عامل القدرة هو العامل المهم لتقييم فعالية استخدام الطاقة الكهربائية في شبكة نظام الطاقة. إذا كان عامل الطاقة جيدًا أو مرتفعًا (الوحدة) ، فيمكننا القول أنه يتم استخدام الطاقة الكهربائية بشكل أكثر فعالية في نظام الطاقة. نظرًا لأن عامل الطاقة ضعيف أو ينقص ، فإن فعالية استخدام الطاقة الكهربائية تقل في نظام الطاقة. إن عامل الطاقة الضعيف أو انخفاض عامل القدرة ناتج عن أسباب مختلفة. لذلك ، لتحسين معامل القدرة ، توجد تقنيات مختلفة لتصحيح عامل القدرة. يعد تصحيح عامل القدرة باستخدام مكثفات تصحيح معامل القدرة هو الطريقة الأفضل والأكثر كفاءة لمختلف طرق تصحيح معامل القدرة. ولكن ، في المقام الأول ، يجب أن نعرف ما هو عامل القدرة ، وحساب عامل القدرة ، وتصحيح عامل القدرة.
ما هو معامل القدرة؟
يمكن وصف عامل القدرة بمصطلحات مختلفة مثل النسبة بين القوة النشطة والقوة الظاهرة ، ويمكن تعريفه على أنه جيب التمام للزاوية بين الجهد والتيار. جيب تمام الزاوية الواقعة بين الجهد والتيار تعتبر (ليست جيبية أو مماسة أو زاوية ظل التمام) ، لأن مخطط الطور للجهد أو التيار من مثلث الطاقة يؤخذ في الاعتبار.
حساب معامل القدرة
ناقشنا أن كفاءة نظام الطاقة تعتمد على عامل القدرة ولتحسين الاستخدام الفعال لـ القوة في نظام الطاقة يجب تحسين عامل الطاقة. لكن قبل ذلك يجب أن نعرف عامل القدرة لنظام الطاقة ، أي يجب أن نعرف حساب عامل القدرة. يمكن اشتقاق حساب عامل القدرة باستخدام الزاوية بين جهد العرض وتيار الحمل كما هو موضح في الشكل.
الزاوية بين جهد العرض وتيار الحمل
يكمن عامل القدرة دائمًا في فاصل مغلق من -1 إلى +1. يمكن حساب عامل القدرة باستخدام مثلث القدرة ، ويعتبر جيب التمام للزاوية بين القوة النشطة والقوة الظاهرة عامل قدرة وهو نفس الزاوية بين مصدر التيار وتحميل التيار.
الزاوية بين القوة النشطة والقوة الظاهرة
لذلك ، إذا انخفضت الزاوية بين جهد الإمداد وتيار الحمل أو الزاوية بين القوة النشطة والظاهرة ، فإن جيب التمام لهذه الزاوية يزيد مما يجعل عامل القدرة تقريبًا واحدًا. يشير هذا إلى فعالية استخدام الطاقة الكهربائية في نظام الطاقة. في الواقع ، عامل قدرة الوحدة غير ممكن عمليًا بسبب الأحمال السعوية والاستقرائية التي تسبب التقدم أو التأخر. وبالتالي ، لتحسين معامل القدرة من أجل استخدامها الطاقة الكهربائية بشكل فعال ، هناك العديد من تقنيات تصحيح معامل القدرة.
في وقت سابق في هذه المقالة ، ناقشنا أنه يمكن إجراء حساب عامل القدرة باستخدام الزاوية بين جهد الإمداد وتيار الحمل أو الزاوية بين الطاقة النشطة والقوة الظاهرة. إذا أخذنا في الاعتبار معادلة القوة ، فيمكن حساب معامل القدرة على النحو التالي.
في المعادلات التالية ، القوة الظاهرة S ، القدرة التفاعلية Q ، والقوة النشطة P. يظهر في الشكل مثلث القوة الذي تشكله هذه القوى.
