توان راکتیو و راه حل جبران آن در الکترومارکت

چرا ما توان راکتیو را ترجیح نمی دهیم

توان کل، به اصطلاح توان ظاهری یک شبکه انتقال، از توان اکتیو و راکتیو تشکیل شده است (شکل 1). زمانی که مصرف کنندگان توان، به عرضه تبدیل توان اکتیو به انرژی فعال متصل میشوند، انرژی راکتیو مربوط به توان راکتیو مصرف نمی شود. توان راکتیو در طرف مصرف کننده، صرفا برای ایجاد یک میدان مغناطیسی مورد استفاده قرار می گیرد؛ برای مثال، برای موتور الکتریکی، پمپ ها، و ترانسفورماتورها .

توان راکتیو، زمانی که توان از شبکه عرضه کشیده می شود و پس از آن که شبکه با یک تأخیر زمانی دوباره تغذیه شد، تولید می شود.

بدین ترتیب، این بین مصرف کننده و تولید کننده در حال نوسان است. علاوه بر این که توان اکتیو تولید شود، این به منزله یک بار اضافی برروی شبکه و افزایش تلفات و نیازمند ابعاد بزرگتر به منظور ادامه دادن نوسان توان راکتیو است. در نتیجه توان اکتیو کمتری می تواند انتقال یابد.

توان راکتیو دارای مقدار متوسط صفر است. به دلیل این که به بالا و پایین ارتعاش می کند، بطور متوسط به صفر میل میکند. توان راکتیو به عنوان حداکثر توان نوسان بیش از یک سیکل اندازی گیری می شود. بسته به این که نقطه اوج قبلی قبل یا بعد از ولتاژ است، می تواند مثبت یا منفی باشد.

]طبق قرارداد توان راکتیو زمانی که “تأمین“ شده باشد، همانند توان حقیقی مثبت است و زمانی که “مصرف“ شده باشد، منفی است. در حالیکه تأمین توان راکتیو مقادیر ولتاژ را افزایش می دهد، مصرف توان راکتیو مقادیر ولتاژ را کاهش می دهد.

راه حل جبران//

با یک سیستم ترمیم توان راکتیو تابلو خازن گه به طور مستقیم به شبکه ولتاژ پایین متصل می شود، و نزدیک به مصرف کننده نصب میشود، امکانات انتقال را به عنوان توان راکتیو می توان کنار گذاشت، توان راکتیوی که دیری نیست از سوی شبکه تأمین شده است اما توسط خازن حذف میشود گردیده است.

“اصلاح ضریب توان و فیلتر هارمونیکی”

شکل 2 – اصل جبران قدرت واکنش پذیری با استفاده از خازن های قدرت ولتاژ پایین

با نصب تابلو خازن تلفات انتقال و مصرف انرژی کاهش می یابد و مصرف کنندگان غیر ضروری به عنوان تجهیزات همان را می توان مورد استفاده قرار بدهند.

تعیین توان خازن

یک سیستم با نصب توان اکتیو p، از یک ضریب توان cosφ1 به یک ضریب توان  cosφ2 ترمیم و جبران می شود. توان لازم خازن برای جبران به صورت زیر محاسبه شده است:

(Q_c = P · (tan φ₁ – tan φ₂

ترمیم توان آشکار منتقل شده را کاهش می دهد (شکل 3 را ببینید). انتقال اهمی، دیگر با مربع جریانات کاهش نمی یابد.

توان راکتیو

نرم افزار محاسبه اندازه خازن برای ارتقاء ضریب توان”

شکل 3 – نمودار قدرت برای جبران غیر (1) و (2) نصب و راه اندازی جبران

برآورد توان راکتیو

برای کارخانه های صنعتی که هنوز در مرحله پیکربندی هستند، این براورد می تواند به طور تقریبی فرض شود، که توان راکتیو مصرف کنندگان در درجه اول کار موتورهای القایی AC، با ضریب توان متوسط cos φ ≥ 0.7 قرار دارند. برای ترمیم به cos φ = 0.9، یک توان خازن با حدود %50 از توان فعال مورد نیاز است:

Qc = 0.5 · P

در پروژه های زیربنایی ( ادارات، مدارس، و غیره)، به شرح زیر است:

Qc = 0.1 to 0.2 · P

محاسبه توان راکتیو

(براساس صورت حساب برق)

برای نصب مواردی که در حال حاضر درحال اجرا هستند، قدرت خازن مورد نیاز را می توان با اندازه گیری تعیین کرد. اگر اندازه گیری های کار اکتیو و راکتیو در دسترس باشند، تقاضای توان خازن میتواند از صورت حساب برق ماهانه گرفته شده باشد.

