شرح تحسين معامل القدرة

 معامل القدرة هو النسبة بين القدرة الفعالة إلى القدرة الظاهرية ، وهو مساوِ لجيب تمام زاوية الطور - والتي هي فرق زاويتي الجهد والتيار.

 لذا فهو قيمة عددية ليس لها وحدة قياس تتراوح من الصفر إلى الواحد، في محطات القدرة يحبذ ويتم السعي إلى أن يكون معامل القدرة أكبر ما يمكن حيث أنه بزيادة درجة معامل القدرة يزداد مقدارالقدرة الفعالة وتنخفض القدرة غير الفعالة أو القدرة المخزنة 

أنواع الأحمال الكهربائية :

مقاوِم Resistive

حثي Inductive

سعوي Capacitive

معامل القدرة كما يظهر بالشكل الهندسي  بأعلي هو جيب التمام لزاوية الطور والأحمال الكهربائية الأكثر شيوعاً هي الأحمال الحثية مثل المحولات الكهربائية ومحركات التيار المستمر الحثية. وجميع هذه الأحمال (الحثية) تحتاج إلى نوعين من القدرة الكهربائية لكي تعمل:

القدرة الفعالة أو القدرة الحقيقية Active Power or Real Power - KW  أما القدرة غير الفعالة Reactive Power - KVAR

 القدرة الفعّآلة هي القدرة المفيدة في الشبكة الكهربائية في حين أن القدرة غير الفعالة لا دور لها سوى توليد المجال المغناطيسي اللازم لعمل الأحمال الحثية. وفي جميع الأحوال، على شركات تزويد الطاقة الكهربائية تزويد التيار إلى أحمال المستهلكين بغض النظر أكانت مقاومية، سعوية أو حثية. وهذا التيار بلا شك، سيولّد طاقة مهدورة في خطوط النقل الكهربائي بحسب العلاقة معامل القدرة الكهربائية يعني تزويد طاقة ظاهرة أكثر من الطاقة الفعالة وتدني معامل القدرة الكهربائية يؤدي إلى زيادة في توليد التيار للتعويض مما يؤدي إلى خسائر الطاقة

فوائد تحسين معامل القدرة:

1- تحسين كفاءة الأجهزة في الأنظمة الكهربائية المختلفة

2-  تقليل الهبوط في الجهد

3- زيادة القدرة المتاحة

4- الادخار في فاتورة الكهرباء

حساب سعة المكثف لتحسين معامل القدرة:

قوانين هامه :

Power in Watts

kW = kVA x Cosθ

kW = HP x 0.746 or (HP x 0.746) / Efficiency (HP = Motor Power)

kW = √ ( kVA2– kVAR2)

kW = P = VI Cosθ … (Single Phase)

kW = P =√3x V x I Cosθ … (Three Phase)

Apparent Power in VA

kVA= √(kW2+ kVAR2)

kVA = kW/ Cosθ

Reactive Power in VA

kVAR= √(kVA2– kW2)

kVAR = C x (2 π f V2)

Power factor (from 0.1 to 1)

Power Factor = Cosθ = P / V I … (Single Phase)

Power Factor = Cosθ =  P / (√3x V x I) … (Three Phase)

Power Factor = Cosθ = kW / kVA  … (Both Single Phase & Three Phase)

Power Factor = Cosθ = R/Z … (Resistance / Impedance)

XC = 1/ (2 π f C) … (XC = Capacitive reactance)

IC = V/ XC  … (I = V / R)

IC = V 2 F C

IC = QC / V

IC = V / (1 / 2 π F C)

XC = V / IC

 XC = 1 / 2 π F C

Required Capacity of Capacitor in Farads/Microfarads

C = kVAR / (2 π f V2) in microfarad

Required Capacity of Capacitor in kVAR

kVAR = C x (2 π f V2)

مثال محرك 3 فاز معامل  5kw قدرته 70%نريد تحسين معامل القدره ل 90 %اوجد  سعه المكثفات المناسبه ؟

اولا حساب معامل القدره القديم

 نحسب kva يساوى (5000÷0.70)=7142 kva

Kva2=7142×7142=51,008,164

Kw2=5000×5000=25000000

kVAR= √(kVA2– kW2)

Kvar =√(51008164-25000000)=5099

ثانيا حساب معامل القدره الجديد 

kVAR= √(kVA2– kW2)

 Kva=5000÷0.90=5555

Kva2=5000×5000=30858025

Kw2=5000×5000=25000000

kVAR= √(30858025-25000000)=2420

Kvar= pf  old القديم-pf new الجديد

Kvar =5099-2420=2679