Register now or log in to join your professional community.
تستهلك الأحمال الكهربية (المواتير-السخانات-الأفران) مركبتين من الطاقة الكهربية: الطاقة الفعالة :وهى تقاس بالكيلووات ساعة Kwh ويرمز لها بالرمز(Pوهى تتحول الىشغل ميكانيكى أو حرارة أو إضاءة )الطاقة الغير فعالة:وهى تقاسبالكيلوفارKVAR ويرمز لهابالرمز (Q)وتأخذ أحد الشكلين: الطاقة الغير فعالة التيتتطلبها الدوائر الكهربية التأثيرية مثل المحولات والمحركات . الطاقة الغيرفعالة التي تتطلبها الدوائر السعوية مثل مكثفات الكابلات ومكثفات القوى0ويعرفالمجموع الاتجاهي لكل من القدرة الفعالة والغير فعالة بالقدرة الظاهرية ويرمز لهابالرمزS)) وهى بالكيلو فولت امبير KVA [S=P+Q] عندتوصيل مصنع أو شركة على شبكة الكهرباء فإن الأحمال الكهربية تسحب كل من القدرةالفعالة والقدرة الغير فعالة وتبعا لقيمة احتياجها من الطاقة الفعالة والطاقةالغير فعالة يتحدد معامل قدرة هذه الأحمال معامل القدرة:ويرمز لهبالرمز(P.F) او(Ф(cos معامل القدرة=(القدرة الفعالة / القدرةالظاهرة)=[P/S] ويعرفايظا بأنه جيب تمام الزاوية بين القدرة الفعالة والظاهرة وتتراوح قيمته من0 الى1وكلما اقترب من الواحد كلم تعاظمت الفائدة العائدة على كل من المستهلك وشركةالكهرباء متوسط قيمة معامل القدرة لبعض المعدات والأجهزة الكهربية المحركالتأثيري 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 بالقوسالكهربي=0.7/0.9 لماذا يجب تحسين معامل القدرة ؟؟؟؟ وحيث أن أغلبالأحمال الكهربية عبارة عن أحمال حثية (المواتير-الطلمبات-مصابيح الفلورسنت) فإنها تستهلك طاقة غير فعالة كبيرة لذلك يتم تركيب مكثفات قوى لتحسين معاملالقدرة وذلك للحفاظ على القدرة الغير فعالة في مستوى أقل من القيمة التعاقديةالتي يتم الاتفاق عليها مع شركة الكهرباء حيث تلزم الشركة المتعاقدين بألا يقلمتوسط معامل القدرة عن0.9 فى السنة وينص عقد توريد الكهرباء مع شركات التوزيعلبد 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% وذلكحتى معامل قدرة0.7 لكل1/100 من انخفاض معامل القدرة عن0.7 تزداد قيمة الطاقةبمقدار1% معنى هذا أن المشتركين الذين يقل متوسط معامل القدرة لأحمالهم عن0.9تطبق عليهم فروقات الانخفاض طبقا لقيمة متوسط معامل القدرة0 تحسين معامل القدرةمن إستخدام محولات وكابلات وقواطع أصغر حجما بالاضافة إلى تخفيض الفقد والجهدالكهربي كيف يمكن تحسين معامل القدرة؟؟؟؟ يعتمد تحسين معامل القدرة علىتقليل القدرة الغير فعالة الازمة للأحمال الكهربية بمعنى اخر أن المكثفات تركبلتوفير الكمية المطلوبة من القدرة الغير فعالة للأحمال الكهربية. تحتاج أغلبالأحمال 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 تحكموتوصل المجموعة على التوازي مع أحمال المشترك وهذه المجموعة تقوم بضبط قيمتهاأتوماتيكيا حسب الاحتياج للقدرة غير الفعالة ويعتمد الضبط على قيمة الحمل غيرالفعال بالدوائر المركب عليها المجموعة وكذلك بالتغير فيه والقيمة المطلوبة لمعاملالقدرة. مثال مبسط: القيمة التعاقدية للأحد المنشآت =206 ك0وات معامل القدرة حاليا=0.67 المطلوب رفع معامل القدرة إلى0.95 أولا:يتمحساب 