Power Factor correction
تحسين معامل القدرة..؟
تستهلك الأحمال الكهربية (المواتير-السخانات-الأفران) مركبتين من الطاقة الكهربية
:
الطاقة الفعالة :وهى تقاس بالكيلووات ساعة
Kwh
ويرمز لها بالرمز
(P
وهى تتحول الى
شغل ميكانيكى أو حرارة أو إضاءة
الطاقة الغير فعالة:وهى تقاس
بالكيلوفار
KVAR
ويرمز لها
بالرمز
(Q)
:
الطاقة الغير فعالة التي
تتطلبها الدوائر الكهربية التأثيرية مثل المحولات والمحركات
.
الطاقة الغير
فعالة التي تتطلبها الدوائر السعوية مثل مكثفات الكابلات ومكثفات القوى0
ويعرف
المجموع الاتجاهي لكل من القدرة الفعالة والغير فعالة بالقدرة الظاهرية ويرمز لها
بالرمز
S))
وهى بالكيلو فولت امبير
KVA [S=P+Q]
عند
توصيل مصنع أو شركة على شبكة الكهرباء فإن الأحمال الكهربية تسحب كل من القدرة
الفعالة
والقدرة الغير فعالة وتبعا لقيمة احتياجها من الطاقة الفعالة والطاقة
الغير فعالة يتحدد معامل قدرة هذه الأحمال
معامل القدرة:ويرمز له
بالرمز
(P.F)
او
(Ф(cos
معامل القدرة=(القدرة الفعالة / القدرة
الظاهرة
)=[P/S]
ويعرف
ايظا بأنه جيب تمام الزاوية بين القدرة الفعالة والظاهرة وتتراوح قيمته من0 الى1
وكلما اقترب
من الواحد كلم تعاظمت الفائدة العائدة على كل من المستهلك وشركة
الكهرباء
متوسط قيمة معامل القدرة لبعض المعدات والأجهزة الكهربية
المحرك
التأثيري الشائع بنسبة تحميل100% =0.85
اللمبات التوهجية (التقليدية) =1.0
اللمبات الفلورسنت (بدون مكثف تعويض) =0.5
اللمبات الفلورسنت (بمكثف تعويض
) =0.93
ماكينات لحام بالمقاومات الكهربية=0.8/0.9
وحدات لحام بالقوس
الكهربي=0.7/0.9
لماذا يجب تحسين معامل القدرة ؟؟؟؟
وحيث أن أغلب
الأحمال الكهربية عبارة عن أحمال حثية (المواتير-الطلمبات-مصابيح الفلورسنت
)
فإنها تستهلك طاقة غير فعالة كبيرة لذلك يتم تركيب مكثفات قوى لتحسين معامل
القدرة وذلك للحفاظ على القدرة
الغير فعالة في مستوى أقل من القيمة التعاقدية
التي يتم الاتفاق عليها مع شركة الكهرباء حيث تلزم الشركة المتعاقدين بألا يقل
متوسط معامل القدرة عن0.9 فى السنة
وينص عقد توريد الكهرباء مع شركات التوزيع
لبد معامل القدرة
:
الأسعار موضوعة على أساس متوسط معامل القدرة0.9 فى السنة
لكل1/100 من انخفاض معامل القدرة عن0.9 تزداد قيمة الطاقة بقدار0.5% وذلك
حتى معامل قدرة0.7
لكل1/100 من انخفاض معامل القدرة عن0.7 تزداد قيمة الطاقة
بمقدار1
%
معنى هذا أن المشتركين الذين يقل متوسط معامل القدرة لأحمالهم عن0.9
تطبق عليهم فروقات الانخفاض طبقا لقيمة متوسط معامل القدرة0
تحسين معامل القدرة
من إستخدام محولات وكابلات وقواطع أصغر حجما بالاضافة إلى تخفيض الفقد والجهد
الكهربي
كيف يمكن تحسين معامل القدرة؟؟؟؟
يعتمد تحسين معامل القدرة على
تقليل القدرة الغير فعالة الازمة للأحمال الكهربية بمعنى اخر أن المكثفات
تركب
لتوفير الكمية المطلوبة من القدرة الغير فعالة للأحمال الكهربية
.
تحتاج أغلب
الأحمال في المصانع لتحسين معامل القدرة إلى مجموعة مكثفات تعرف بالمراحل
Automatic self regulating capacitor bank))
وهى عبارة عن مجموعة من المكثفات ومصهرات وكونتاكتورات وقاطع تيار وجهاز تحكم
وتوصل المجموعة على التوازي مع أحمال المشترك وهذه المجموعة تقوم بضبط قيمتها
أتوماتيكيا حسب الاحتياج للقدرة غير الفعالة
ويعتمد الضبط على قيمة الحمل غير
الفعال بالدوائر المركب عليها المجموعة وكذلك بالتغير فيه والقيمة المطلوبة لمعامل
القدرة
.
