حاسبة معامل القدرة وتصحيحه
احسب القدرة غير الفعالة المطلوبة لرفع معامل القدرة وسعة المكثفات اللازمة — مع تخفيض التيار.
من القدرة الفعالة ومعامل القدرة الحالي والمستهدف وجهد التغذية تحصل على الكيلو فار المطلوبة وسعة مكثفات الدلتا أو النجمة لكل وجه، مع عرض التيار قبل وبعد ونسبة التخفيض.
كيف تستخدم الحاسبة
- ادخل القدرة الفعّالة المتوسطة (kW) من الفاتورة أو من محدد القدرة — إن كانت لديك kVA ومعامل القدرة فقط، استخرج القدرة منها أولاً بحاسبة القدرة ثلاثية الأطوار.
- حرّك منزلق «معامل القدرة الحالي» إلى قيمة متوسط cosφ كما يظهر على شاشة مقنّن المكثفات أو الفاتورة — المتوسط الشهري لا القراءة اللحظية، لأن شركات التوزيع تخصم على المتوسط.
- اختر المستهدف بشرائحها: 0.92 عتبة الخصم لدى شركات التوزيع في مصر، و0.95–0.98 المدى التصميمي العملي؛ ما فوق 0.98 يدخل خطر التعويض الزائد (متقدم) وارتفاع الجهد.
- ادخل جهد الخط (400 للتوزيع المصري منخفض الجهد) والتردد، ثم اختر توصيلة المكثف من لوحة بياناته: دلتا وجهها على جهد الخط كاملاً، والنجمة وجهها على 58٪ من جهد الخط.
- اقرأ النتائج: Qc هو هدف ضبط المقنّن، وسعة الوجه تُستخدم لاختبار سلامة كل مكثف بجهاز قياس السعة (انخفاضها الكبير = مكثف تالف)، وشريطا قبل/بعد يوضحان تخفيض الكابل والتيار.
مثال مشغول (حمل 100 kW)
عند cosφ = 0.7 يكون tanφ₁ = 1.020، وللمستهدف 0.95 يكون tanφ₂ = 0.329: Qc = 100 × (1.020 − 0.329) = 69.2 ك.فار — يطابقه تماماً ما تعرضه البطاقة الكبرى عند القيم الافتراضية.
مكثف دلتا لكل وجه: C = 69,150 ÷ (3 × 2π × 50 × 400²) ≈ 459 ميكروفاراد؛ وفي النجمة ≈ 1,376 ميكروفاراد لكل وجه (ثلاثة أضعاف لأن جهد الوجه 231 فولت). إذا قاس جهاز السعة نصف هذه القيمة فذلك مكثف فقد ورقته العازلة.
التيار الخطي يهبط من 206 أمبير إلى 152 أمبير أي تخفيض 26٪، وفقد النحاس في المغذّات يتناقص بالتربيع: 1 − 0.74² ≈ 45٪ من فقد ذلك المغذّي.
التنفيذ العملي: لوحة المكثفات قرب اللوحة الرئيسية، مع مُفاعِل ضبط 7٪ أمام كل خطوة إذا كانت على الشبكة فيدرات أو بالاستات إلكترونية أو مصابيح LED كثيرة، وتقسيم Qc على خطوات (مثلاً 3×25 ك.فار لـ 69 ك.فار) ليعمل المقنّن بالترحيل التدريجي بدل اللمبات كلها مرة واحدة.
القوانين المستخدمة
المُكثّفات تزيد القدرة غير الفعّالة المحلية ولا تُنشئ قدرة فعّالة؛ عند وجود توافقيات عالية (فيدرات/VSDs) يلزم مُفاعِل ضبط وإلا ارتفع التيار والحِحرارة.
- IEC 60831-1 و60831-2 — المُكثّفات الموازية منخفضة الجهد: درجات الحرارة، جهود الاختبار، وجهاز التصريف الداخلي.
- IEC 61921 — تركيبات تصحيح معامل القدرة المنخفضة الجهد: التنضيد، التهوية، وحماية المجموعات.
- IEEE Std 18 وNEC المادة 460 (الولايات المتحدة) — المُكثّفات الموازية وقواطرها: زمن التصريف، تيار الإقلاع، وقطع الموصلات.
- IEC 61000-2-2 و61000-2-4 — مستويات التوافق الكهرومغناطيسي للأشكال الموجية؛ عندها تُستعمل مجموعة مضبوطة (detuned) بمُفاعِل 7٪ (رنين ≈189 Hz تحت الخامسة).
- بعض شركات التوزيع في مصر تخصم على القدرة غير الفعّالة عند نزول cos φ تحت نحو 0.9 — راجع بند «غير فعّالة» في فاتورتك قبل شراء المكثفات.
- في أمريكا: Utility demand charge على kW الفعّال غالباً بلا غرامة PF مكتوبة؛ التصحيح هناك يُبرَّر بتقليل المحوّل والموصلات لا بالفاتورة.
قوانين تصحيح معامل القدرة
الكيلو فار المطلوبة = القدرة × (ظل الزاوية الحالية − ظل الزاوية المستهدفة). سعة وجه الدلتا = Qc ÷ (3 × 2πf × V²)، والنجمة ثلاثة أضعافها. مثال: حمل 100 كيلوواط بمعامل 0.7 يحتاج 69.15 كيلو فار للوصول إلى 0.95 — أي 3 مكثفات دلتا ~459 ميكروفاراد على 400 فولت، وينخفض التيار من 206 إلى 152 أمبير (تخفيض 26٪).