Sözlük · Enerji
Cos φ (cos fi) nedir?
Güç faktörü
Cos φ, aktif gücün görünür güce oranıdır (P ÷ S). 1'e yaklaştıkça şebekeden çekilen akımın daha büyük kısmı faydalı işe dönüşür ve reaktif pay azalır.
VOLSOFT mühendislik ekibi ·
Cos φ (cos fi), alternatif akımda aktif gücün (P, kW) görünür güce (S, kVA) oranıdır ve güç faktörü olarak da anılır. φ, gerilim ile akım arasındaki faz açısıdır; endüktif yüklerde akım gerilimin gerisinde, kapasitif yüklerde önündedir. Cos φ 1’e ne kadar yakınsa tesis şebekeden o kadar az reaktif enerji çeker.
Güç üçgeni: P, Q ve S
Aktif güç (P) iş yapan, ısıya ve mekanik güce dönüşen kısımdır. Reaktif güç (Q, kVAr) motor ve trafoların manyetik alanını kurmak için şebekeyle gidip gelen kısımdır. Görünür güç (S) ikisinin vektörel toplamıdır:
- S² = P² + Q²
- cos φ = P ÷ S
- tan φ = Q ÷ P
Örneğin 100 kW aktif güç çeken bir tesiste cos φ 0,80 ise görünür güç 125 kVA, reaktif güç 75 kVAr olur. Aynı iş için cos φ 0,98’de görünür güç yaklaşık 102 kVA’ya iner. Aradaki fark kablo, şalt ve trafoda boşuna taşınan akımdır.
Cos φ ile EPDK sınırlarının ilişkisi
Faturada cos φ değil, dönem toplamlarından hesaplanan reaktif oran esas alınır: endüktif kVArh ÷ aktif kWh. Bu oran aslında dönem ortalamasının tan φ değeridir. EPDK’nın tarife usul ve esaslarının 13. maddesine göre:
| Abone | Endüktif sınır (tan φ) | Karşılık gelen cos φ | Kapasitif sınır |
|---|---|---|---|
| Kurulu güç 50 kVA ve üstü | %20 | ≈ 0,981 | %15 |
| Kurulu güç 50 kVA altı | %33 | ≈ 0,950 | %20 |
Sınırı “aşan” oran bedele yol açar; tam sınırdaki değer bedel doğurmaz. Bu sınırlar ve dönüşümler, sitedeki reaktif enerji kontrolü aracı ile aynı kaynaktan alınmıştır.
Karıştırılan kavramlar
| Cos φ | Güç faktörü (PF) | Verim (η) | |
|---|---|---|---|
| Tanım | Temel bileşende faz açısının kosinüsü | P ÷ S, harmonikler dahil | Çıkış gücü ÷ giriş aktif gücü |
| Harmonik etkisi | Yok | Var | Dolaylı |
| Kompanzasyonla düzelir mi? | Evet | Kısmen | Hayır |
Sinüs biçimli akımda cos φ ile güç faktörü eşittir. Sürücü, doğrultucu ve UPS gibi harmonik üreten yükler arttıkça güç faktörü cos φ’nin altına düşer. Bu durumda yalnız kondansatör eklemek sorunu çözmez; harmonik filtre de gerekebilir. Verim ise ayrı bir konudur; bkz. IE verim sınıfı.
Neden düşer?
- Düşük yükte veya boşta çalışan asenkron motorlar (motor boşta da mıknatıslanma akımı çeker)
- Boşta bekleyen trafolar
- Arızalı, sigortası atmış veya kontaktörü yapışmış kompanzasyon kademeleri
- Balastlı aydınlatma ve kaynak makineleri
Ters yönde, yük düştüğünde devrede kalan kondansatörler cos φ’yi kapasitif bölgeye taşır ve kapasitif bedel riski doğar.
Ölçüm ve veri toplama
- Anlık ve dönem değeri farklıdır: Panodaki reaktif rölenin gösterdiği anlık cos φ iyi görünse bile, fatura dönem toplamıyla hesaplanır. İzlemede dönem başından beri biriken kWh ve kVArh esas alınmalıdır.
- Endüktif ve kapasitif ayrı tutulmalı: Tek bir “ortalama cos φ” iki yöndeki sapmayı birbirine karıştırır.
- Harmonik bilgisi: Enerji analizörü THD ve gerçek güç faktörünü de veriyorsa ayrıca kaydedilmelidir.
- Ham veri: Analizörlerdeki P, Q, PF ve sayaç değerleri genellikle Modbus register’larından okunur; işaret konvansiyonu (endüktif/kapasitif) cihaz kılavuzundan doğrulanmalıdır.
VOLSOFT, analizör verisini Proxus üzerinde toplayarak cos φ ve reaktif oranı dönem boyunca izlenebilir kılar.
