تتزايد أهمية القوة التفاعلية مع تزايد الطلب عليها الطاقة الكهربائية من قبل العديد من المرافق المنزلية والصناعية ، في شبكة نظام الطاقة. يعتمد استقرار وموثوقية نظام الطاقة الكهربائية على إدارة الطاقة التفاعلية.
مطلوب لتوليد الطاقة بطريقة أكثر كفاءة وموثوقية وفعالية من حيث التكلفة. طريقة فعالة لتوصيل الطاقة الكهربائية تستخدم تقنيات مثل FACTS ( نظام نقل التيار المتردد المرن ) ، SVC (تعويض الجهد الثابت) ، وما إلى ذلك للحفاظ على استقرار الجهد ، وعامل القدرة العالية ، وتقليل خسائر النقل. تلعب القوة التفاعلية دورًا مهمًا في شبكة نظام الطاقة.
أهمية القوة التفاعلية
تنتج أنظمة إمداد طاقة التيار المتردد وتستهلك نوعين من الطاقة النشطة والمتفاعلة. القوة الحقيقية أو القوة النشطة هي القوة الحقيقية الممنوحة لأي حمل. إنه ينجز عملاً مفيدًا مثل مصابيح الإضاءة والمحركات الدوارة وما إلى ذلك.
من ناحية أخرى ، القوة التفاعلية هي القوة التخيلية أو القوة الظاهرة ، والتي لا تقوم بأي عمل مفيد ولكنها تتحرك ببساطة ذهابًا وإيابًا في خطوط نظام الطاقة. إنه منتج ثانوي لأنظمة التيار المتردد وينتج من الأحمال الاستقرائية والسعة. يوجد عندما يكون هناك إزاحة طورية بين الجهد والتيار. يقاس بوحدات فولت أمبير المتفاعل (VAR).
3 أسباب أهمية القدرة التفاعلية
1. التحكم في الجهد
تم تصميم معدات نظام الطاقة لتعمل في حدود ± 5٪ من الفولتية الاسمية. تؤدي التقلبات في مستويات الجهد إلى حدوث خلل في الأجهزة المختلفة. يؤدي الجهد العالي إلى إتلاف عزل اللفات بينما يتسبب الجهد المنخفض في ضعف أداء المعدات المختلفة مثل الإضاءة المنخفضة للكرات ، وارتفاع درجة حرارة المحركات الحثية ، إلخ.
إذا كان الطلب على الطاقة أكبر من ذلك الذي توفره خطوط النقل ، فإن التيار المسحوب من خطوط الإمداد يرتفع إلى مستوى أعلى ، مما يؤدي إلى انخفاض الجهد بشكل كبير في الطرف المستقبل. إذا تم تقليل هذا الجهد المنخفض بشكل أكبر ، فإنه يؤدي إلى تعثر وحدات المولدات ، وزيادة سخونة المحركات وإخفاق المعدات الأخرى.
للتغلب على هذا ، يجب توفير القدرة التفاعلية للحمل عن طريق وضع المحاثات التفاعلية أو المفاعلات في خطوط النقل. تعتمد قدرة هذه المفاعلات على كمية الطاقة الظاهرة التي سيتم توفيرها.
التحكم في الجهد بواسطة القوة التفاعلية
إذا كان الطلب على الطاقة أقل من الطاقة التفاعلية المزودة ، يرتفع جهد الحمل إلى مستوى أعلى مما يؤدي إلى تعطل تلقائي لمعدات النقل ، منخفض عامل القوى ، أعطال عزل الكابلات والملفات الخاصة بالأجهزة الميكانيكية المختلفة.
للتغلب على هذا ، يجب تعويض الطاقة التفاعلية الإضافية المتوفرة في النظام. معدات التعويض المختلفة عبارة عن مكثفات متزامنة ومكثفات تحويلية ومكثفات متسلسلة وأنظمة كهروضوئية أخرى. تقوم هذه الأجهزة بحقن القدرة التفاعلية السعوية لتعويض القدرة التفاعلية الحثية في النظام.
من المناقشة أعلاه ، يمكننا القول أن الطاقة الظاهرة مطلوبة للحفاظ على مستويات الجهد في حدود استقرار أنظمة النقل.
2. انقطاع التيار الكهربائي
انقطاع التيار الكهربائي
العديد من حالات انقطاع التيار الكهربائي ، مثل تلك التي حدثت في فرنسا خلال عام 1978 ، والدول الشمالية الشرقية في عام 2003 ، وأجزاء كثيرة من الهند خلال عام 2012 ، لاحظت أن عدم كفاية الطاقة التفاعلية على نظام الطاقة الكهربائية هو السبب الرئيسي لحالات انقطاع التيار الكهربائي. يرتفع هذا لأن الطلب على الطاقة الظاهرة مرتفع بشكل غير عادي بسبب الإرسال لمسافات طويلة.
يؤدي هذا في النهاية إلى إيقاف تشغيل مختلف المعدات ووحدات التوليد بسبب الفولتية المنخفضة. لذلك لضمان العمل السليم للنظام الكهربائي ، يجب أن تكون هناك كمية كافية من الطاقة التفاعلية فيه.