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 القدرةإلى0.95 بدلا من0.67طرق تشغيل مكثفات القدرة يوضع المكثف قريب من موقع استهلاك القدرة غير الفعالة وذلك لتحديدمسار تيار هذه القدرة ، وتشغيل المكثفات يكون بإحدى الطرق التالية .1- تحسين وتعديل أحمال فردية : INDIVIDUAL COMPENSATIONيستعمل فى حالة وجود حمل كبير متصل لفترة زمنية طويلة مع ثبوتمعامل القدرة وميزته أن التيارات المسحوبة من المغذيات(FEEDERS) إلى الأحمال تقل وفى حالات كثيرة يتم توصيل المكثفات مباشرة معنهايات توصيلة الأحمال الفردية ويتم القفل والفتح مع المفتاح الرئيسي مثال على ذلكالمحركات المتزامنة وذلك لمنع حدوث تحسين فوقى (OVER COMPENSATION) فى حالة التحميل الجزئي ولمنعحدوث تقويم ذاتي (SELF EXCITATION) فى حالة توقيف المحرك .2- تحسين وتعديل مجموعة من الأحمال GROUP COMPENSATION فــى حــالة وجــــود مجموعــــة مـــن الأحمال المختلفة فمنالأفضل تحسين القدرة الغير فعالة للمجموعةبالكامل .3- تحسين وتعديل مركزي CENTRAL COMPENSATIONهذا النوع هو الأكثر استعمالا ويستخدم فى حالة وجود مجموعة كبيرةمن الأحمال الصغيرة ، تسحب قدرات مختلفة ومتفاوتة كما إن عملية الفتح والقفل لهذهالأحمال فى فترات متغيرة .تعيين وتحديدسعة المكثف1- تحديد سعة المكثف لوضعتشغيلي موجود :-- بواسطة قياس معامل القدرة .لتحسين معامل قدرة موجود1COSf الى معاملقدرة أفضل COSf2يتطلب الأمرإعطاءقدرة غير فعالة QC حيث QC = P.(TAN f1- TAN f2)وهذا يعنى أن سعة المكثف المطلوبة لتحسين معامل القدرة COS f1الى2COS f تتعين من قيمة (TANf1 - TAN f2) .2- تحديد سعةمكثف لخطة مستقبليةفى هذه الحالة تعتمد الحساباتعلى 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.Sوهى تعتمد على أساس تحسينمعامل قدرة موجود COSf1 الى معامل قدرة جديد COSf2 =0.9
أسباب و طرق تخفيض الفاقد الفنى و التجارىيعرف الفاقد فى الطاقة الكهربائية بأنه الفرق بينالطاقة الكهربائية المرسلة على خروجات محولات الرفع فى محطات التوليد الكهربائيةوبين الطاقة الكهربائية المستهلكة فعلا بواسطة المستهلكين وينقسم الفاقد إلى قسمينهما :1 - الفاقد الفنى :ويعرف بأنه فاقد الطاقة المستهلكة فىعناصر الشبكة الكهربائية من خطوط نقل ومحولات وأجهزة تحكم وحماية وقياس خلال عملياتنقل وتوزيع الطاقة الكهربائية ، وهذا الفاقد لابد من وجوده تكنولوجيا ولايمكنإلغاءه نهائيا وإنما يمكن تخفيضه من خلال تحسين وضع المنظومة الكهربائية .2 – الفاقد غير الفنى (الفاقدالتجاري ):وهو يساوى الفرق بين الفاقد الكلىعلى الشبكة والفاقد الفنى .أسبابالفاقد التجارى :تعزى اسباب الفاقدالتجارى إلى الآتي :- إنحرافات فى عملعدادات الطاقة .- أخطاء فى قراءات العدادات .- صعوبة رفع قراءة العدادات في بعض البيوت .- تعطل العدادات وتوقفها عن تسجيلكمية الطاقة المستهلكة .– الاستهلاك غير المشروع :ويعرف بأنه الطاقةالمستهلكة فعليا والتى لاترصدها عدادات الطاقة.أسباب الفاقد الفنى :تعزى اسباب الفاقد الفنى إلى الآتي :– التوزيع غير المتكافي لمراكز الإنتاج والاستهلاك .– التوسع الكبير فى شبكات التوزيعالمتوسط والمنخفض دون أن يقابل ذلك إنشاء المزيد من محطات تحويل كافية .