نحوه خازن گذاری در خطوط و ترانس‌ها (۲)
در شبکه‌های جریان متناوب توان ظاهری که از مولد‌ها دریافت میشود به دو بخش توان اکتیو و راکتیو تقسیم میشود چگونگی این تقسیم به شرایط مدار بستگی دارد هر قدر که ضریب توان به یک نزدیکتر باشد سهم توان اکتیو بیشتر است این اتفاق در مداراتی رخ میدهد که مصارف اهمی آن بیشتر باشد مانند سیستم روشنایی و یا تولید گرما توسط انرژی برق.
سرویس آموزش آزمون برق نیوز: در شبکه‌های جریان متناوب توان ظاهری که از مولد‌ها دریافت میشود به دو بخش توان اکتیو و راکتیو تقسیم میشود چگونگی این تقسیم به شرایط مدار بستگی دارد هر قدر که ضریب توان به یک نزدیکتر باشد سهم توان اکتیو بیشتر است این اتفاق در مداراتی رخ میدهد که مصارف اهمی آن بیشتر باشد مانند سیستم روشنایی و یا تولید گرما توسط انرژی برق.
اما سهم عمده مصارف شبکه‌ها را مصرف کننده‌های اهمی سلفی دریافت میکنند مانند الکترو موتور‌ها ترانسفور ماتور‌های توزیع و چوک‌ها که در آن‌ها سیم پیچ یا سلف نقش اصلی را ایفا میکند در سیم پیچ‌ها به علت خاصیت ذخیره سازی انرزی الکتریکی به صورت میدان مغناطیسی توان همواره بین شبکه و سلف ردو بدل میشود سلف در یک چهارم زمان تناوب توان دریافت میکند و در یک چهارم بعدی زمان توان را به شبکه پس میدهد.
درست است که نتیجه ریاضی این عمل یعنی عدم مصرف انرژی، زیرا توان داده شده به سلف با توان دریافت شده از آن برابر است، اما در عمل این اتفاق رخ داده نمیشود، زیرا توان پس داده شده به شبکه امکان استفاده را برای مولد ایجاد نمیکندو این توان در هر حالتی از مولد دریافت میشود؛ و برای رسیدن به مصرف کننده‌های اهمی وسلفی از شبکه توزیع شامل سیما و کابل‌ها و ... عبور کرده نتیجه اینکه سلف توانی از مولد دریافت کرده و به آن پس میدهد و این توان قابل استفاده نیست و در مسیر عبور تلف میشود.
مصرف کننده‌های اهمی سلفی به این توان نیاز دارند، اما این توان برای شبکه مضر است و زیانهایی را در پی دارد از جمله:اضافه شدن جریان مولد و در نتیجه نیاز به مولد هایی با توان بیشتر و، چون جریان شبکه زیاد میشود به سیم‌ها و کابل هایی با سطح مقطع بالاتر برای کاهش افت ولتاژ نیاز است و این موضوع هزینه اولیه شبکه را افزایش میدهد.
تاثیر ضریب توان در تولید و انتقال انرژی
تلفات حرارتی برابر است با:
و اگر COSQ= 0.9 باشد جریان خط با همین توان برابر است با:
و تلفات حرارتی سیم در COSQ= 0.6 برابر است با:
در صورتیکه در COSQ= 0.9 برابر میشود با:
برای رفع مشکل فوق از خازن جهت جبران سازی توان راکتیو استفاده میشود بدین صورت که خازن مانند سلف در یک چهارم پریود موج متناوب توان دریافت میکند و در یک چهارم بعدی توان را تحویل میدهد پس خازن‌ها هم همانند سلف باعث افزایش توان راکتیو شبکه میشوند، اما اتفاق جالب زمانی رخ میدهد که خازن وسلف با هم در شبکه قرار گیرند.
این دو بر عکس هم عمل میکنند پس توان راکتیو فقط یک بار از شبکه دریافت میشود و در زمانهای بعد بین آن‌ها تبادل میشود بدون اینکه مولد این توان را تحمل کند به این خازن‌ها خازنهای اصلاح ضریب توان می‌گویند و وظیفه آن‌ها تامین توان راکتیو مورد نیاز مصرف کننده‌های اهمی سلفی است خازنهای اصلاح ضریب توان باید در شبکه به صورت موازی قرار گیرند برای اینکار در شبکه تکفاز باید به فاز و نول وصل شوند و در شبکه‌های سه فاز پس از اتصال به صورت ستاره یا مثلث آنگاه به سه فاز متصل شوند این خازن‌ها باید از نوعی انتخاب شوند که به صورت دایمی در مدار قرار گیرند پس باید ولتاژشبکه را تحمل کنند در محاسبه خازن از انواعی انتخاب میشود که ولتاز مجاز آن ۱۵ % بیشتر از ولتاژ شبکه باشد
تاثیر ضریب توان در تولید و انتقال انرژی
در صورتیکه توان اکتیو انتقال داده شده ثابت باشد با کوچک شدن ضریب توان توان راکتیو بزرگ شده و جریان خط نیز زیاد میشود به فرض مثال اگر خواسته باشیم توان اکتیو ۳۰۰kw را با اختلاف سطح 380 ولت انتقال دهیم در صورتیکه ضریب توان برابر یک باشد شدت جریان خط 456 آمپر است، ولی اگر همین توان را با ضریب توان 0.6 انتقال دهیم جریان خط به 760 آمپر میرسدو این ازدیاد جریان بخاطر کوچک شدن ضریب توان باعث تلفات حرارتی زیاد‌تر در خط میشود
تلفات حرارتی برابر است با:
VT= i^2 * RW
تلفات حرارتی خطوط انتقال انرژی گرچه به نظر نمی‌آیند، اما اغلب ایجاد تلفات و خسارات زیادی میکنند
بطور مثال فرض کنیم مصرف واته یک کارگاهی در شبکه سه فاز 380 ولت فقط 50KW باشد و توسط سیم هوایی با مقطع 50mm2 و مقاومت اهمی 0.37 = RW تامین گردد اگر ضریب توان الکتریکی در این کارگاه COSQ=0.6 باشدجریان خط برابر است:
126 = I=50000/1.73*380*0.6
و اگر COSQ= 0.9 باشد جریان خط با همین توان برابر است با:
85= I=50000/1.73*380*0.9
و تلفات حرارتی سیم در COSQ= 0.6 برابر است با:
5870 =0.37 *1262 = VT=I^2*RW
در صورتیکه در COSQ= 0.9 برابر میشود با:
2670 =0.37 * 852= VT=I^2*RW
چنانچه دیده میشود اگر کارگاهی با ضریب توان بد کار کند تلفات حرارتی سیم نیز زیاد میشود.
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.