تحسن معامل القدرة في الشبكات الكهربائية

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 بالكيلوفارKVAR ويرمز لها بالرمز (Q) وتأخذ أحد الشكلين:
الطاقة الغير فعالة التي تتطلبها الدوائر الكهربية التأثيرية مثل المحولات والمحركات و...............
الطاقة الغير فعالة التي تتطلبها الدوائر السعوية مثل مكثفات الكابلات ومكثفات القوى و..............
ويعرف المجموع الاتجاهي لكل من القدرة الفعالة والغير فعالة بالقدرة الظاهرية ويرمز لها بالرمزS))
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 من 0 الى 1 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 تحميل 100% =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 القدرة 0.9 فى السنة
لكل 1/100 من انخفاض معامل القدرة عن 0.9 تزداد قيمة الطاقة بقدار 0.5% وذلك حتى معامل قدرة 0.7
لكل 1/100 من انخفاض معامل القدرة عن 0.7 تزداد قيمة الطاقة بمقدار 1%
معنى هذا أن المشتركين الذين يقل متوسط معامل القدرة لأحمالهم عن 0.9 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 إلى 0.95
أولا:يتم حساب القدرة الغير فعالة التى تستهلكها المنشأة عند معامل القدرة 0.67
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 لتوفير 160.54 ك.فار لرفع معامل القدرة إلى 0.95 بدلا من 0.67