مثال مبسط
:
القيمة التعاقدية للأحد المنشآت =206 ك0وات
معامل القدرة حاليا=0.67
المطلوب رفع معامل القدرة إلى0.95
أولا:يتم
حساب القدرة الغير فعالة التى تستهلكها المنشأة عند معامل القدرة0.67
cosФ=0.67 so, Ф=47.93° Q=P X tanФ =206 x tan47.93=228.24 KVAR
ثانيا:حساب لقدرة الغير فعالة التى تستهلكها المنشأة عند معامل القدرة
0.95 cosФ=0.95 so, Ф=18.19° Q=P X tanФ =206 x tan18.19=67.7 KVAR
إذا المنشأة تحتاج إلى لوحة مكثفات لتوفير160.54 ك.فار لرفع معامل القدرة
إلى0.95 بدلا من0.67
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 موجود1
COSf
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
الى2
COS 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
أسباب و طرق تخفيض الفاقد الفنى و التجارى
يعرف الفاقد فى الطاقة الكهربائية بأنه الفرق بين
الطاقة الكهربائية المرسلة على خروجات محولات الرفع فى محطات التوليد الكهربائية
وبين الطاقة الكهربائية المستهلكة فعلا بواسطة المستهلكين وينقسم الفاقد إلى قسمين
هما
:1 -
الفاقد الفنى
:
ويعرف بأنه فاقد الطاقة المستهلكة فى
عناصر الشبكة الكهربائية من خطوط نقل ومحولات وأجهزة تحكم وحماية وقياس خلال عمليات
نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية ، وهذا الفاقد لابد من وجوده تكنولوجيا ولايمكن
إلغاءه نهائيا وإنما يمكن تخفيضه من خلال تحسين وضع المنظومة الكهربائية
.2 –
الفاقد غير الفنى (الفاقد
التجاري
):
وهو يساوى الفرق بين الفاقد الكلى
على الشبكة والفاقد الفنى
.
أسباب
الفاقد التجارى
:
تعزى اسباب الفاقد
التجارى إلى الآتي
:-
إنحرافات فى عمل
عدادات الطاقة
.-
أخطاء فى قراءات العدادات
.-
صعوبة رفع قراءة العدادات في بعض البيوت
.-
تعطل العدادات وتوقفها عن تسجيل
كمية الطاقة المستهلكة
.–
الاستهلاك غير المشروع
:
ويعرف بأنه الطاقة
المستهلكة فعليا والتى لاترصدها عدادات الطاقة
.
أسباب الفاقد الفنى
:
تعزى اسباب الفاقد الفنى إلى الآتي
:–
التوزيع غير المتكافي لمراكز الإنتاج والاستهلاك
.–
التوسع الكبير فى شبكات التوزيع
المتوسط والمنخفض دون أن يقابل ذلك إنشاء المزيد من محطات تحويل كافية
.–
قدم شبكات النقل والتوزيع
.–
إفتقار بعض الشبكات الكهربائية لأنظمة المراقبة
والحماية
.–
غياب البرنامج الجيد للصيانة
الدورية للشبكات الكهربائية
.–
قلة
الاستثمارات اللازمة لتنفيذ المشاريع الكهربائية الضرورية
.–
الإنفجار السكاني المتزايد
.–
قصور القوانين والأنظمة النافدة بخصوص إستثمار
وإستهلاك الطاقة الكهربائية
.
طرق تقليل
الفاقد
:-
الإجراءات المطلوبة
لمعالجة الفاقد الفني
:1-
تنظيم برامج
القيس الدوري و اتخاذ الإجراءات العلاجية في ضوء نتائج القياس
كالتالي
:-
تحسين ظاهرة عدم الاتزان الكهربائي
.-
إجراء دورة تغيير للمحولات المحملة والغير محملة (دوران المحولات
)-
مراقبة تحميل الكابلات ومعالجة
تحميلها
.-
مراقبة وتصحيح أوضاع
الانخفاض في الجهد
.2 -
الاهتمام بوصلات
الربط في نقاط الشبكة المختلفة
.3 -
حصر
وتجديد الشبكات المتهالكة والقديمة
.4 -
دراسة الأوضاع التشغيلية القائمة وإعداد وضعيات تشغيل أمثل
.5 -
متابعة وقياس معامل القدرة لدي مختلف شرائح
المستهلكين
.6 –
الإهتمام بتخطيط
وتطوير الشبكات االكهربائية
.7 –
إزالة
الاختناقات في شبكات الجهد المتوسط والنخفض
.2 -
الإجراءات المطلوبة لمعالجة الفاقد
التجاري
:1 –
تفعيل وتصحيح أوضاع
حسابات المستهلكين الغير نشطة
.2 –
استبدال العدادات التي تجاوز وجودها بالشبكة العمر الافتراضي
.3-
معايرة العدادات القائمة دوريا
.4-
إدخال التقنيات المتطورة في نظام رفع
القراءات
.5-
التوسع في تركيب العدادات
الإلكترونية لكبار المستهلكين
.6-
تطبيق
نظام الدفع المسبق في الأماكن التي بها نسبة الفاقد التجاري كبيرة
.7 –
التنسيق بين القدرة المتعاقد عليها وقدرة
دوران العداد
.8 –
تلبية و تنفيد طلبات
التغذية الكهربائية بشكل فورى
.9 –
توعية
المواطنين بطرق ترشيد الاستهلاك الكهربائي
.
تعليقات
إرسال تعليق