– قدم شبكات النقل والتوزيع .– إفتقار بعض الشبكات الكهربائية لأنظمة المراقبةوالحماية .– غياب البرنامج الجيد للصيانةالدورية للشبكات الكهربائية .– قلةالاستثمارات اللازمة لتنفيذ المشاريع الكهربائية الضرورية .– الإنفجار السكاني المتزايد .– قصور القوانين والأنظمة النافدة بخصوص إستثماروإستهلاك الطاقة الكهربائية .طرق تقليلالفاقد :- الإجراءات المطلوبةلمعالجة الفاقد الفني :1- تنظيم برامجالقيس 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 ومعالجةتحميلها.- مراقبة وتصحيح أوضاعالانخفاض في الجهد.2 - الاهتمام بوصلاتالربط في نقاط الشبكة المختلفة.3 - حصروتجديد الشبكات المتهالكة والقديمة.4 - دراسة الأوضاع التشغيلية القائمة وإعداد وضعيات تشغيل أمثل .5 - متابعة وقياس معامل القدرة لدي مختلف شرائحالمستهلكين .6 – الإهتمام بتخطيطوتطوير الشبكات االكهربائية .7 – إزالةالاختناقات في شبكات الجهد المتوسط والنخفض .2 - الإجراءات المطلوبة لمعالجة الفاقدالتجاري:1 – تفعيل وتصحيح أوضاعحسابات المستهلكين الغير نشطة .2 – استبدال العدادات التي تجاوز وجودها بالشبكة العمر الافتراضي .3- معايرة العدادات القائمة دوريا.4- إدخال التقنيات المتطورة في نظام رفعالقراءات.5- التوسع في تركيب العداداتالإلكترونية لكبار المستهلكين.6- تطبيقنظام الدفع المسبق في الأماكن التي بها نسبة الفاقد التجاري كبيرة.7 – التنسيق بين القدرة المتعاقد عليها وقدرةدوران العداد .8 – تلبية و تنفيد طلباتالتغذية الكهربائية بشكل فورى .9 – توعيةالمواطنين بطرق ترشيد الاستهلاك الكهربائي .
تحسين معمل القدرة يتم ببساطة شديدة عن طريق إضافة مكثفات في الدائرة بين القاطع الرئيسي والحمل (موقع العمل عموماً) ويسمي الجهاز بالكبسيتور بانك وهو متوفر ويمكن شرائه ،أما عن مواصفات الشراء فيتم ذلك بعد حساب الحمل الكلي (للمؤسسة) وبناءً عليه يمكنن التقرير أو ببساطة إعطائها للمورد لإختيار أفضل وأنسب نوع
عن طريق تركيب خلية مكثفات يوجد طريقتين لحساب قيمة المكثفات :
1- عن طريق الجداول الخاصة بتحسين معامل القدرة
قيمة المكثفات (kvar-3ph) = المعامل من الجدول (عند القيمة الجديدة لمعامل القدرة ) * (القدرة الفعلية )
2 - الطريقة الحسابية
http://www.eaton.com/ecm/groups/public/@pub/@electrical/documents/content/sa02607001e.pdf
قبل دراسة الاحمال و تاثيرها على معامل القدره يجب دراسة منظومة القدره الكهربيه .هي شبكه مكونه من مجموعة عناصر متصله و مترابطة مع بعضها و مصممه بحث تقوم بنقل الطاقه الغير كهربيه بصفه مستمره الى طاقه كهربيه ثم تقوم بنقل هذه الطاقه عبر مسافات طويله عند جهود عاليه جدا الى مواقع الاحمال حيث يتم تحويل الطاقه الكهربيه الي صور اخرى من الطاقه يمكن الاستفاده منها (الاضاءه – التسخين – التحريك).1- الامان في التشغيل .2- الاعتماديه .3- اقتصاديه في تكاليف التشغيل و الصيانه.4- غير ملوثه للبـيـئه.1- المنظومه الفرعيه للتوليد generating subsystem2- المنظومه الفرعيه للنفل transmission subsystem3- المنظومه الفرعيه القديمه للنقل sub transmission sub system 4- المنظومه الفرعيه للتوزيع distribution sub system 5- المنظومه الفرعيه للاحمال usage subsystem ليس هناك تعريف دقيق للحمل ولكن قد تم الاتفاق على ان الحمل الكهربي هو *شدة التيار المطلوب لتشغيل الاحمال او القدره الكهربيه التي يستهلكها الحمل .