3. العمل السليم لمختلف الأجهزة / الآلات
العمل السليم لأجهزة الأجهزة المختلفة
تتطلب المحولات والمحركات والمولدات والأجهزة الكهربائية الأخرى طاقة تفاعلية لإنتاج تدفق مغناطيسي. هذا لأن توليد التدفق المغناطيسي ضروري لهذه الأجهزة للقيام بعمل مفيد. في الشكل أعلاه ، تساعد الطاقة التفاعلية ، المشار إليها باللون الأحمر ، على إنشاء مجال مغناطيسي في المحرك ولكنها تؤدي إلى انخفاض عامل القدرة. هذا هو السبب في وضع مكثف للتعويض عن القدرة التفاعلية الحثية من خلال توفير القدرة التفاعلية السعوية.
مصادر ومصارف الطاقة التفاعلية
تستهلك معظم المعدات المتصلة بأنظمة الإمداد بالكهرباء أو تنتج طاقة ظاهرة ولكن لا تتحكم جميعها في مستويات الجهد. تولد مولدات محطة الطاقة كلاً من الطاقة النشطة والمتفاعلة بينما تقوم المكثفات بحقن الطاقة التفاعلية للحفاظ على مستويات الجهد. بعض المصادر والمصارف معطاة في الرسم البياني أدناه.
مصادر ومصارف الطاقة التفاعلية
2 أنواع المصادر
هناك نوعان من مصادر الطاقة التفاعلية وهما مصادر الطاقة التفاعلية الديناميكية والثابتة.
مصادر الطاقة الديناميكية التفاعلية
وتشمل هذه معدات وأجهزة الإرسال ، القادرة على الاستجابة لتغيرات القدرة التفاعلية بسرعة عن طريق حقن أو توفير كمية كافية من الطاقة التفاعلية في النظام الكهربائي. هذه عالية التكلفة وبعض هذه الأجهزة مذكورة أدناه.
• المولدات المتزامنة: اعتمادًا على جهد الإثارة ، تتنوع الطاقة النشطة والتفاعلية المتولدة في الآلات المتزامنة. تُستخدم أجهزة AVR (منظمات الجهد الأوتوماتيكية) للتحكم في الطاقة التفاعلية على نطاق التشغيل في هذه الأجهزة.
• المكثفات المتزامنة: هي أنواع من المولدات الصغيرة ، تستخدم لإنتاج طاقة تفاعلية دون إنتاج طاقة حقيقية.
• أجهزة الحالة الصلبة: وتشمل محولات الطاقة الإلكترونية وأجهزة مثل FACTS بواسطة SVC الأجهزة.
مصادر الطاقة التفاعلية الثابتة
هذه أجهزة منخفضة التكلفة والاستجابة لتغير الطاقة التفاعلية أقل إلى حد ما من أجهزة الطاقة الديناميكية. بعض الموارد الثابتة معطاة أدناه.
• المعوضات السعوية والحثية: تتكون من بعض المكثفات التحويلية والمحاثات المتصلة بالنظام لضبط جهد النظام. يولد المكثف الطاقة الظاهرية بينما يمتص المحرِّض الطاقة التفاعلية.
• الكابلات الأرضية والخطوط العلوية: ينتج التيار المتدفق عبر الكابلات والخطوط العلوية صافي التدفق المغناطيسي الذي يولد الطاقة التفاعلية. يعمل الخط المحمّل بشكل خفيف كمولد طاقة تفاعلي بينما يعمل الخط المحمّل بشدة كممتص للطاقة التفاعلية.
• الأنظمة الكهروضوئية: تُستخدم لحقن الطاقة النشط وكذلك تعويض القدرة التوافقية والتفاعلية في أنظمة الشبكة بواسطة الطاقة الكهروضوئية.
أحواض مختلفة للقوة التفاعلية
يتم امتصاص الطاقة التفاعلية الناتجة عن المولدات والمصادر الأخرى بواسطة بعض الأحمال الموضحة أدناه. يتسبب في خسائر في هذه الأجهزة ومن ثم فإن أجهزة التعويض ضرورية لوضعها في هذه الأحمال.
• المحرك التعريفي (مضخات ومراوح)
• محولات
• تحت آلات متزامنة متحمس
• خطوط نقل محملة بشكل كبير
هذا كله يتعلق بأهمية القوة التفاعلية. أود أن أشكر القراء على قضاء وقتهم في هذا المقال. هذا سؤال للقراء المهتمين - ما هو عامل القدرة وكيف يمكننا تحقيق تعويض معامل القدرة.يُطلب كتابة الإجابات في قسم التعليقات أدناه.
اعتمادات الصورة:
أهمية القوة التفاعلية معلم
التحكم في الجهد بواسطة القوة التفاعلية ساري الطاقة
انقطاع التيار الكهربائي lonnypaul
العمل السليم لمختلف الأجهزة / الآلات فانرينكهربائي
مصادر ومصارف الطاقة التفاعلية هتاف للجميع
