جدول حساب معامل القدرة له دور أساسي في تصحيح معامل القدرة وتحديد القيم المناسبة لزيادة المعامل.
ونشير إلى أن انخفاض معامل القدرة يعني تدني كفاءة النظام الكهربائي للمنشأة ما يترتب عليه خسائر كبيرة.
نقدم لكم في هذا المقال لمحة سريعة عن مفهوم معامل القدرة، وتأثيره على نظام توزيع الكهرباء وفوائد تحسينه مع وضع جدول جساب معامل القدرة.
معامل القدرة ودوره في أنظمة الكهرباء
تحسين معامل القدرة له دور هام ومؤثر في أنظمة شبكة الكهرباء، وقد يراود البعض عن ما هو معامل القدرة؟
ببساطة: معامل القدرة يقيس مدى كفاءة الطاقة الكهربائية في المصانع.
زيادة هذا المعامل يحسن من كفاءة استخدام الطاقة الكهربائية، بينما انخفاضه يسبب خسائر قادحة بمنظومة الكهرباء والمنشأة.
وهنا يأتي دور تصحيح قيمة معامل القدرة لتصبح أقرب للواحد صحيح مثل (0.98).
ولكن ما الذي يؤثر على هذا المعامل وكيف يمكن تحسين؟
أكثر ما يؤثر على معامل القدرة هو الأحمال الحثية التي تتطلب إنشاء مجال مغناطيسي حتى تعمل مثل المحركات الكهربائية.
وتنقسم القدرة الكهربائية إلى نوعين:
- قدرة حقيقية: هي القدرة المستفاد منها، وتحول الطاقة الكهربائية إلى حرارة أو ضوء أو حركة.
- قدرة تفاعلية (المغنطة): تحافظ على مجال مغناطيسي وهي ضرورية لعمل المحرك الكهربائي الحثي.
ملحوظة: كل محرك كهربائي أو حمل كهربائي به ملفات يحتاج إلى مجال مغناطيسي حتى يعمل.
وهنا يأتي دور معامل القدرة في أنه يحدد العلاقة بين القدرة الحقيقية المقاسة بالكيلو واط (kW) والقدرة التفاعلية المقاسة بالكيلو فار (kVAR).
وتشكل القدرة الحقيقة والتفاعلية ما يسمى بالقدرة الظاهرة S المقاسة بوحدة الكيلو فولت أمبير (kVA).
ويمكن توضيح هذه العلاقة بمثلث القدرة المعروف عند الكثير خاصة من يتعاملون مع المحركات الكهربائية.
جدول حساب معامل القدرة
هناك جداول خاصة نحتاج إليه في تحسين معامل القدرة، وهي من اكثر الطرق شيوعاً وسهولة.
حيث تعطي قيمة المكثف المناسبة لتحسين معامل القدرة وذلك بمعلوميه قيمة معامل القدرة الفعلية والمعامل المراد الوصول له.
حساب قيمة المكثف لتحسين معامل القدرة
مثال تطبيقي 1
منظومة تحتوي على وحدة مكثفات ثابتة القيمة وحمل كهربائي قيمته 100 كيلو واط.
السؤال: ما قيمة قدرة وحدة المكثفات لتحسين معامل القدرة من 0.77 إلى 0.95؟
الحل:
من الجدول أعلاه نجد أن قيمة التقاطع بين القيمة الفعلية (المعامل القديم) والقيمة المراد الوصول لها (الجديدة) تحسب كالتالي:
قيمة معامل الضرب لرفع معامل القدرة × قدرة المحرك الكهربائي
= 0.5 × 100 = 50 كيلو فار
مثال تطبيقي 2:
حمل كهربائي باستطاعة 300 كيلو واط ومعامل قدرة فعلية 0.75 متأخر.
السؤال: احسب القدرة التفاعلية للمكثف لرفع معامل القدرة إلى 0.95؟
الحل:
باستخدام الجدول أعلاه نجد التقاطع يصل إلى قيمة 0.553، فإن قيمة المكثف بالكيلو فار تساوي:
= 0.553 × 300 = 165.9 كيلو فار
قانون حساب قيمة المكثف لرفع معامل القدرة
هناك قانون يمكن بواسطته حساب قيمة المكثف المطلوب لتحسين قيمة المعامل وهي:
Qc = P * (tanθ1 – tanθ2)
حيث:
- Qc = قيمة المكثف بالكيلو فار
- P = القدرة الحقيقية وتقاس بالكيلو واط.
- θ1 = زاوية المعامل الحالي
- θ2 = زاوية المعامل المراد الوصول إليه
ويمكن إيجاد الزاوية من خلال العلاقة التالية:θ = cos-1
مثال: يراد رفع معامل القدرة من 0.7 إلى 0.95 أوجد زاوية كل معامل؟
زاوية المعامل القديم = θ = cos-1(0.7)
θ1= 45.5
زاوية المعامل القديم = θ = cos-1(0.95)
θ2= 18.19
ثم نطبق المعادلة التالية
Qc = P * (tanθ1 – tanθ2)
قد يهمك: ما سبب حساب معامل القدرة للمحركات الكهربائية؟
الخاتمة
إن عملية تحسين معامل القدرة في شبكات الكهرباء يتطلب تصميم علمي هندسي لتحديد قيم المكثفات المطلوبة.
والغاية الأساسية من تحسين معامل القدرة هي:
- خفض فواتير الكهرباء والتكاليف التشغيلية.
- تقليل الفقد في شبكة ا
- لكهرباء.
- زيادة القدرة الاستيعابية لإضافة أحمال كهربائية دون الحاجة لتكبير سعة المنظومة.
- يحافظ على استقرار الشبكة الكهربائية.
ويمكن حساب قيم المكثفات المطلوب لتحسين معامل القدرة بعدة طرق:
- باستخدام جدول حساب معامل القدرة
- باستخدام معادلات رياضية مثل Qc = P * (tanθ1 – tanθ2)
بهذا نكون قد أوجزنا لكم شرح مبسط عن جدول حساب معامل القدرة مع أمثلة تطبيقية، نامل أن نون قد فدناكم بما نملك من خبرة ومعلومات قيمة.
يمكنكم البحث عن مواضيع ذات صلة بالموقع لتجد كل ما تريد معرفته، وشارك رابط موقعنا الإلكتروني عبر مواقع التواصل الاجتماعي لتعم الفائدة للجميع.
المصدر: شنايدر إليكتريك+ ABB