*تعتبر معظم الاحمال الكهربيه اجهزه لتحويل الطاقه الكهربيه الى صور اخرى من الطاقه مثل :المحركات – السخان - الثلاجات –و غيرهافهذه الاجهزه هي اجهزة تحويل الطاقه energy conversion devices بما ان منظومة القدره الكهربيه تبداء باجهزة تحويل الطاقه ( المولدات ) فانها ايضا تنتهي باجهزة تحويل الطاقه وهي الاحمال الكهربيه .نظرا للتنوع الكبـير في الاحمال فانه يمكن تقسيمها من ناحية النوع الى قسمين 1- احمال استاتيكيه static load2- احمال ديناميكيه dynamic load وتعرف بالاحمال الساكنه وهي تلك الاحمال التي لاتحتوي على اجزاء متحركه مثل السخانات و الدفايات الافران الكهربيه و اجهزة الاضاءه .و تعرف بالاحمال المتحركه وهي تلك الاحمال التي تحتوي على اجزاء متحركه مثل المراوح و المحركات .وجد ان تقسيم الاحمال من حيث النوع يعتبر تقسيما غير دقيق نظرا لوجود بعض الاحمال الاستاتيكيه و التي بها اجزاء متحركه مثل مجففات الملابس و لهذا يمكن تقسيم الاحمال من ناحية الاستخدام الى ثلاث اقسام هما 1- احمال منزليه. 2- احمال صناعيه.3- احمال تجاريه.هذه الاحمال عباره عن جميع الاجهزه التي تحتاج الى طاقه كهربيه لتشغيلها و يتم استخدامها في المنازل .1- صغر حجمها .2- تستخدم كميات صغيره من الطاقه الكهربيه.3- تواجدها في مساحات جغرافيه شاسعة جدا.امثلتهاالثلاجات – المراوح – المكيفات – السخانات - ...............الخ.وهذه الاحمال هي التي تستخدم كميات كبــيره من الطاقه الكهربيه بغرض التصنيع او تشغيل العمليات ذات النطاق الواسع .1- كبيرة الحجم .2- تواجدها و تمركزها في اماكن محدده من منظومة القدره الكهربيه.د3- تستهلك كميات كبـيـره من الطاقه الكهربيه .امثلتهاالمصانع و الورش الكهربيه.وهي تقع في مكان متوسط بين كل من الاحمال المنزليه و الصناعيه من ناحية الحجم و استهلاك الطاقه الكهربيه و الانـتشار من خلال منظومة القدره الكهربيه .1- متوسطة الحجم.2- تستهلك كميات ليست بالصغيره من الطاقه الكهربيه.3- تحتل مواقع عديده من منظومة القدره الكهربيه و ان كانت اقل من الاحمال الصناعيه.امثلتهاالمستشفيات - المطارات – الفنادق – مراكز التسوق...........الخهي حاصل ضرب الجهد في التيار (في التيار المستمر) p = V . I watt هي حاصل ضرب الجهد في التيار في معامل القدره (في التيار المتغير)P = V . I cos 0حيث الجهد V التيار I معامل القدره cos 0(فرق الجهد)هو الشغل المبذول لنقل وحدة الشحنات الموجبه من نقطه الي اخرى هو انسياب او تجمع الكتروني يتحرك في الموصل نتيجة مؤثر خارجي .1- تيار مستمر DCهو تيار الذي يمر في الموصل في اتجاه واحد بقيمه ثابته .2- التيار المتغير هو تيار الذي تتغير قيمته و اتجاهه مع الزمن و لا يكرر نـفسه.4- التيار المتردد ACهو التيار الذي تتغير قيمته مع الزمن بطر يـقه دوريه كما ان قطبيته تـتغير طبقا لتردد معين frequency التيار المتردد افضل في النقل 1- يمكن توليد كميات كبـيره من القدره الكهر بـيه عند جهود كبـيرة القيمه .2- صيانة المحطات الفرعيه سهله و غير مكلفه.3- يمكن رفع قيمة الجهد و خفضه بسهوله و بكفاءه تتعدى 98% بواسطة المحولات .1- الاعفاء من دفع غرامه لانخفاض معمال القدره.2- تخفيض الفقد في الكابلات و الخطوط .3- زيادة قدرة الخط عند نفس الفقد.4- زيادة القدره المتاحه في المحولات المغزيه للشبكه.5- تحسين جهد ةالشبكه.