القدرة غير الفعالة التحريضية في الشبكات الكهربائية وآثارها السلبية

السلام عليم ورحمة الله وبركاته ...
أتمنى أن ينال إعجابكم فإن وفقة فمن الله . وإن أخفقة فمني والشيطان ....
تفضلوا بقراءة الموضوع.
إن معظم الأجهزة الكهربائية التي تعمل على التيار المتناوب (مثل المحركات والمحولات و..) تستهلك نوعين من الطاقة الكهربائية الأولى قدرة فعلية (ACTIVE POWER) وتقدر بال
(KW) تستهلك عبر المقاومة الأومية (R) للملفات ، والثانية قدرة غير الفعالة تحرضية QL)(REACTIVE POWER) وتقدر بال (KVAR) تستهلك القدرة غير فعالة التحريضية لتشكيل الحقول المغناطيسية في المحرك التحريضي أوالمحمول واللازمة لعمل هذه الآلات ، وهذه القدرة تنتقل وتتأرجح ما بين مجموعات التوليد والمستهلك وعند جمع هاتين القدرتين شعاعياً ينتج لدينا القدرة الظاهرية (S) وتقدر بال (KVA) .
إن نسبة القدرة الفعلية (P) على القدرة الظاهرية (S) هو ما يسمى بعامل القدرة (أو بعامل الاستطاعة) (POWER FACTOR) ، وكلما كان عامل القدرة (P.F) للمستهلكين قريب من الواحد الصحيح كلما كان مردود مجموعات
التوليد وشبكات نقل وتوزيع القدرة أفضل فعند إعداد دراسة لإنشاء محطة توليد أو محطة توزيع بقدرة مثلاً (1000 KVA) لتأمين التغذية الكهربائية لمنطقة عامل القدرة الوسطى لها بحدود (P.F=0.8) فان المولدة أو المحولة قادرة على تأمين قدرة فعلية قدرها (P=0.8X1000=800 KW) أما عندما يكون عامل القدرة الوسطى بحدود (P.F=0.5) فان هذه المولدة أو المحولة ستقوم بتأمين قدرة فعلية فقط بحدود (P=500KW).
نستنتج من ذلك بأن القدرة غير الفعالة التحريضية التي يتم توليدها ونقلها على الشبكات الكهربائية تعتبر عبئاً على مجموعات التوليد والشبكات وتشكل مشكلة في هندسة نقل القدرة وتوزيعها وأن انخفاض عامل القدرة (P.F)
للقدرة الكهربائية (المنقولة عبر شبكات النقل والتوزيع) يلحق أضراراً لا يستهان بها بالنسبة لاقتصاد البلاد ويحرم الصناعات من قدرات كان يمكن استغلالها وذلك للأسباب التالية :
* انخفاض كفاءة مجموعات التوليد وشبكات النقل ومحولات التوزيع .
* زيادة تحميل شبكات النقل والتوزيع بسبب مرور القدرة غير الفعالة وهذا يؤدي إلى زيادة الفاقد في القدرة الكهربائية وهبوط الجهد على خطوط وشبكات التوزيع .
* الخسائر الناجمة عن توليد ونقل القدرة غير الفعالة التحريضية .
وبغية تخفيض القدرة غير الفعالة التحريضية ولتحسين عامل القدرة في الشبكات الكهربائية فانه يربط مع هذه الشبكات أو الأحمال ما يسمى بمعوضات تعطي قدرة غير فعالة
(مثل المحركات التوافقية( SYN.MOTOR) أو (المكثفات الساكنة CONDENSER) .
وان أبسط الطرق لتعويض القدرة غير الفعالة هو ربط مكثفات على التفرع مع الأحمال الكهربائية ، وتقوم هذه المكثفات بتوليد قدرة لغير فعالة اللازمة بدلا من قيام محطات التوليد وشبكات النقل بإنتاجها ونقلها ، ويجدر الإشارة إلى أنه يجب أن تزيد قدرة المكثفات المطلوب ربطها مع الأحمال عن الحد المطلوب لأن ذلك يؤدي إلى زيادة الجهد عند الأحمال عن الحدود المسموح بها .
فقد لجأت الشركات والمؤسسات الكهربائية في العالم (انطلاقاً من مبررات افتصادية وفنية) إلى إتخاذ إجراءات تؤدي إلى زيادة تعرفة القدرة الكهربائية لكبار المشتركين عندما يكون عامل القدرة (P.F) لديهم منخفضاً عن
قيمة معينة (مثلاً 0.9) وقامت بتركيب عدادات لتسجيل القدرة غير الفعالة التحريضية (KVARh) المستهلكة من قبل هؤلاء المشتركين إضافة إلى عدادات القدرة الفعلية (KWh) المركبة ومحاسبتهم بدفع تعويض قيمته تساوي إلى: 0.9
قيمة التعويض = ( 0.9/عامل الاستطاعة لدى المشترك) –1 × قيمة الاستهلاك للقدرة الفعلية (KWh)
وأن بعض الشركات تشجع هؤلاء المشتركين وذلك بتخفيض قيمة الاستهلاك للقدرة الفعلية
(kwh) لديهم في حال قيامهم بتحسين عامل القدرة (P.F) لديهم إلى أكثر من (0.9) ويتم ذلك بحسم نسبة من قيمة الفاتورة (لاستهلاك القدرة الفعلية) تتزايد هذه النسبة كلما كان عامل القدرة (P.F) قريب من الواحد الصحيح .

