به وب سایت الیکا الکتریک خوش آمدید

اصلاح ضریب توان و تعرفه های برق

نوشته شده توسط الیکا الکتریک 1397/06/06 11:14:29 0 نظرات

اصلاح ضریب توان و تعرفه های برق

یکی از سیاستهای وزارت نیرو در جهت اعمال مدیریت مصرف انرژی الکتریکی، در قالب وضع قوانین و مقررات مرتبط با اصلاح ضریب توان و همچنین تعرفه های مرتبط با انرژیمصرفی می باشد.

به هر میزان که ضریب توان مصرف کننده ها افزایش یابد، مقدار جریان عبوری ازشبکه (به ازای توان مصرفی ثابت) کاهش خواهد یافت که این موضوع باعث کاهش تلفات و کاهش افت ولتاژ و افزایش ظرفیت خطوط،ترانسفورماتورها و غیره می شود.

از طرف دیگر با اعمال مدیریت بر تعرفه های برق، می توان مصرف کننده ها رابه سمت مصرف در ساعاتی که هزینه انرژی مصرفی کمتر باشد (کم باری) هدایت نمود.

در اینجا لزوم و نحوۀ اصلاح ضریب توان و همچنین تعرفه های برق را به منظور آزادسازی ظرفیت شبکه های توزیع و انتقال و همچنین کاهش هزینه انرژی مصرفی مشترکین،مورد بررسی قرار میدهیم.

 

اصلاح ضریب توان

اغلب دستگاهها و مصرفکنندگان الکتریکی برای انجام کار مفید نیازمند مقداری توان راکتیو برای مهیا کردن شرایط لازم برای انجام کار می باشند. به عنوان مثال، یک الکتروموتور برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی، نیازمند تولید شار مغناطیسی در فاصله هوایی موتور است و نمی تواند بدون توان راکتیو، نیروی الکتروموتوری ایجاد کنند. همچنین سیستم های الکترونیک قدرت، تثبیت کننده های ولتاژ، کوره های القایی و قوس الکتریکی، سیستمهای جوشکاری AC و DC، متعادل سازهای بارهای نامتعادل، تجهیزات دارای مشخصه غیرخطی و غیره، نیازمند توان راکتیو هستند. اما این توان سبب اضافه شدن جریان شبکه و در نتیجه افت ولتاژ و همچنین افزایش تلفات توان در مسیر به صورت حرارت می شود. ازجمله زیان های وارد شده به شبکه در این حالت عبارتند از:

  • اضافه شدن جریان مولد و نیاز به مولدهای با توان بیشتر
  • افزایش جریان شبکه (نیاز به کابل های با سطح مقطع بزرگتر)
  • اتلاف توان در شبکه های توزیع (تولید حرارت و افت ولتاژ)

 

ضریب توان

یک مدار با بار مقاومتی دارای شکل موج جریان و ولتاژ هم فاز می باشد، امادر مداری با بار راکتیو (خازنی یا سلفی) انرژی ذخیره شده باعث وجود اختلاف فاز بین این دو شکل موجب میشود که این انرژی به منبع بازمیگردد.

در مصرف کننده ها، سه نوع توان، شامل توان ظاهری، توان اکتیو و توان راکتی و تعریف می شود.

اگر زاویۀ بین ولتاژ و جریان مصرف کننده کمتر شود (ضریب توان افزایش یابد)، مقدار توان اکتیو مصرفی به توان ظاهری نزدیک شده و لذا مقدار توان راکتیو مصرفی کاهش مییابد.

 

لزوم اصلاح ضریب توان

اصلاح ضریب توان، تکنیکی برای کم کردن آثار منفی بارهای راکتیو در یک شبکه با برق متناوب است. اما همانطور که گفته شد بار مصرفی نیاز به توان راکتیو دارد.لذا توان راکتیو مورد نیاز مصرف کننده از راهی غیر از شبکه باید تأمین شود؛ چرا که افزایش توان راکتیو تولیدی در نیروگاه ها، جریان تحریک ژنراتور را افزایش می دهد که با محدودیت های دینامیکی روبرو میشود. در روش های دیگر می توان با استفاده از بارهای راکتیو اقدام به اصلاح ضریب توان و نزدیک کردن ضریب توان به عدد یک نمود. البته در سیستم های مجتمع، رگولاتورهای هوشمند برای تشخیص تغییرات ضریب توان نصب میشوند؛ زیرا اصلاح بیش از حد ضریب توان بارهای موتوری با کنترل الکترونیکی باعث افزایش بیش ازحد ولتاژ میشود. بارهای خازنی و بار های القایی، تجهیزات مورد استفاده در روند اصلاح ضریب توان هستند. استفاده از رگولاتورهای هوشمند اشنایدر الکتریک امکان کنترل و اندازگیری دمای محیط داخل تابلو، گام های اتصال خازن ها، کسینوس فی متر، ثبت تاریخ هشدارها، جریان راکتیو، جریان بار، ولتاژ، توان، تعداد دفعات قطع و وصل خازن ها، اعوجاج هارمونیک ولتاژ را فراهم می نمایند.

ضریب توان را به دو دلیل تا عدد یک تصحیح نمی کنند. دلیل اول هزینۀ بالای آن نسبت به اصلاح به مقادیر 0.95 تا 0.99 است که توجیه اقتصادی خود را از دست می دهد. دلیل دوم این است که اصلاح ضریب توان به عدد یک، تحت شرایط خاص انجام میشود و ممکن است در شرایط دیگر ،سیستم پیش فاز شود که در بسیاری از موارد،اضافه ولتاژ به همراه خواهد داشت. بنابراین سیستم اصلاح ضریب توان با رگولاتورهای هوشمند کنترل می شود که با تغییر بار، ضریب توان را در مقدارتنظیم شده ثابت نگاه می دارند.

به جهت القایی بودن سهم عمده ای از بارهای صنعتی، بارهای خازنی جهت اصلاح ضریب توان به وفور استفاده میشوند. 

 

روش های اصلاح ضریب توان

اصلاح ضریب توان به دو روش فعال و غیرفعال انجام میشود. روش اصلاح غیر فعال، یک روش ساده برای اصلاح ضریب توان در بارهای خطی است که معمولاً با استفاده از بانک های خازنی صورت میگیرد. اما این روش به اندازۀ اصلاح ضریب توان  فعال مؤثر نیست. گرچه این روش به دلیل سادگی و کم هزینه بودن، در سطح وسیعی مورد استفاده قرار میگیرد، اما در این روش، وارد و خارج کردن خازن ها از مدار موجب به وجود آمدن جریان های هارمونیکی میشود و این عیب، یکی از دلایلی است که تمایل برای استفاده از تجهیزات الکترونیک قدرت و یا کندانسورهای سنکرون (اصلاح ضریب توان فعال) هنوز وجود دارد. اصلاح ضریب توان فعال، یک سیستم الکترونیک قدرت است که میزان جریان کشیده شده توسط هر بار را به منظور نزدیک کردن هرچه بیشتر ضریب توان به یک کنترل می کند.

 

 

ارسال نظر