü oldukça önemlidir. Harmoniklerin şebekede bulunan gelirim ve dalga şekillerinin bozulması gibi sorunları giderilmesi ve enerji kalitesini artırması önemlidir.

Harmoniklerin multimetre şeklinde ölçümü mümkün değildir. Harmonik analizör ile enerji kalitesi ölçümü yapılmaktadır. Bu harmonik analizör enerji kalitesi ölçümü yapmak için geliştirilmiştir. Aynı zamanda ölçü aletri ile de sistemdeki harmonikler ölçülebilmektedir.

Harmonik Nasıl Önlenir?

Harmonik filtreleme; bir sistemde bulunan harmonikleri filtreleyerek sistemdeki ekipmanların aşırı ısınması önlenebilmektedir. Bu şekilde devre kesiciler yanlış girilmesi önlenmektedir. Bu yanlış kesilmeler sonucunda güç kalitesi iyileşir. Aktif ve pasif filtre olmak üzere iki çeşit bulunmaktadır.

Aktif filtreleme sistemi; bu filtreler lineer şeklinde olmayan aktif olan elemanların çektikleri akım harmonikleri karşılamaktadır. Şebekede akım çekilmesini sağlamakta olan güç elektroniği sistemlerinde kullanılan filtredir. Bu aktif filtreler, sistem içerisinde olan harmonik akımları ölçerek sisteme dengeleme akımı üretir. Bunun sayesinde harmonik akımlar ortadan kalkar. Lineer akım dalga formları tekrar oluşturulur. Aktif filtreler harmonikleri önemli ölçüde azaltmaktadır. Bunun sayesinde reaktif gücü de düzenler.

Pasif filtre sistemi; kompanzasyon panolarında rezonans durumunu engelleyen filtredir. Kondansatör ve reaktörün seri bağlanması durumunda rezonans durumu ortaya çıkmaktadır. Bu çıkan durumu pasif filtreleme sistemi ile engellemek mümkündür. Pasif filtreler ile harmoniklerin akımının süzülmesi sağlanmaktadır. Sistemde olan C ve L değerlerini ayarlamaktadır. Pasif filtreleme malzemeleri; giriş reaktörü, çıkış reaktörü, şönt reaktörü, kondansatördür.

Harmoniklerin bozulması kötü bir haberdir. Bu bozulmalar sonucunda beklenmeyen maliyetler ortaya çıkmaktadır. Harmoniklerin azaltılması veya düşürülmesi kullanılan cihazların ömrünü uzatmaktadır. Aynı zamanda enerji tasarrufu da yapılmaktadır. Harmoniğin azaltılmaya çalışmasının sebebi; sorunların orataya çıkmasını önlemek içindir. Harmonik azaltma ile; cihazların ömürleri uzar, verimlilik artar, elektronik cihazların arızaları azalır ve maliyet kaybı yaratmazlar.

Evlerde bulunan televizyon, bilgisayarlar, aydınlatmalar gibi ekipmanlar harmoniklere neden olabilmektedir. Bankalar, ofisler, alışveriş merkezleri harmonikler üretmektedir. Harmoniklerin bozulmasının en büyük neden ise artan güç talepleridir. Aynı zamanda güç kalitesininde bozulması ile her işletme için finansal etkisi olmaktadır.