معامل القدرة الكهربائية - طرق التحسين والفوائد

قد يهمك أيضا

معامل القدرة الكهربائية - طرق التحسين والفوائد 

يسهم تحسين عامل القدرة في زيادة القدرة الفعالة للمولدات الكهربائية، ومضاعفة كفاءة الوحدات الكهربائية المتصلة بالشبكة، فضلاً عن الحد من تكاليف نقل الطاقة الكهربائية. يتضح من معادلة القدرة الفعالة (P=S CosØ =VT IT CosØ) أنه كلما زاد عامل القدرة زادت القدرة الفعالة، وكلما انخفض عامل القدرة قلت القدرة الفعالة. وللحفاظ على قيمة القدرة الفعالة نفسها عند انخفاض عامل القدرة، يجب زيادة التيار، أي زيادة قدرة وحدات التوليد، وهذا يؤدي الى ارتفاع تكلفة المنشأة. يمثل الشكل العلاقة الاتجاهية المبينة ، اذ ان القدرة غير الفعالة في المواسع تعاكس القدرة غير الفعالة في الملف، ويمكن التخلص بسهولة من قدرة الملف غير الفعالة في الدارة بإضافة مواسع إليها، والاقتراب به من الواحد الصحيح، وهذا يسمى تحسين معامل القدرة. فإذا اريد تحسين عامل القدرة لدارة تيار متناوب فلا بد من ربط مواسع على التوازي بالدارة، اذ يؤدي ذلك الى التقليل من الفاقد، وهبوط الفولتيه، ويحد من تكاليف استهلاك الطاقة في الالآت، والعناصر الكهربائية، والمحركات الحثية كلها، التي تمثل معظم الاحمال الصناعية والأفران الحثية، والملفات الخانقة، والأنظمة المغناطيسية، والكشافات الفلورية. والجدير بالذكر أن المواسعات تعد من أكثر الأجهزة استخداماً في تحسين عامل القدرة وتصنع مواسعات القدرة حالياً باشكال وحجوم مختلفة.

طرائق تحسين معامل القدرة يمكن تحسين معامل القدرة بإحدى الطريقتين الآتيتين:

1- تثبيت القدرة الفعالة (constant kW correction) باستخدام المواسعات 

2- تثبيت القدرة الظاهرية (constant KVA correction) باستخدام محركات تزامنية. 

والمثال الاتي يبين العلاقة في حالة التوصيل على شكل نجمة، والتوصيل على شكل مثلث. مثال محرك أحادي الطور، قدرة 6kW يعمل بفولطية 240v، وتردده 50Hz، وعامل قدرته 0.5 : 

 جد قيمة ما يأتي

1- التيار الذي يسحبه المحرك 

2- القدرة الظاهرية للمحرك 

3- القدرة المراكسة

مثال 

استبدل بالمحرك في المثال السابق محرك آخر له القدرة والفولتيه نفسها، ولكن بعامل قدرة أكبر 0.8 جد قيمة ما يأتي 

1- التيار الذي يسحبه المحرك 

2- القدرة الظاهرية للمحرك

طرائق ربط المواسعات لتحسين معامل القدرة:

توجد طرائق لربط المواسعات التي تتوافر منها أنواع وأشكال مختلفة اعتمادا على الشركات المصنعة لها، وهذه الطرائق هي:

1- الربط المباشر (الثابت) بالحمل 

توصل المواسعات مباشرة على التوازي بالحمل توصيلاً منفصلاً. وللحصول على أفضل كفاءة ممكنه، يجب ان يكون المواسع أقرب ما يكون من الحمل، علماً بأنه يمكن تشغيل المواسعات وفصلها بصفتها وحدة واحدة انظر الشكل التالي:

من مزايا هذه الطريقة امكانية ربطها على شكل مجموعات، وعمل المجموعات معاً كما في الشكل التالي 

2- الربط الأوتوماتيكي 

في هذه الحالة يفضل وجود جهاز (Automatic Reactive Powe Control Relays) ولربط المواسعات مركزيا عند لوحة التوزيع الرئيسة لتحسين عامل القدرة على أحمال المنشأة الصناعية جميعها. انظر الاشكال الاتية 

3- الربط الاوتوماتيكي بالمباشر (المركب) 

يعد الجمع بين هاتين الطريقتين مجديا اقتصاديا ويجمع مزايا كل منهما. انظر شكل الربط المركب لتحسين معامل القدرة كما في الشكل التالي 

فوائد تحسين معامل القدرة :

1- تقليل كمية التيار المسحوبة من المصدر، ما يؤدي الى تخفيض نسبة الفاقد من الفولتية والقدرة، ويقلل من التكاليف باستخدام موصلات ذات مساحة مقطع أقل.

2- تقليل القدرة الظاهرية للمولدات والمحولات 

3- تخفيض تكاليف المنشآت، وتكاليف الطاقة عن طريق تخفيض قيمة استهلاك الطاقة الكهربائية، فتنخفض قيمة فاتورة الكهرباء الشهرية المدفوعة، ما يؤدي الى انخفاض تكاليف الإنتاج في المصانع والشركات.