Giriş

Aktif Güç, Reaktif Güç, Görünür Güç ve Güç Faktörü gibi temel kavramları anlamak, elektrik güç sistemlerinde sağlam bir temel oluşturmak isteyen her elektrik mühendisi için çok önemlidir. Excel tabanlı bu çalışma, temel güç kavramların anlaşılabilmesi açısından faydalı olacaktır. Bu çalışma, teorik bilginizi güçlendirmenin yanında, Microsoft Excel’i elektrik güç sistemlerini görselleştirmek ve analiz etmek için güçlü bir araç olarak kullanımı hakkında da ipuçları da vermektedir. 

Excel’de Veri Girişi: Güç dinamiklerini analiz etmek için Excel modelimizde aşağıdaki hücrelere veri giriniz:

• Hücre B2: Voltaj Genliği giriniz. (Sistem sabit 50 Hz frekansta çalışacak şekilde ayarlanmıştır)
• Hücre D2: Akım Genliği giriniz.
• Hücre C3: Güç Faktörünü belirtiniz, bu değer 0 ile 1 arasında olabilir.

Sonuçları ve Görselleştirmeleri Gözlemleme:

Veriler girildikten sonra, excel modeli elektrik güç bileşenlerinin nasıl etkileşimde bulunduğunu anlamanızı kolaylaştıran gerçek zamanlı görselleştirmeler ve hesaplamalar sunar:

• Hücre D3 (Faz Gecikme Açısı): Akım ile gerilim arasındaki gecikme açısını görüntüleyin, bu da Güç Faktörünün sisteme etkisini gösterir.
• Güç Üçgeni Görselleştirmesi: Aktif, Reaktif ve Görünür Güç genliklerindeki değişiklikleri gözlemleyin. Bu, bir güç sisteminde bu bileşenlerin birbirleriyle ilişkisini görselleştirmenize, yardımcı olur.
• Hesaplanan Güç Değerleri: Güç üçgeninin yanında, Reaktif, Görünür ve Aktif Güç için hesaplanan değerler net olarak sunulur.
• Sinüzoidal Dalga Formları: Gerilim ve akım için sinüzoidal dalga formlarını aralarındaki güç katsayısına bağlı olmak üzere gecikme açısı ile görselleştirin.
• Aktif Güç Bileşenlerinin Analizi: Akım ile gerilim arasındaki açıya bağlı oluşan Aktif Güç’ün pozitif ve negatif bileşenlerini keşfedin.
• Etkin Aktif Güç Toplamı: Etkin Aktif Gücü, pozitif ve negatif bileşenlerinin toplamı olarak ortaya çıktığını keşfedin.

Pratik Örnekler Farklı Güç Faktörleriyle Sistem Davranışlarını Analiz Etme

Örnek 1: Tamamen Rezistif Sistem

Girilecek veriler:

• Voltaj : 230 Volt
• Akım : 150 Amper
• CosPhi : 1.0

 Gözlemler:

• Faz Gecikme Açısı: 0 derece — gerilim ve akım arasında gecikme (açısal fark) yok.
• Sistem Karakteristik: Tam Rezistif
  • Aktif Güç : 34.5 kW
  • Görünür Güç : 34.5 kVA
  • Reaktif Güç : 0 kVAr
• Gerilim-Akım sinüs dalga formunda da akım ile gerilim arasında bir gecikme olmadığı görülür.
• Tüm aktif gücün pozitif alternans alanında oluştuğu, negatif alternans alanında aktif güç oluşmadığı görülür.
• Toplam Aktif Güç değeri 34,5 kW olarak çıkmaktadır.

Dengesizlik Akımı Nedir? Excel’de Dengesizlik Akımı Hesaplama

 Örnek 2: Rezistif + Reaktif Sistem

Girilecek veriler:

• Voltaj: 230 Volt
• Akım: 150 Amper
• CosPhi: 0.8

 Gözlemler:

• Faz Gecikme Açısı: 36.87 derece — gerilim ve akım arasında gecikme (açısal fark) var.
• Sistem Karakteristik: Rezistif + Reaktif
  • Aktif Güç: 27.6 kW
  • Görünür Güç: 34.5 kVA
  • Reaktif Güç: 20.7 kVAr
• Gerilim-Akım sinüs dalga formunda da akımın gerilimden geride kaldığı (geciktiği) görülür.
• Aktif gücün büyük bir miktarının pozitif alternans alanında, küçük bir miktarının ise negatif alternans alanında oluştuğu görülür.
• Toplam Aktif Güç değeri 28,54 – 0,94 = 27,6 kW olarak çıkmaktadır.

Örnek 3: Tam Reaktif Sistem

Girilecek veriler:

• Voltaj: 230 Volt
• Akım: 150 Amper
• CosPhi: 0.0

 Gözlemler:

• Faz Gecikme Açısı: 90.00 derece — gerilim ve akım arasında gecikme (açısal fark) var.
• Sistem Karakteristik: Tamamen reaktif.
  • Aktif Güç: 0 kW
  • Görünür Güç: 34.5 kVA
  • Reaktif Güç: 34.5 kVAr
• Gerilim-Akım sinüs dalga formunda da akımın gerilimden 90 derece geride kaldığı (geciktiği) görülür.
• Aktif gücün bir miktarının pozitif alternans alanında, bir miktarının ise negatif alternans alanında oluştuğu görülür.
• Toplam Aktif Güç değeri 10,98 – 10,98 = 0,0 kW olarak çıkmaktadır.

Sonuç 

Temel güç kavramlarının görselleştirme yardımı ile daha kolay anlaşılabilmesi için yapılan excel tabanlı bu çalışmayı ekteki dosyayı bilgisayarınıza indirerek, kullanabilir, deneyimleyebilirsiniz.

Excel Belgesi

Excel dosyasını buraya tıklayarak indirebilirsiniz.