منقول للعضو البحاري من منتدى المهندسين

مرحبا اخى العزيز بور
وانى سعيد بقراء موضوعك ومشاركتك الجميلة وخصوصا ان الموضوع يتطرق الى نقطة هامة فى شبكات القوى الكهربية وهو (reactive power and power factor) واتمنى ان تتولى مسئولية شرح اهميتهما على الشبكات والصناعة وكيف يوثر معامل القدرة على الشبكة وكيف يتم محاسبة الشركات على الكهرباء المستهلكة فى حالة انخفاض معامل القدر بالنسبة لهذة الشركات حيث يتم معاقبتها على انخفاض معامل القدرة
وايضا كيف يوثر انخفاض معامل القدرة على المحركات الكهربية وانخفاض اداء هذة المحركات
كيفية تحسين معامل القدرة وماهى الطرق المختلفة لذلك
واتمنى ان يوفقك اللة بالموضيع المثير التى تهم كل المهندسين
صديقك:tamerPLC

مرحبا مهندس تامر
هذا الموضوع فعلا شيق وذو ابعاد متشعبه
وكما قلت فان pf المنخفض له مشاكله في الشبكه
وهذه المقاله المبسطه تشرح معنى pf او معامل القدرة ولكن للاسف هي بالانجليزي ولكنها مفيده

تفضلوا :

What is power factor?...
Power factor is the ratio of true power or watts to apparent power or volt amps. They are identical only when current and voltage are in phase than the power factor is 1.0. The power in an ac circuit is very seldom equal to the direct product of the volts and amperes. In order to find the power of a single phase ac circuit the product of volts and amperes must be multiplied by the power factor. Ampmeters and voltmeters indicate the effective value of amps and volts. True power or watts can be measured with a wattmeter. If the true power is 1870 watts and the volt amp reading is 2200. Than the power factor is 0.85 or 85 percent. True power divided by apparent power. The power factor is expressed in decimal or percentage. Thus power factors of 0.8 are the same as 80 percent. Low power factor is usually associated with motors and transformers. An incandescent bulb would have a power factor of close to 1.0. A one hp motor about 0.80. With low power factor loads, the current flowing through electrical system components is higher than necessary to do the required work. This results in excess heating, which can damage or shorten the life of equipment, A low power factor can also cause low-voltage conditions, resulting in dimming of lights and sluggish motor operation.
Low power factor is usually not that much of a problem in residential homes. It does however become a problem in industry where multiple large motors are used. Power Factor Correction Capacitors are normally used to try to correct this problem

جزاك الله الف خير

موضوع رائع وجهد تشكر عليه

ياريت نتعاون كلنا كمهندسين مسلمين لكى نتقدم بامتنا لتؤم المم

موضوع ممتاز واتمنى لو يكون هناك دوماً امثلة عملية لتكون الفائدة اكبر وشكرا

جزاك الله خيرا

موضوع مهم و أرجوا أن تفيدنا أكثر بموضوع عن المرشحات الخامدة و المتوافقات

موضوع جميل وننتظر ان شاء الله المزيد

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
إني والله مسرور جدا بهذا التعاون وأرجوا الله ان يوفق كل الإخوة الأفاضل
وأشكر جدا الأخ فهد الرفاعي علي هذا الشرح البسيط والجميل وأرجوا أن يزيده الله علما وفهما

الله ينور يافندم

مجهود وفير من المهندسين القائمين بالمنتدى

مشكور على هذه المساهمة