تحسين معامل القدرة بالشبكات الكهربائية
المقدمة / كثير من الأحمال الكهربائية تسحب قدرة غير فعالة (KVAR) بجانب القدرة الفعالة (KW) فلو كانت القدرة الغير فعالة مسحوبة من مصدر التغذية (التوليد) فأنها تسبب في ارتفاع الفقد في الجهد وزيادة الفقد في التوليد والمحولات وخطوط النقل والتوزيع ، فبواسطة أجهزة تحسين معامل القدرة تتحسن القدرة غير الفعالة مباشرة على موضع الحمل ويتحسن استقرار جهد الشبكة وتقلل من الفقد فى الخطوط ، وتقلل من تحميل المعدات الموضوعة فى أنظمة التوليد والنقل والتوزيع وبدلك تستطيع المنظومة الكهربائية توليد قدرة فعالة أكثر
ومن المعروف أن الأحمال ثلاثية الطور مثل المحركات تسحب تيار موجي من مصدر التغذية لذلك يحتاج المحرك إلى قدرة غير فعالة لإنتاج المجال المغناطيسي وعليه يكون التيار متأخر عن جهد المصدر بزاوية (f ) وبذلك تسحب هذه الأحمال قدرة ظاهرية (S) أكبر من القدرة الفعالة المطلوبة للتغذية ومن المعلوم أن العلاقة بين القدرة الفعالة والقدرة الظاهرية تعرف على أساس معامل القدرة حيث COS f = P/S والعلاقة بين القدرة الفعالة والقدرة الغير فعالة Q = P ×TAN f وعليه فأن تحسين القدرة الغير فعالة بالشبكات الكهربائية يكون بإستخدام المكثفات .
معلومات عامة /
S = SQR( P2+Q2 )
القدرة الظاهريةS =
S = P× I / COS f
COS f = P/S
معامل القدرة =COS f
Q=P×TAN f
القدرة الغير فعالة =Q
القدرة الفعالة =P
سعة المكثف المطلوبة = QC
QC> Q
تسبب زيادة جهد المصدر (OVER-CORRECTION)
QC > Q
تسبب تحريض ذاتى (SELF-EXCITION)
طرق تشغيل مكثفات القدرة
يوضع المكثف قريب من موقع استهلاك القدرة غير الفعالة وذلك لتحديد مسار تيار هذه القدرة ، وتشغيل المكثفات يكون بإحدى الطرق التالية .
1- تحسين وتعديل أحمال فردية : INDIVIDUAL COMPENSATION
يستعمل فى حالة وجود حمل كبير متصل لفترة زمنية طويلة مع ثبوت معامل القدرة وميزته أن التيارات المسحوبة من المغذيات (FEEDERS) إلى الأحمال تقل وفى حالات كثيرة يتم توصيل المكثفات مباشرة مع نهايات توصيلة الأحمال الفردية ويتم القفل والفتح مع المفتاح الرئيسي مثال على ذلك المحركات المتزامنة وذلك لمنع حدوث تحسين فوقى (OVER COMPENSATION) فى حالة التحميل الجزئي ولمنع حدوث تقويم ذاتي (SELF EXCITATION) فى حالة توقيف المحرك .
2- تحسين وتعديل مجموعة من الأحمال GROUP COMPENSATION
فــى حــالة وجــــود مجموعــــة مـــن الأحمال المختلفة فمن الأفضل تحسين القدرة الغير فعالة
للمجموعة بالكامل .
3- تحسين وتعديل مركزي CENTRAL COMPENSATION
هذا النوع هو الأكثر استعمالا ويستخدم فى حالة وجود مجموعة كبيرة من الأحمال الصغيرة ، تسحب قدرات مختلفة ومتفاوتة كما إن عملية الفتح والقفل لهذه الأحمال فى فترات متغيرة .
تعيين وتحديد سعة المكثف
1- تحديد سعة المكثف لوضع تشغيلي موجود :-
- بواسطة قياس معامل القدرة .
لتحسين معامل قدرة موجود 1COSf الى معامل قدرة أفضل COSf2 يتطلب الأمر إعطاء
قدرة غير فعالة QC حيث QC = P.(TAN f1- TAN f2)
وهذا يعنى أن سعة المكثف المطلوبة لتحسين معامل القدرة COS f1 الى 2COS f تتعين
من قيمة (TANf1 - TAN f2) .
2- تحديد سعة مكثف لخطة مستقبلية
فى هذه الحالة تعتمد الحسابات على القدرة الفعالة والغير فعالة التي سوف تنتج من عملية التشغيل مع دخول معامل (A) يعرف بمعامل اللاثماثل (CONINCIDENCE FACTOR)
وهذه الطريقة تعرف بطريقة تومب (RULE THUMB)
حيث :
QC = 0.3.A.S
وهى تعتمد على أساس تحسين معامل قدرة موجود COSf1 الى معامل قدرة جديد COSf2 = 0.9 .