القدرة غير الفعالة التحريضية في الشبكات الكهربائية وآثارها السلبية

السلام عليم ورحمة الله وبركاته …
اخوتي الاعزاء سلام من الله عليكم ورحمة الله تعالي وبركاته اعتذار عن غيابي عن هذا المنتدي الرائع وأتمنى أن ينال هذا الموضوع 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 .