بما ان الطاقه الكهربيه الي يتم توليدها و نقلها في هيئة تيار متردد لذلك يظهر لفظ معامل القدره وهو جيب تمام الزاويه بين متجهي التيار و الجهد في دائرة التيار المتردد حيث 0 هي الزاويه بين الجهد و التيار في دائرة التيار المتردد و هذه الزاويه تختلف مع كل حمل ان كان حثيا او سعويا او ماديا .في الاحمال الماديه يكون معامل القدره الوحده وهي بطبيعتها المقاومات Resistancesاو ما يكافئها و يكون التيار التي تسحبه في توافق مرحلي مع جهد المنظومه الذي يؤخذ كمحور مرجعي عادتا .... و الذي يفترض انه ثابت القيمه و التردد و يقاس .K Wوهو الافضل حيث ان التيار الذي يسحبه الحمل من مولدات التغذيه supply generatorو بالتالي فان التيار الذي يمر في خطوط التغذيه هو اصغر تيار يكفي لتغذية هذا الحمل .و في الاحمال الماديه نجد ان القدره الغير فعاله معدومه.0=0 p>0 Q=0يمكن تمثيل الدائره ذات الحمل الحثي بدائره مكونه من ملف كهربي و ترتبط كل من الجهد و التيار في الدائره بالعلاقه e= L di / dtفاذا كان الجهد الكهربي للمصدر عباره عن موجه جيبيه فان التيار الكهربي يكون موجه جيبيه ايضاIt = Im sinWt حيث Im هي القيمه العظمى لمنحنى التيار .نجد ان التيار الجيـبـي المار في المـلـف الحثي ينتج عن جهد جيـبـي يسبق التيار بزاويه 90 درجه.تسمى الكميه WL بالممانعه الحثيه inductive reactance للملف ووحدتها هي اوم و يرمز لها بالرمز XL .في حالة التيار المستمر لا توجد ممانعه حثيه لعدم وجود تردد نجد ان الملف يعمل على تاخير قيمة التيار بمقدار 90 درجه عن قيمة الجهد Lagging currentونجد ان القدره تساوي P= V I cos 0Q= V I sin 0اي انه يسحب قدره غير فعاله VAR كبيره جدا ويتضح من ذلك ان التيار الكلي الذي يسحبه الحمل من المنظومه يتاثر في هذه الحاله بقيمة معمامل القدره للحمل المتاخر حيث تصغر قيمته و كلما ذادت قيمة هذا المعامل حيث يبلغ اصغر ه وافضل قيمه له بالنسبه عندما يصبح معامل القدره الواحد الصحيح وذلك افضل بالنسبه لتحميل مولدات التغذيه و خطوط التوزيع .الاحمال السعويه هي التي تنشاء عن وجود سعه في مقومات الدائره التي يتكون منها الحمل ويطلق علي قدرة هذا النوع اسم قدره سعويه غير فعاله و تقاس بالفولت امبير الممانع var و يكون التيار متقدم عن الجهد بمقدار 90 درجه leading current P= V I cos 0Q= V I sin 0كلما كانت الزاويه صغيره قريبه من الصفر يكون جيب تممامها الواحد الصحيح و اذا كبرت الزاويه حتي وصلت الى 90 درجه فان جيب تما ممها يصل الى الصفر .تتاثر مولدات التغذيه في هذه المنظومه بالاحمال التي تسحب قدره غير فعاله و كذلك خطوط التغذيه بالتيارات الناشئه عن محصلة هذه الاحمال .