بب

اصلاح ضریب قدرت PFC

توان اکتیو (P)

کار واقعی در شبکه های برق توسط توان اکتیو صورت می گیرد. با تبدیل انرژی الکتریکی به سایر شکلهای انرژی مثل حرارت، حرکت، دوران و ... کار واقعی انجام می گیرد. در بارهای اکتیو جریان و ولتاژ کاملا هم فاز هستند. توان اکتیو با واحد وات (W) اندازه گیری می شود. آنچه که توسط کنتورهای تک فاز و سه فاز ثبت میشود انرژی الکتریکی مصرف شده (توان اکتیو) است.

توان راکتیو (Q)

این نوع توان کار مفید انجام نداده و باعث بوجود آمدن میدان های الکتریکی و الکترو مغناطیسی میشود. این توان مصرف نشده و بطور متوالی از شبکه به بار تزریق و مجددا از بار وارد شبکه می شود. در بارهای راکتیو، ولتاژ و جریان 90 درجه اختلاف فاز دارند. در بار سلفی خالص جریان 90 درجه از ولتاژ عقب تر است که این بارها به نام پس فاز (Lag) نامیده می شوند. دربارهای خازنی خالص جریان 90 درجه جلوتر از ولتاژ است. بارهای خازنی تحت عنوان پیش فاز (Lead) شناسایی می شوند. توان راکتیو با واحد ولت آمپر راکتیو یا وار (VAR) اندازه گیری می شود. انرژی الکتریکی مصرف شده توان راکتیو توسط کنتورهای راکتیو ثبت می شود.

توان ظاهری (S)

جمع برداری توان اکتیو و راکتیو، توان ظاهری را تشکیل می دهد. در واقع توان ظاهری حاصل ضرب ولتاژ در جریان است. یعنی: S=VI

واحد اندازه گیری توان ظاهری ولت آمپر (VA) است. انتخاب ظرفیت تجهیزات شبکه مانند ژنراتورها، ترانسفورماتورها، کلیدها، فیوزها، کابلهای انتقال و ... بر اساس توان ظاهری شبکه انجام میگیرد. مثلث توان رابطه بین توان ظاهری و سایر توان ها را مشخص می کند.

...................................

از این نمودار روابط زیر بدست می آید:

................

تلفات هادی شبکه

تلفات هادی شبکه به علت مقاومت اهمی اجزاء هدایت جریان (کابلها، اتصالات کلیدها، ...) بوجود آمده و بصورت حرارت ظاهر می شود. تلفات هادی دو جزء دارد: یکی که در اثر جریان بار اکتیو بوجود می آید که غیر قابل اجتناب است و قسمت دوم که در اثر جریان بار راکتیو پدیدار میشود که با کاهش بار راکتیو، کاهش می یابد.

ضریب قدرت (PF)

نسبت توان اکتیو به توان ظاهری را ضریب قدرت (Power Factor) می گویند یعنی: PF=P/S

از روابط ذکر شده در بخش های قبلی می توان نتیجه گرفت: PF=cosφ

ضریب قدرت معیار خوبی برای سنجش اثر بخشی شبکه است. ضریب قدرت بالا نشانه بهره برداری صحیح از شبکه و برعکس ضریب قدرت پائین نشانه استفاده ضعیف از شبکه می باشد. به عنوان مثال ضریب قدرت 0/85 یعنی اینکه 85 درصد از توان شبکه برای انجام کار مفید صرف می شود.

اصلاح ضریب قدرت شبکه خودتان را به ما بسپارید.

ما بهترینها را به شما ارائه می دهیم.

اصلاح ضریب قدرت (PFC)

هدف اصلی از اصلاح ضریب قدرت (Power Factor Correction) جبران توان راکتیو پس فاز سلفی با تزریق توان راکتیو معادل و پیش فاز است. بار خازنی مورد نیاز با قرار دادن خازن بصورت موازی با شبکه توزیع تامین میشود. کوچک بودن ضریب قدرت، باعث افزایش هزینه سرمایه گذاری تولید، توزیع و نگهداری تجهیزات شبکه می شود و بنابراین در صورت پائین بودن ضریب قدرت از حد معینی، هزینه توان راکتیو مصرفی هم محاسبه و از مشترک دریافت می گردد.

................................................

