ضریب توان چیست؟
در این مقاله می خواهیم به طور خلاصه با اصطلاح ضریب توان آشنا کنیم در ادامه با ما همراه باشید نسبت توان حقیقی به توان ظاهری مصرف شده یک تجهیز الکتریکی به عنوان ضریب توان آن شناخته میشود. در واقع، ضریب توان کمیتی است که تأثیر تبدیل توان مفید به کار را نشان می‌دهد.وقتی ضریب توان کمتر از واحد باشد، توانِ از دست رفته به عنوان توان راکتیو شناخته میشود. این توان در میدان مغناطیسی بارهای سلفی نقش خاص خود را دارد.
توان راکتیو به عنوان توان بدون وات یا توان هدر رفته نیز شناخته میشود و سبب اضافه بار در سیستم و زیاد شدن هزینه قبض برق میشود(ضریب توان واحد)، به این معنی است که به توان بیشتری برای انجام یک کار خاص نیاز داریم. عبور جریان سبب ایجاد تلفات در منبع و سیستم توزیع میشود. وقتی ضریب توان واحد باشد، تغذیه مدار توسط منبع مؤثرتر انجام میشود. اگر ضریب توان کاهش یابد، تلفات افزایش خواهد یافت.
اصلاح ضریب توان چیست؟
اصلاح ضریب توان که با عبارت PFC نمایش داده میشود، فرآیند تعدیل ضریب توان از مقادیر کوچکتر از ۱ به مقادیر نزدیک ۱ است. اصلاح ضریب توان هم در طول انتقال انرژی الکتریکی در پست‌های تبدیل به منظور افزایش راندمان تبدیل ولتاژ و هم در مراکز مصرف انرژی الکتریکی انجام میشود.
در حقیقت با اصلاح ضریب توان هزینه‌های مربوط به تهیه انرژی الکتریکی و هزینه‌های مربوط به انتخاب کابل و تجهیزات تغذیه نیز کاهش می‌یابد؛ و به این ترتیب هزینه‌های مربوط به تولید و انتقال نیز کاهش می‌یابند.
چرا اصلاح ضریب توان مهم است؟
هدف بهبود ضریب توان، بهره‌برداری بهینه از انرژی الکتریکی، کاهش هزینه قبض برق و کاهش تلفات توان است. به عبارت بهتر، می‌توان به دلایل زیر برای بهبود ضریب توان اشاره کرد:
- اگر ضریب توان به واحد نزدیک باشد، برای توان ظاهری مشابه، می‌توان بار بیشتری به ترانسفورماتورها متصل کرد.
- اگر ضریب توان بالا باشد، می‌توان از جریمه‌هایی که توسط شرکت برق تعیین میشود جلوگیری کرد.
- برآورد اندازه بهینه کابل‌های برق به مقدار ضریب توان وابسته است. ضریب توان کم منجر به تلفات مسی بیشتر میشود و افت ولتاژ بیشتر در طول خط به وجود خواهد آورد. با اصلاح ضریب توان، این افت ولتاژ کم شده و اندازه و در نتیجه هزینه تجهیزات کم میشود.
- کاهش مصرف توان به دلیل افزایش بهره‌وری، منجر به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و کاهش مصرف سوخت نیروگاه‌ها میشود.
ضریب توان کمِ ناشی از بارهای القایی را می‌توان با افزودن تجهیزات اصلاح ضریب توان بهبود داد، اما ضریب توان کمی که به دلیل اعوجاج شکل موج جریان رخ داده، نیازمند ایجاد تغییرات در طراحی تجهیز یا افزودن فیلترهای هارمونیک است. در حالی که گفته میشود برخی از اینورترها دارای ضریب توان ۰٫۹۵ هستند، اما در واقعیت، ضریب توان واقعی آن‌ها بین ۰٫۵ تا ۰٫۷۵ است. این عدد ۰٫۹۵ براساس کسینوس زاویه بین ولتاژ و جریان بیان میشود، اما این نکته در نظر گرفته نمی‌شود که شکل موج جریان ناپیوسته است و در نتیجه سبب افزایش تلفات میشود.
برای اصلاح ضریب توان از سه روش اصلی استفاده میشود:
۱–اصلاح ضریب توان فردی
۲–اصلاح ضریب توان گروهی
۳–اصلاح ضریب توان مرکزی
اصلاح ضریب توان فردی
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 می‌گردد. 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 کننده‌های مختلف بوده که باعث افزایش مقدار خازن نصب شده در شبکه میشود. همچنین نصب پیچیده تری دارد و جبران سازی بصورت پراکنده می‌باشد.
اصلاح ضریب توان گروهی
در این روش برای چند مصرف کننده که همزمان و کنار یکدیگر کار می‌کنند، 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 ومراحل نصب، هزینه آن اقتصادی‌تر است.
اصلاح ضریب توان مرکزی
در این روش خازن کلاً در ورودی سیستم نصب و به پله‌های کوچک تقسیم شده است. یک رگولاتور، ضریب قدرت شبکه را کنترل کرده خازن مورد نیاز را محاسبه و وارد شبکه می‌نماید. این روش تقریبا همه جا قابل استفاده است. مزایای این نوع جبران سازی عبارتند از، نصب ساده، کنترل ساده، استفاده بیهنه از خازن‌های نصب شده و انعطاف پذیری نسبت به تغییرات بار و کنترل هارمونیک شبکه، با افزودن رآکتور به خازن‌ها می‌باشد. عمده‌ترین ایراد این روش عدم جبران سازی داخل شبکه مصرف کننده است.
دیدگاهتان را بنویسید