درس دهم توان ها

 

درس دهم

با سلام در این مبحث می خواهم برایتان درباره نحوه کاهش توان راکتیو صحبت کنم .همانطور که از نام توان غیر مفید بر می آید این توان واقعا برای شبکه تولید و توزیع مضر است . برای درک ساده تر این زیان یک مساله طرح می کنم و آنرا حل می کنم تا به جواب سوال کمک کرده باشم :

در راه اندازی یک الکتروموتور 10کیلو وات با راندمان 70% در شبکه 400 ولت با ضریب توان 75/0 موارد زیر را محاسبه کنید :

الف – جریان خط

ب – توان مفید دریافتی از شبکه

ج – توان راکتیو این الکتروموتور

 حل مساله:

            توانی که روی موتور نوشته می شود همان توان مکانیکی تحویلی (P2) به ما است . ازآنجائیکه در موتورها بخشی از توان تحویلی از شبکه بصورت تلفات کاهش می یابد بنابراین توان ورودی (P1)  به موتور که همان توان دریافتی از شبکه است بیشتر از توان خروجی آن ( 10 کیلووات نوشته شده روی موتور ) است .

P2 = 10kw

N = %70                       P1 = P2/N = 10/%70= 14/28kw

U = 400 v

Cosa=0/75                    I= P1/(1/73*U*Cosa) = 14/28kw /(1/73*400v*0/75) = 27/5 A

I=?

P1=?                             Q = 1/73*U*I*Sina = 1/73*400*27/5*0/66=12/56 Kvar

Q=?

همانطور که از این مساله مشخص می شود این موتور در قبال تولید 10 کیلوات توان مفید مکانیکی معادل 2/14 کیلو وات توان از شبکه دریافت می کند و همچنین توان راکتیوی برابر 56/12 کیلووار به شبکه تحمیل می کند . از دید شبکه این موتور توانی برابر توان ظاهری خود از شبکه می کشد که از رابطه زیر بدست می آید :

S=1/73 * U * I= 1/73* 400*27/5=19 KVA

به عبارت ساده تر این موتور برای تولید توانی 10 کیلوواتی توانی 19 کیلو ولت آمپری از شبکه می کشد . حال ببینیم اگر فقط ضریب توان 75/0 را به 95/. تغییر دهیم وضع شبکه چگونه می شود :

I= P1/(1/73*U*Cosa) = 14/28kw /(1/73*400v*0/95) = 21/7 A

Q = 1/73*U*I*Sina = 1/73*400*27/5*0/31=5/9 Kvar

S=1/73 * U * I= 1/73* 400*21/7=15 KVA

نتیجه مهم :

همانگونه که از مقایسه نتایج مساله در دو حالت مختلف مشاهده می کنید توان و جریان کشیده شده از شبکه در حالتی که ضریب توان 95/0 شده است بسیار کمتر از حالت قبل است . پس می توان گفت برای کاهش جریان شبکه و توان دریافتی از آن بهتر است ضریب توان افزایش یابد . این عمل را اصلاح ضریب توان نامیده و برای مصرف کننده هایی که اهمی – سلفی هستند ( مانند موتورها و ترانسفورماتورها ) براحتی با نصب خازن انجام پذیر است .

سوال :

 برای اینکه در مساله قبل ضریب توان را افزایش دهیم از چه خارنی استفاده می شود ؟

جواب :

 می دانید خازنها با ظرفیت و ولتاژ قابل تحملشان شناسایی می شوند . اما برای خازنهای اصلاح ، واحد کیلو وار بکار می رود که برگرفته از میزان توان راکتیوی است که خازن از خود تولید می کند. این توان جبران کننده توان راکتیوی است که موتور نیاز دارد . بنابراین کافی است برای محاسبه خازن اندازه توانی را که موتور نیاز دارد محاسبه کرده و بجای آن خازن قرار دهیم . این توان از رابطه زیر بدست می آید :

Q = F * P

Q همان توان خازن  ، P توان موتور و F  ضریبی است که با داشتن ضریب توان اصلی موتور و ضریب توانی که مطلوب شبکه است از روی جدولی محاسبه می شود که در درس بعد خواهد آمد .

منتظر باشید .

ادامه درس توان ها

 

باسلام

در این درس مفاهیم بیشتری در باره توان راکتیو فراخواهید گرفت .

منظور از توان راکتیو چیست ؟

در مصرف کننده هایی که بین ولتاپ و جریان آنها اختلاف فاز وجود دارد توان دارای دو مقدار مثبت و ومنفی است . به این معنی که مصرف کننده گاهی از شبکه توان می کشد و گاهی به آن توان می دهد . این موضوع سبب ایجاد توان راکتیو می شود . ار آنجایی که در این مصرف کننده ها امکان صفر کردن اختلاف فاز ممکن نیست نتیجه این می شود که توان راکتیو را نیم توان از بین برد .

آیا توان راکتیو لازم است ؟

آری زیرا ماهیت کار این وسایل داشتن توان راکتیو است . مثلا در یک الکتروموتور نمی توان بدون توان راکتیو نیروی الکتروموتوری ایجاد نمود .

توان راکتیو برای شبکه مفید است یا مضر ؟

این توان سبب اضافه شدن جریان شبکه و در نتیجه افزایش تلفات توان در مسیر سیم کشی بصورت حرارت می شود .

انواع توان راکتیو کدامند ؟

در الکتریسته دو عنصر خازن و سلف توان راکتیو ایجاد می کنند پس در نتیجه توان راکتیو دارای دو نوع سلف و خازنی است .

آیا می توان مقدار توان راکتیو یک شبکه را کاهش داد بدون اینکه مصرف کننده دوچار اخلال شود ؟

آری برای این منظور کافی است توان راکتیو مورد نیاز مصرف کننده را از راهی غیر از شبکه تامین نمود . به این منظور با توجه به ماهیت سلف و خازن که عکس هم عمل میکنند کافی است برای کاهش توان راکتیو خازنی از توان راکتیو سلفی استفاده کرد و برعکس . از انجائیکه بیشتر مصرف کننده های یک شبکه از نوع سلفی می باشند می توان با استفاده از بانک خازنی به این مهم دست پیدا کرد .

ولت آمپر یا VA به چه معنا است ؟

ولت امپر واحد اندازه گیری توان ظاهری کل مدار است که این توان از حاصل ضرب جریان مصرف کننده در ولتاژ آن بدست می آید . راه دیگر محاسبه توان ظاهری جمع برداری توانهای اکتیو و راکتیو است