مزایای اصلاح ضریب قدرت

خازن گذاری در شبکه به انواع مختلف، باعث صرفه جویی در هزینه های سرمایه گذاری و جاری میشود.

• اصلاح ضریب قدرت باعث حذف و یا کاهش مبلغ پرداختی بابت مصرف راکتیو می شود. بسته به شرایط مصرف، سرمایه گذاری اولیه نصب بانک خازن معمولا بین 6 تا 24 ماه مستهلک می شود.
• حذف جریان راکتیو، مانع افت ولتاژ در شبکه می گردد.
• حذف جریان راکتیو باعث کاهش جریان و در نتیجه کاهش سطح مقطع کابل، ظرفیت ترانسفورماتور و کلید مورد نیاز و ... می گردد.
• کاهش جریان موجب کاهش تلفات اهمی خط انتقال و کلیدها می شود.
• کاهش جریان باعث کم شدن حرارت در کلیدها، ترانسفورماتورها و کابلهای انتقال شده و در نتیجه هزینه تعمیر و نگهداری تاسیسات شبکه پائین می آید.
• نصب خازن باعث آزاد سازی ظرفیت در شبکه توزیع می گردد.
• کاهش افت ولتاژ باعث افزایش گشتاور راه اندازی موتورها می شود.

روشهای اصلاح ضریب قدرت

برای اصلاح ضریب قدرت از سه روش اصلی استفاده می شود:

جبران سازی موضعی یا ایستا

این روش بیشتر برای حالت بی باری ترانسفورماتورها، دستگاههای با کابل طولانی و موتورهای دائم کار استفاده میشود که در آن برای هر مصرف کننده به صورت مجزا خازن محاسبه و نصب می گردد. از مزایای این روش عدم استفاده از رگولاتورهای ضریب قدرت، جبران دقیق، تخلیه شبکه از بار راکتیو و کاهش هزینه هر کیلووار خازن است. مهمترین ایراد این روش عدم توجه به ضریب همزمانی استفاده از مصرف کننده های مختلف بوده که باعث افزایش مقدار خازن نصب شده در شبکه می شود.

جبران سازی گروهی

در این روش برای چند مصرف کننده که همزمان و کنار یکدیگر کار می کنند، یک خازن بزرگ نصب میشود. چون این نوع جبران حالت خاصی از جبران سازی موضعی است، مزایای روش قبلی را دارا است به اضافه اینکه به خاطر کاهش تعداد خازنها و مراحل نصب، هزینه آن اقتصادی تر است. بزرگترین ایراد این روش به غیر از هزینه نسبتا بالا، در مواردی است که مصرف کننده ها با هم و گروهی کار نکنند. در این حالت جبران سازی اشتباه صورت گرفته و بار راکتیو به صورت خازنی در مدار ظاهر میشود.

جبران سازی مرکزی

در این روش خازن کلا در ورودی سیستم نصب و به پله های کوچک تقسیم شده است. یک رگولاتور، ضریب قدرت شبکه را کنترل کرده خازن مورد نیاز را محاسبه و وارد شبکه می نماید. این روش تقریبا همه جا قابل استفاده است. مزایای این نوع جبران سازی عبارتند از، نصب ساده، کنترل ساده، استفاده بهینه از خازنهای نصب شده و انعطاف پذیری نسبت به تغییرات بار. عمده ترین ایراد این روش عدم جبران سازی داخل شبکه مصرف کننده است.

محاسبات و فرمولها

توان ظاهری در شبکه سه فاز:     .............................

توان اکتیو شبکه سه فاز:          ................................

توان راکتیو شبکه سه فاز:          ...............................

جریان خازن تک فاز:                  ..............................

جریان خازن سه فاز:              ..............................

توان خازن تک فاز:                 ...............................

توان خازن سه فاز مثلث:         ................................

محاسبه خازن مورد نیاز در شبکه

برای محاسبه خازن مورد نیاز در شبکه مقدار توان اکتیو و ضریب قدرت شبکه مورد نیاز است.

توان خازنی مورد نیاز از رابطه زیر بدست می آید:

مقدار ضریب K را می توان از جدول پیوست هم بدست آورد. برای استفاده از جدول محل تلاقی سطر مربوط به ضریب قدرت فعلی شبکه (cos φ 1) و ستون مربوط به ضریب قدرت مورد نظر (cos φ 2)، ضریب K را بدست می دهد.