Dü¸sük Güç Kalitesi ve Sahada Ortaya Koydu˘gu Olumsuz Etkiler

Günümüz üretim teknolojilerinin otomasyon kavramı ötesinde bireyden ba˘gımsızlı˘gı- nın da endüstri4.0 ile birlikte tartı¸sılıyor olmasıyla, elektrik enerjisinin süreklili˘ginin önemi vazgeçilmez ba¸slıklar arasına girmi¸stir. Enerji kullanıcıları kabaca sınıflandı˘gında; yerle¸sim yerleri, endüstriyel alanlar ve devlet/ticari hizmet sektörü gruplarından olu¸smaktadır. Grup- lanan bu tüketicilerin akıllı uygulamaları geni¸s anlamda kullanır hale gelmesiyle, kesinti ya da dü¸sük güç kalitesi sonucunda olu¸sabilecek maddi kayıpların da kaydının tutuldu˘gu daha belirgin bir süreç geli¸smektedir. Üretim sistemlerinde, dü¸sük güç kalitesi sonucunda mey- dana gelen önemli maddi kayıplar ya da teçhizatların zarar görmesi durumlarında firmalar, zararlarının tanzim edilmesine yönelik adımları kullandıkları akıllı analizör cihazlarla tes- pit ederek, sistem sa˘glayıcılarına fatura etme sınırına dek götürebilmektedir. Zararın tanzim edilmesine yönelik bu süreç zincirleme olarak, da˘gıtım firmalarından iletim a˘gı sistem i¸s- letmeci kurulu¸suna dek uzanabilmektedir. Ülkemizde elektrik iletim altyapısında, sistemin hem sahibi hem de i¸sletmecisi olarak TE˙IA ¸S görev yapmaktadır. Elektrik da˘gıtım altyapısı ise 21 farklı bölgeye ayrılarak özelle¸stirilmi¸s ve günümüzde tamamen özel sektör tarafından

i¸sletilmektedir. ¸Sekil 2.11, bu 21 bölgede da˘gıtım ¸sebekesi tesis, bakım ve i¸sletmesi görevini üstlenmi¸s enerji da˘gıtım ¸sirketleri haritasını göstermektedir [70].

¸Sekil 2.11: Türkiye geneli elektrik da˘gıtım ¸sirketleri haritası [70]

Elektrik iletim ve da˘gıtım alt yapısındaki bu yeni yapılanma ve mü¸steri portföyünün düne göre çe¸sitlilik kazanması neticesinde, dü¸sük güç kalitesinin sahada ortaya koyabilece˘gi olumsuz etkiler zincirleme olarak tüm taraflara yansımaktadır. Gerek da˘gıtım firmalarının mü¸sterilerine kar¸sı gerekse iletim tarafının firmalara kar¸sı sorumlulukları sistemi son derece dinamik ve karma¸sık bir hale dönü¸stürmü¸stür. Öyle ki meydana gelen bir arızanın mü¸steri, da˘gıtım firması ya da iletim tarafında olu¸sup sisteme yansıması neticesinde arızanın kayna- ˘gının hangi tarafta oldu˘gunu tespit etmek adına geli¸smi¸s izleme sistemleri ve analizler ge- rekmektedir. Kesintiler, gerilim çukurları ya da di˘ger olayların ortaya çıkarabilece˘gi maddi kayıplar sistemdeki her oyuncu için büyük önem te¸skil etmektedir. Bu nedenle, dü¸sük güç kalitesinin etkilerini her yönden ortaya koyan bir çok çalı¸sma ve analiz raporu olu¸sturulmu¸s- tur [71–77].

¸Sekil 2.12 ile [77] çalı¸smasında özetlenen bir analize ait sonuçlar gösterilmi¸stir. Burada, güç kalitesi olay türlerine dayalı görülme sıklıkları yüzde de˘ger olarak verilmi¸stir. Kayna˘gı EPRI tarafından yapılan bir çalı¸smaya dayanan bu analiz; Birle¸sik Devletler genelinde, 10 yılın üzerinde bir zaman dilimi süresince ticari ve endüstriyel tüketicilerden elde edilen güç kalitesi problemlerinin yorumlanması sonucunda ortaya çıkmı¸stır [78]. Tüketici tarafında meydana gelen güç kalitesi problemlerinin yakla¸sık olarak yarısının gerilim dü¸smesi ya da yükselmesi kaynaklı oldu˘gu görülmektedir. Takip eden problemlerin ilk sırasına harmonik

bozulmalar yerle¸smi¸stir ve bunu sırasıyla kablolama ve topraklama problemleri, anahtarlama sonucunda meydana gelen geçici rejimler, yüklerin etkile¸simi ve di˘ger nedenler takip etmek- tedir.

