شرح معامل القدرة

ما الذي يشكل في الواقع عامل القدرة ولماذا هو ذو أهمية؟

شرح عامل القدرة ، الفهم الأساسي

ما الذي يحدد عامل القدرة وما هي أهميتها؟ لنبدأ في شرح معامل القدرة.
يجسد عامل القدرة كفاءة استخدام الطاقة ويتم التعبير عنه عادة كنسبة مئوية. النسبة المئوية الأقل تعني استخداما أقل فعالية للطاقة.

يشير معامل القدرة (PF) إلى النسبة بين الطاقة النشطة ، المقاسة بالكيلووات (kW) ، والطاقة الظاهرة ، المحددة كميا بالكيلوفولت أمبير (kVA). تقيس القوة الظاهرة ، التي يطلق عليها أيضا الطلب ، الطاقة التي تستهلكها الآلات والمعدات خلال إطار زمني محدد. يتم اشتقاقه عن طريق الضرب (kVA = V x A) ، مع التعبير عن النتيجة بوحدات kVA.

توضيح معامل القدرة وأهميته

يوضح معامل القدرة العلاقة بين الطاقة الفعلية المستهلكة داخل الدائرة والطاقة الظاهرة التي يتم توفيرها لتلك الدائرة. يشار إلى مستوى الكفاءة بعامل قدرة 96٪ ، متجاوزا الكفاءة التي يرمز إليها بعامل قدرة 75٪. في العديد من المناطق ، يعتبر عامل القدرة أقل من 95٪ غير فعال.

شرح عامل القدرة من الناحية العملية

للتبسيط ، تخيل مشروبا غازيا كطاقة نشطة (kW) – الطاقة الوظيفية المشابهة للمشروب السائل الذي يؤدي العمل. في المقابل ، تمثل الرغوة الطاقة التفاعلية (kVAR) ، مما يدل على الطاقة المهدرة أو غير المستخدمة. لا تساهم هذه الطاقة الشبيهة بالرغوة في العمل ولكن قد تتبدد كحرارة أو اهتزاز.

يرمز الكوب إلى الطاقة الظاهرة (kVA) – الطاقة القائمة على الطلب ، والتي يمكن مقارنتها بما تقدمه الأداة المساعدة.

في سيناريو مثالي فعال بنسبة 100٪ ، سيتطابق الطلب مع الطاقة المتاحة. إذا تجاوز الطلب الطاقة المتاحة ، فإنه يجهد نظام المرافق. تفرض العديد من المرافق رسوم الطلب على المستهلكين المهمين لتعويض التفاوتات بين العرض والطلب ، خاصة عندما يكون العرض أقل من الطلب. عادة ، يتم حساب الطلب على أساس متوسط الحمل على مدى 15 إلى 30 دقيقة. يتطلب الطلب غير المتسق مزيدا من السعة الاحتياطية ، على عكس الأحمال الثابتة.

تشير ذروة الطلب إلى فترة ذروة الاستخدام ، مما يشكل تحديا للمرافق لتلبية جميع ذروات العملاء. يمكن أن يؤدي استهلاك الطاقة خلال ذروة الطلب إلى تعطيل العرض ما لم تكن هناك احتياطيات كافية. وبالتالي ، فاتورة المرافق على أساس ذروة الطلب. بالنسبة للعملاء الكبيرين ، قد يتم تطبيق أعلى ذروة خلال فترة الفوترة.

تفرض المرافق رسوما إضافية على الكيانات ذات عوامل الطاقة المنخفضة. انخفاض تكاليف الكفاءة يشبه قيادة سيارة غير فعالة في استهلاك الوقود. تشير عوامل الطاقة المنخفضة إلى عدم كفاءة الدائرة ، وتصاعد نفقات التشغيل. تزيد نفقات التشغيل المرتفعة من فرصة فرض عقوبات على المرافق بسبب الاستهلاك المفرط. في دوائر التيار المتردد ، لا تصل عوامل القدرة أبدا إلى واحد بسبب المعاوقة في خطوط الطاقة.

حساب معامل القدرة

يتطلب حساب عامل القدرة محلل جودة الطاقة أو محلل الطاقة الذي يقيس الطاقة النشطة (kW) والطاقة الظاهرة (kVA). عامل القدرة هو نسبة كيلوواط إلى كيلو فولت أمبير.

يمكن التعبير عن عامل القدرة على النحو التالي:

PF = (القوة الحقيقية) / (القوة الظاهرة)

أو

PF = W / VA

حيث يقيس الواط الطاقة الفعالة ومقياس VA يوفر الطاقة. تمثل النسبة الطاقة الفعالة إلى الطاقة الموردة.

جوهر عامل القوة وآثاره

لحساب عامل القدرة ، تحتاج إلى محلل جودة الطاقة أو محلل الطاقة الذي يقيس كل من قوة العمل (kW) والطاقة الظاهرة (kVA) ، ولحساب نسبة kW / kVA. يمكن التعبير عن صيغة عامل القدرة بطرق أخرى: PF = (الطاقة الحقيقية) / (الطاقة الظاهرة) أو PF = W / VA حيث يقيس الواط الطاقة المفيدة بينما يقيس VA الطاقة الموردة. نسبة الاثنين هي في الأساس طاقة مفيدة للطاقة الموردة ، أو: ما هو عامل القدرة ولماذا هو مهم؟ كما يوضح هذا الرسم البياني ، يقارن عامل القدرة الطاقة الحقيقية المستهلكة بالطاقة الظاهرة ، أو الطلب على الحمل. الطاقة المتاحة لأداء العمل تسمى القوة الحقيقية. يمكنك تجنب عقوبات معامل القدرة عن طريق تصحيح عامل القدرة. عامل الطاقة الضعيف يعني أنك تستخدم الطاقة بشكل غير فعال. هذا مهم للشركات لأنه يمكن أن يؤدي إلى: الأضرار الحرارية للعزل ومكونات الدائرة الأخرى تقليل كمية الطاقة المفيدة المتاحة الزيادة المطلوبة في أحجام الموصلات والمعدات أخيرا ، يزيد عامل القدرة من التكلفة الإجمالية لنظام توزيع الطاقة لأن عامل الطاقة المنخفض يتطلب تيارا أعلى لتزويد الأحمال.