يتضح ان مركبات الاحمال الحثيه يمكن ان تتعادل مع مركبات الاحمال السعويه التى تضادها في الاتجاه بما يؤدي الى تقليل مركبة الحمل الممانع المؤثر في معامل القدره المحصله و تحسين معامل القدره تقلل قيمة تيارات التغذيه و التوزيع وهو مايعمل علي زيادة سعة الخطوط و المولدات لاستيعاب مزيد من الاحمال .توجد معدات كهربيه تحتاج لقدره غير فعاله لتشغيلها:1- المحركات التاثيريه : تحتاج لقدره غير فعاله للحفاظ على وجود المجال المغناطيسي الاساسي لتشغيلها و تكون القيمه المتوسطه للقدره الغير فعاله المطلوبه للمحرك غير المتزامن عباره عن كيلو فار واحد قدره غير فعاله لكل كيلو وات قدره فعاله.2- الملفات الخانقه :و مفاتيح لمبات التفريغ حيث تحتاج 2 كيلو فار مقابل كيلو وات قدره فعاله .3- اجهزة تقويم التيار : تحتاج 1 كيلو فار مقابل كيل وات قدره فعاله و عموما فان المحركات و الكابلات و الخطوط المحمله تحتاج لقدره غير فعاله على حسب الظروف .نجد ان الالات و المعدات التي لها معامل قدره منخفض هي جميع انواع المحركات التاثيريه و مقومات التيار ذات القدره العليه – و محولات التوزيع و القدره – و منظمات الجهد و الملفات الخانقه – اللمبات الفلورسنت.جميع الالات التي لها معامل قدره منخفض تستهلك قدره غير فعاله تقدر بالكيلو فار و هي عباره عن المركبه الرأسيه للقدره الظاهريه التي تقدر قيمتها بالكيلو فولت امبـير.في الدوائر احادية الوجه p=VI COS I = P / v cos 0اما في ثلاثية الوجه I= P / 3 V COS 0 نجد ان الجهد و القدره الفعاله ثابتين في القيمه و ان التيار يتناسب عكسيا مع معامل القدره فكلما قل معامل القدره ذاد التيار .1- زيادة القدره الظاهريه من المعلوم ان جميع الاجهزه الكهربيه تقنن بالقدره الظاهـر يهنجد ان القدره الظاهريه تـتـناسب عكسيا مع معامل القدره و كلما زادت القدره الظاهريه للاله الكهربيه كلما زاد حجمها و بالتالي تزداد تكاليف انشائها او شرائها .2- زيادة قطر الموصلات الكهربيه عند نقل و توزيع الطاقه عند قيم ثابته لكل من القدره الفعاله و الجهد نجد ان الموصلات يجب ان تحمل تيارات لها قيم تتزايد كلما قل معامل القدره و هذا يستلزم زيادة اقطار الموصلات كلما قلت قيم معاملات التيار .3- زيادة المفاقيد النحاسيه التيارات الكبـيره عند معاملات القدره المنخفضه تسبب زيادة المفاقيد النحاسيه المعروفه بـــــــــــــــــــــ I Rفي كل عناصر الدائره الكهربيه و تكون النتيجه هي ان تقل كفاءة الاله او المعده.4-قلة تنظيم الجهد من المعروف ان التيارات الكبـيره عند معامل القدره المنخفض تسبب زيادة فقد في الجهد voltage drop المعروف بـــــــــــــــــــــــــ I R في كل الالات وهذه الزيادة في الجهد المفقود ينتج عنها ان يصبح تنظيم الجهد ضعيف voltage regulation5- زيادة سعر الوحده المتولده من الطاقه الكهربيه عند معامل القدره المنخفض يتسبب في زيادة القدره الظاهريه المقننه و كذلك زيادة اقطار الموصلات و كذلك زيادة التكاليف الثابته و ازدياد سعر الوحده للتوليد .1- المكثفات المتزامنه (محركات متزامنه) synchronous motors.2- المكثفات .capacitorياخذ المحرك التوافقي تيار متقدم في حالة التغذيه الذائد over excision و بذلك يعمل مثل المكثف تماما . و المحرك التوافقي الذي يدور بلا حمل في حالة التغذيه الزائده تسمى المكثف التوافقي .