معامل القدرة الكهربائية Power Factor

المحتويات:

1.1.مقدمة

2.1أنواع الأحمال الكهربائية

3.1مفهموم القدرة الفعالة و غير الفعالة و مثلث القدرة الكهربائية

4.1معامل القدرة و معادلته الرياضية

5.1.تأثيرإنخفاض معامل القدرة 

1.1. مقدمة

         معامل القدرة الكهربائية أو معامل الاستطاعة الكهربائية power factor  هو عامل يمثل كفاءة القدرة الكهربائية و له  قيمة نسبية تترواح بين 1 و 0 حيث الرقم 1 يمثل القيمة المثالية و دائماً مطلوبة للتشغيل الآمن للشبكة الكهربائية و تعني أن كل القدرة الكهربائية مستفاد منها لا توجد فقودات  , بينما يمثل الرقم 0 أقل قيمة له و تعني أن كل القدرة الكهربائية غير مستفاد منها كلياً أي أنها فقودات. هذا العامل ظهر نتيجة لسلوك الأحمال الكهربائية في الأحمال لها أنواع تختلف في سلوكها مع التيار المتردد كما سيتضح ذك في مقال اليوم عن شرحنا لمعامل القدرة فتابعونا.

2.1. أنواع الأحمال

     بصورة عامة تنقسم الاحمال الى نوعين أحمال خطية و أحمال غير خطية , يمثل النوع الأحمال المقاومية (مقاومة فقط أو أحيانا تعرف الأحمال الأومية نسبة لوحدة المقاومة أوم ) و يمثل النوع الاخر الاحمال السعوية (المكثفات) و الاحمال الحثية ( الملفات ). اذاً ما الرابط بين انواع الاحمال و معامل القدرة ؟ حسناً , علينا ان نعلم ان التيار الكهربائي سلوك مختلفاً مع كل نوع من الاحمال اعلاه ففي حالة الأحماال الخطية يسلك التيار الكهربائي شكل الموجة الجيبية و تكون الزاوية بين موجته و موجة الجهد صفر , بينما تكون موجة التيار متأخرة أو متقدمة عن موجة الجهد في حالة الاحمال غير الخطية بزاوية 90 درجة.

3.1. مفهوم القدرة الفعالة و غير الفعالة Active Power and Reactive Power Concept :

           اذا كان لدينا قيمة تيار متردد و جهد متردد مضروبان ببعضهما فالمحصلة هي قدرة كهربائية (P=I*V) لكن هذه المعادلة تصلح اذا كان لدينا حمل مقاومي فقط (مقاومة فقط ) و لا في الحقيقة عادة الاحمال هي خليط بين الاحمال الخطية و غير الخطية فان المعاادلة السابقة تكتب :

                                                                  P=I*V*cosQ 

القيمة P  تعرف بالقدرة الفعالة Active Power  و تقاس بالكيلو واط kW و هي القيمة المستفادة من مجموع القدرة الداخل للحمل او الشبكة لان هناك مقدار من القدرة يتحول الى حرارة و فقودات يسمى بالقدرة غير الفعالة Reactive Power رمزه Q  وتقاس بالكيلو فار kVAr و مجموع القدرتين يمثل القدرة الكلية او ما تسمى بالقدرة الظاهرية Apparent Power و رمزها S ووحدتها الكيلو فولت .أمبير kVA. الشكل الرياضي ادناه يمثل العلاقة بين القدرات الثلاث و يعرف بمثلث القدرة Power Triangle [1]  :

المقدار V I cosQ يمثل القدرة الفعالة بينما يمثل المقدار V I SinQ القدرة غير الفعالة و مجوع هذين المقدارين هو القدرة الكلية او الظاهرية  S=P+Q  او *S=V I حيث قيمة التيار قيمة متجهة والجمع يتم اتجاهياً و ليس جبرياً.

4.1معامل القدرة و معادلته الرياضية