معامل القدرة ومثلث القوة
القوة الحقيقية التي تستخدم لتغذية الأحمال تسمى القوة النشطة (P) وتعطى كـ
الطاقة النشطة
القدرة الظاهرة (S) هي مقدار مكون متأرجح للقدرة يتم قياسه بوحدة VA أو KVA ويمكن التعبير عنها على النحو التالي
القوة الظاهرة
قوة رد الفعل و الطاقة المخزنة في نظام الطاقة تتناسب مع بعضها البعض ويتم قياسها في VAR أو KVAR. الآن ، يمكن التعبير عن حساب معامل القدرة كـ
عامل القوى
يُطلق على عامل القدرة (PF) أيضًا اسم عامل قدرة الإزاحة (DPF).
يمكن إعطاء حساب عامل القدرة أحادي الطور وحساب عامل القدرة ثلاثي الطور كما هو موضح أدناه والتي يتم خصمها من معادلات حساب القدرة أحادية الطور وثلاث مراحل.
يتم إعطاء عامل القدرة أحادي الطور كـ
حساب عامل الطاقة أحادي الطور
حيث Power-kW و Voltage-Volts و Current-Amperes.
ثلاثة عامل قدرة مشتق من حساب القدرة على ثلاث مراحل
ثلاثة مراحل حساب عامل الطاقة (خط إلى خط الجهد)
حيث Power-kW و Line to Line Voltage-Volts و Current-Amperes.
ثلاثة مراحل حساب معامل القدرة (خط إلى جهد محايد)
حيث Power-kW و Line to Line Voltage-Volts و Current-Amperes.
تصحيح معامل القدرة
بعد حساب عامل الطاقة ، إذا كان جيدًا ، يُقال إن الطاقة الكهربائية تستخدم بفعالية في نظام الطاقة. ولكن ، إذا كان حساب عامل القدرة يعطي عامل قدرة ضعيفًا ، فإن تصحيح عامل القدرة مطلوب لتحسين كفاءة النظام. هناك أسباب مختلفة مثل الأحمال الاستقرائية (مولدات الحث ، محركات الحث ، مصابيح التفريغ عالية الكثافة ، وما إلى ذلك) ، بسبب عامل الطاقة الذي يتأثر.
لذلك ، فإن تصحيح عامل الطاقة سيحسن مستويات الجهد في نظام الطاقة ، ويقلل من الخسائر التي ستزيد من قدرة النظام ، ويزيل عقوبة عامل الطاقة ، ويقلل من الطلب على ذروة الطاقة النشطة وبالتالي يقلل من رسوم المرافق. هناك طرق مختلفة لتصحيح عامل القدرة (تقليل الزاوية بين جهد الإمداد وتيار الحمل ، وبالتالي زيادة قيمة عامل الطاقة نحو الوحدة) مثل تصحيح عامل القدرة باستخدام مكثفات تصحيح عامل القدرة ، المتزامن ، المرشح ، وتصحيح عامل الطاقة التعزيز النشط.
تحسين معامل القدرة باستخدام مكثفات تصحيح معامل القدرة
مكثفات تصحيح معامل القدرة
يمكن تحسين عامل القدرة باستخدام مكثفات تصحيح معامل القدرة باستخدام خاصية المكثفات ، أي عامل القدرة الرائد الذي يمكن أن يقلل من التأثير على عامل القدرة عن طريق الأحمال الاستقرائية. لأنه ، يمكن إلغاء مفاعلة الحمل الاستقرائي باستخدام المفاعلة السعوية لمكثفات تصحيح عامل القدرة. هناك أنواع مختلفة من مكثفات تصحيح عامل القدرة مثل مكثفات تصحيح عامل القدرة ABB ، ومكثفات تصحيح عامل القدرة الثابتة ، ومكثفات تصحيح عامل القدرة التلقائية ، والتي تُستخدم عادةً لتصحيح عامل القدرة.
في هذه المقالة ، ناقشنا حساب عامل القدرة ولكن ، هل تعرف كيفية حساب المقاومة باستخدام رمز لون المقاوم ؟ هل أنت على علم بآلة حاسبة المقاوم على الإنترنت وحاسبة قانون أوم؟