عند توصيل الاله علي التوازي بالحمل الكهربي تسحب تيار متقدم الذي يعمل على تعادل المركبه الغير فعاله للتيار المتاخر للحمل و بذلك يتم تحسين معامل القدره حيث الشكل يوضح توصيل المكثف التوافقي على التوازي مع الحمل لتحسين معامل القدره حيث يسحب الحمل تيار متاخر شدة I L عند معامل قدره منخفض قيمته COS O Lويسحب المكثف التوافقي تيار شدة IM ويتقدم هذا التيار على الجهد المؤثر بزاويه مقدارها o m هذه الزاويه تقترب من 90 درجه نظرا لقلة المفاقيد فى المحرك التوافقىالذى يدور بلا حمل و يكون التيار الناتج من كل من التيارين I L - IM هو التيار I الذي يتاخر عن الجهد المؤثر بزاويه 0 و نلاحظ ان الزاويه 0 اقل من الزاويه 0l كما في الرسم الاتجاهي و بذلك يكون cos o اكبر من cos o l اي ان معامل القدره قد تم تحسينه 1- يمكن التحسين عاى خطوات نتيجة تغيير تيار التغذيه للاقطاب .2- تخمل ملفات المحرك تيارات القصر الكبـيره .3- يمكن اصلاح اخطاءه بسهوله .1-تكاليف صيانته باهظه.2- ليست ذاتية الحركه.3- تكاليف شرائها باهظه.4- تسبب ضوضاء في دورانها.5- مفاقيدها كبـيره.في الاحمال احادية الوجه يوصل المكثف بالتوازي ام في الاحمال ثلاثية الاوجه فيتم توصيل المكثفات بالتوازى أما على شكل نجمة أو دلتا * يسحب المكثف تيار متقدم الذى يقوم بمعادلة المركبة الغير فعالة التى تؤخذ تيار الحمل مما يسبب تحسين معامل القدر 1-مفاقيدها صغيرة 2-صيانتها محدودة 3- ليس بها أجزاء دوارة 4- يمكن عزلها بسهولة 5- خفيفة الوزن 1- عمرها قصير 10:8 سنوات 2-تتعرض للتلف بسرعة أذا زاد الجهد عن القيمة المقننة 3- أصلاحها فى حالة تلفها باهظ و غير أقتصادى يتركب المكثف capacitor من سطحين من مادة موصلة متساويتان فى المساحة يفصل بينهما مادة عازلة قد تكون الهواء و يتصل بكل من اللوحين طرف التوصيل بالدائرة عند تعرض الفراغ (المادة العازلة) لفرق جهد يسلط على المكثف بين طرفى التوصيل يؤدى لتخزين الطاقة و يعرف اللوحين فى هذه الحالة بالقطب أو الالكترود Electrode و يطلق على الفراغ الدي اليكتريكdie electric و الفراغ بين لاسطح يمكن ان يكون الهواء و كان موصل توصيل منفصل اي كهربيه وواقع غليها فرق جهد يتكون المكثف تلقائيا ويتم اختزات الطاقه كما يحدث عند مد الخطوط الهوائيهلكن في تصنيع المكثفات تكون الماده عباره عن طبقات متعدده يكون الغرض منها منع مرور التيار الكهربي و تسمى مقدرة الماده العازله على اختزان الطاقه الكهرواستاتيكيه او ثابت العزل و ناخد في الاعتبار اجهاد العازل و يمكن حسابه بالقانون الاتي =الجهد على العزل / سمك العزل .تحتاج المكثفات لصيانه دوريه و سهله عباره عن نظافة المكثف و احكام ربط لاطرافه علما بأن الحرارة الناتجة من عدم الربط بأحكام قد تسبب أتلاف المكثف *يجب قبل أدخال المكثف فى الخدمة التأكد من أجراء تفريغ شحنته ولا يتم التفريغ عن طريق عمل قصر بين طرفى المكثف حيث يتسبب هذا فى أنهيار المكثف و أنما بأستخدام مقاومة تفريغ خاصة يجب مراعاة تفريغه من الشحنة قبل نقله لأى مكان أخر.