کار اکتیو / کار راکتیو tan φ =

برای دفعات یکسان انجام اندازه گیری در اندازه گیری کار راکتیو و اکتیو//

P توان اکتیو / Q توان راکتیو tan φ =     و

tan φ = √(1 – cos2 φ) / cos φ

ترمیم توان Qc منطبق بر توان فعال P می تواند برای مقدار مطلوب cos φ2 محاسبه شود.

Qc = Q1 – Q2 = P · F

در این مورد F = tan φ1 – tan φ2

برای ساده کردن محاسبات Qc، عوامل تبدیل F شرح داده شده اند، زمانیکه یک cos φ1 اندازه گیری شده به منظور دستیابی به یک ضریب توان cos φ2 در عملیات باشد.

3 روش اصلی اصلاح توان راکتیو//

خازن را می تواند برای یک ترمیم تکی، گروهی و مرکزی استفاده شود. این نوع از ترمیم ها در زیر معرفی می شوند//

ترمیم تکی

در ترمیم تکی، خازن ها به طور مستقیم، به ترمینال های توان فردی مصرف کنندگان متصل میشوند و از طریق یک دستگاه کوچک سوئیچینگ متداول خودشان، با هم روشن می شوند. در اینجا، توان خازن باید دقیقا با مصرف کنندگان مربوطه تنظیم شود. ترمیم تکی اغلب برای موتورهای القایی بدون اینورتر استفاده می شود (شکل 4).

ترمیم تکی از لحاظ اقتصادی برای موارد زیر مطلوب است:

• توان فردی گسترده مصرف کنندگان
• توان تقاضای ثابت
• مدت زمان های طولانی

[/vc_column_text]

ترمیم گروهی همان مزایا و معایب ترمیم تکی را داراست.[/quote]

ترمیم مرکزی

واحد های کنترل توان راکتیو برای ترمیم مرکزی استفاده می شوند، که به طور مستقیم به یک واحد باس بار، تابلوی اتصالات، زیرمجموعه تابلوی اتصالات، و در مرکز آن ها متصل می شوند. واحد های کنترل شامل مدار های شاخه ای خازن قابل تغییر و یک کنترل کننده (رگولاتور) می باشد که کنترل کننده توان راکتیو حاضر در تغذیه در محل را بدست می آورد و همچنین میتواند یک حذف کننده هارمونیکی شبکه نیز تلقی شود.

اگر این ترمیم از مجموعه ای از نقاط منحرف شود، کنترل کننده از طریق کنتاکتور گام به گام خازن را خاموش یا روشن می کند.

توان خازن، در چنین راهی که در کل نصب cos φ مطلوب به نظر می رسد،

انتخاب می شود (شکل 6). ترمیم مرکزی در این موارد توصیه می شود:

• تعداد کوچکی از مصرف کنندگان توان متصل به شبکه عرضه
• تقاضاهای متفاوت توان و متفاوت در زمان های مصرف کنندگان

منابع//

برنامه ریزی توزیع برق توسط SIEMENS·

اصول کارآمد و عرضه قابل اعتماد توان راکتیو و مصرف، توسط کمیسیون تنظیم مقررات انرژی u.s.a

گروه مهندسی الکترومارکت در خدمت شما است.

مطالب الکترومارکت را در کانال تلگرام الکترومارکت دنبال کنید.

متشکرم که تا انتهای این مقاله با ما بودید منتظر نظرات خوبتون هستم.

نظرات شما دوستان باعث ارتقای سطح کیفی الکترومارکت میگردد.