¸Sekil 2.12: Güç kalitesi problemlerinin türlerine göre görülme sıklıkları

2003 yılı verilerine göre Birle¸sik Devletler ve Avrupa Ülkeleri sanayi sektöründeki güç kalitesi problemleri, sırasıyla yılda170 milyar dolar ve 55 milyar dolar seviyelerinde maliyet de˘gerleri ortaya çıkarmı¸stır [77]. Ülkemiz özelinde meydana gelen güç kalitesi problemle- rinin sektörel analizine ı¸sık tutmak için hazırlanan [77] çalı¸sması ile Türkiye’nin güneyinde bulunan endüstriyel bölgelerde gerçekle¸stirilen ara¸stırma sonuçları sunulmu¸stur. Çalı¸sma ay- rıca, i¸sletmelerdeki güç kalitesi farkındalık derecesini de ölçmeyi amaçlamı¸stır. Çalı¸smada; demir–çelik, enerji santrali, tekstil, kimyasal, gıda, plastik, otomotiv ve ka˘gıt sektörleri içeri- sinden belirlenen24 farklı endüstriyel i¸sletme ile anket yapılmı¸s ve cevaplar yorumlanmı¸stır. Cevaplara göre, yüzde 86 de˘gerinde bir oranla i¸sletmelerin gerilim dü¸sümleri ve kesilme- leri kaynaklı güç kalitesi problemi ya¸sadı˘gı, buna ba˘glı olarak üretim kaybı ve ekonomik zararla yüz yüze kaldı˘gı kanısına varılmı¸stır. Gerilim dü¸sümü ve kesilmesi problemlerinin i¸sletmelerde bir yıl içinde ortalama meydana gelme sıklı˘gı, sırasıyla 78 ve 15 kez olarak kaydedilmi¸stir. Demir–çelik sektörü gibi büyük güçlü i¸sletmelerde olu¸sabilecek ürün kaybı ciddi ekonomik kayıpları ortaya çıkarabilmektedir. De˘gerlendirilen birçok i¸sletmenin geli¸sen teknolojiye ayak uydurmaya istekli olması çalı¸smanın umut veren bir sonucu olarak kayde- dilmi¸stir [77].

Güç kalitesi bozulmaları ve dü¸sük güç kalitesi, özellikle endüstriyel üretim süreçleri- nin kesintili ya da uzun süreli durması, üretim çıktısında kalitesizli˘ge ve kayıplara, sürecin önemli parçası olan otomasyon cihazlarının sık arızalanmasına veya verim dü¸süklü˘gü gibi

önemli maddi kayıplara neden olabilmektedir. ˙Iletim ve da˘gıtım sistemlerinde kurulu olan kesici ve trafolar da dü¸sük güç kalitesinden dolayı olu¸san arızalara maruz kalmaktadır. 2004 yılında, tarım alanlarını yo˘gun olarak besleyen bir iletim bölgesinde, sulama yüklerinden kaynaklanan güç kalitesi problemleri sonucunda TE˙IA ¸S 1,16 Milyon TL de˘gerine ula¸san bir enerji satı¸s kaybına maruz kalmı¸stır [79].

¸Sekil 2.13 ile TE˙IA ¸S bünyesinde bulunan ve güç kalitesi bozulmaları nedeniyle kul- lanım dı¸sı kalan trafolara ait sayısal bilgiler verilmi¸stir. Trafo güç de˘gerleri incelendi˘ginde, meydana gelen zararın büyüklü˘gü açık bir ¸sekilde görülmektedir [79]. Söz konusu güç tra- foları oldu˘gunda satın alma maliyetlerinin katlanarak artması da sorunun boyutunu ortaya koymaya yetmektedir. 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 0 5 10 15 20 25 30 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 T opl am G üç (MV A) K u llanım D ışı Kala n T rafo Sayısı Yıllar

Kullanım Dışı Kalan Trafo Sayısı Toplam Güç (MVA)

¸Sekil 2.13: Kullanım dı¸sı kalan trafo verileri

Bu bölümde, güç kalitesi olay tanımları ilgili standartlar çerçevesinde anlatılmı¸stır. Ek olarak, dü¸sük güç kalitesinin sahada olu¸sturabilece˘gi olumsuz etkiler bir takım veriler ı¸sı- ˘gında aktarılmı¸stır. Yukarıda özetlenenlerle sınırlı olmayacak kadar büyük ölçüde faturalar ortaya çıkaran güç kalitesi problemlerini ülke çapında en aza indirgemek için büyük ölçekli yatırım planları tasarlanmalıdır. Son yıllarda, TE˙IA ¸S bünyesinde gerçekle¸stirilen ara¸stırma faaliyetleri umut vaat eder niteliktedir. Ülkemizdeki iletim ve da˘gıtım hatlarından olu¸san bütüncül sistemin tamamen akıllı ¸sebeke özelli˘gi ta¸sıması için gerekli çalı¸smaların hız ka- zanması gereklili˘gi de ortadadır.