شرح ممدوح عزت العيسي
غالبا ما تحتوي المصانع و المعامل على معدات متغيرة السرعة و هذه بطبيعة الحال تعتبر من اهم العناصر التي تؤثر سلبا على عامل القدر كون عامل القدرة يعتمد بالشكل الاساسي على جزئين الاول بسبب فرق الطور بين الفولتية و التيار و الجزء الثاني بسسب التشوه في موجة التيار لذلك تعتبر الطرق التي تعالج تشوهات التيار و فرق الطور هي الانجع في معالجات عامل القدرة ومن هذه المعدات المغيرات الذكية smart converters وهذا كان مشروعي في الماجستير
لكي تقوم بتحسين معامل القدره الكهربائيه يجب عليك قياس القدرات الثلاث ثم قياس معامل القدره قبل التحسين وبعد معرفه معامل القدره قبل التحسين نقوم بربط مكثفات زيتيه على شكل مثلثي بحيث نحصل على معامل القدره0. -1 ويجب ان لايزيد معامل القدره على الواحد الان ازياده معامل القدره يرجع المكثفات حمل على الشبكه وافضل ان يتم تحسين معامل القدره بواسطه جهاز الخاص في التحسين بحيت يقوم الجهاز في دخول مجموعه مكثفات حتى يصل معامل التحسين0.اويساوي اواحد وظيفه الجهاز هو بدخول مكثفات اوخروج بعض المكثفات بشكل توماتيك
تستهلك الأحمال الكهربية (المواتير-السخانات-الأفران) مركبتين من الطاقة الكهربية: الطاقة الفعالة :وهى تقاس بالكيلووات ساعة Kwh ويرمز لها بالرمز(Pوهى تتحول الىشغل ميكانيكى أو حرارة أو إضاءة )الطاقة الغير فعالة:وهى تقاسبالكيلوفارKVAR ويرمز لهابالرمز (Q)وتأخذ أحد الشكلين: الطاقة الغير فعالة التيتتطلبها الدوائر الكهربية التأثيرية مثل المحولات والمحركات . الطاقة الغيرفعالة التي تتطلبها الدوائر السعوية مثل مكثفات الكابلات ومكثفات القوى0ويعرفالمجموع الاتجاهي لكل من القدرة الفعالة والغير فعالة بالقدرة الظاهرية ويرمز لهابالرمزS)) وهى بالكيلو فولت امبير KVA [S=P+Q] عندتوصيل مصنع أو شركة على شبكة الكهرباء فإن الأحمال الكهربية تسحب كل من القدرةالفعالة والقدرة الغير فعالة وتبعا لقيمة احتياجها من الطاقة الفعالة والطاقةالغير فعالة يتحدد معامل قدرة هذه الأحمال معامل القدرة:ويرمز لهبالرمز(P.F) او(Ф(cos معامل القدرة=(القدرة الفعالة / القدرةالظاهرة)=[P/S] ويعرفايظا بأنه جيب تمام الزاوية بين القدرة الفعالة والظاهرة وتتراوح قيمته من0 الى1وكلما اقترب من الواحد كلم تعاظمت الفائدة العائدة على كل من المستهلك وشركةالكهرباء متوسط قيمة معامل القدرة لبعض المعدات والأجهزة الكهربية المحركالتأثيري 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 بالقوسالكهربي=0.7/0.9 لماذا يجب تحسين معامل القدرة ؟؟؟؟ وحيث أن أغلبالأحمال الكهربية عبارة عن أحمال حثية (المواتير-الطلمبات-مصابيح الفلورسنت) فإنها تستهلك طاقة غير فعالة كبيرة لذلك يتم تركيب مكثفات قوى لتحسين معاملالقدرة وذلك للحفاظ على القدرة الغير فعالة في مستوى أقل من القيمة التعاقديةالتي يتم الاتفاق عليها مع شركة الكهرباء
نا لم ادرس علم الكهرباء بتعمق وليس اختصاصي, ولكن ارى انه لتحسين معامل القدرة في المصانع تحتاج الى تركيب منظومة التحكم الاوتوماتيكي والتي تتكون من مكثفات ومنصهرات بالإضافة لجهاز التحكم وجهاز توصيل وقاطع للتيار. يتم تركبها وتوصيلها على التوازي مع المصدر المغذي الرئيسي وهذه المنظومة تقوم بضبط القيمة ذاتيا
