در جواب به دانشجوی عزیزی که درخواست داشت در مورد جبرانسازی توان راکتیو مطلب بذاریم. امیدوارم به دردتون بخوره

تخمین کلی:در ادامه در باره این موضوع بحث میشود که چطور توان جبران سازی مورد نیاز را می توان بدست آورد. بعضی مواقع اطمینان صد در صد به صحت نتیجه محاسباتی وجود ندارد. در این موارد می توان از روی تخمین برسی کرد که نتیجه محاسبه شده تا چه حد به حقیقت نزدیک است.
تا زمانی که مصرف کننده های نصب شده خارج از عرف معمولی نباشند. چنین تخمین هایی بطور کلی نزدیک به اعداد واقعی هستند.
جدول داده های تخمینی برای توان خازن مورد نیاز

 نوع مصرف کننده  قدرت نامی خازن
 موتورهای دارای جبران سازی انفرادی  %40-35 توان موتور
 ترانسهای جبران سازی انفرادی  %2.5 ظرفیت ترانس(در ترانسهای قدیمی%5)
 جبران سازی مرکزی  %25-33 توان ترانس با هدف COSQ=0.9
%40-50 توان ترانس با هدف COSQ=1

محاسبه توان خازن مورد نیاز بوسیله اندازه گیری:
آمپر متر و دستگاههای اندازه گیری توان اغلب در تابلو اصلی نصب شده اند. همچنین میشود از دستگاههای اندازه گیری چنگکی استفاده نمود. اندازه گیری های مورد نیاز در فیدر ورودی و یا فیدر های خروجی پست اصلی انجام می پذیرد.اندازه گیری هم زمان ولتاژ شبکه دقت محاسبه را بهتر می نماید. البته میتوان ولتاژ نامی را 380یا 400 ولت در نظر گرفت.
از ولتاژ(U).جریان ظاهری(I)و ضریب توان می توان توان اکتیو را محاسبه نمود.
                                                                                                               Pe=1.73*U*I*COSQ         
                                                                                                           
در صورتی که ضریب توان مشخص باشدمی توان با فرمول زیر توان خازن را محاسبه کرد
         
                                                       Qc=P*(tanQ1-tanQ2)                                       

مثال:اطلاعات برای جریان ظاهری=248آمپر
ضریب توان:0.86
ضریب توان مطلوب:0.92
ولتاژ:397 ولت
                                                 QC=14.64*(tan30.68-tan23.07)=24.9kvar        
  تذکر: اندازه گیری که در بالا بر اساس آن محاسبات انجام گرفته مقادیر لحظه ایی را به دست می دهند. میزان بار بسته به روز و فصل تغیرات شدیدی دارد.به همین جهت کسی باید اندازه گیری را انجام دهد که کارگاه یا کارخانه را به خوبی بشناسد. اندازه گیری های متعددی باید انجام پذیرد و به این نکته باید توجه کرد که مصرف کننده های نیازمند به جبران سازی (مصرف کننده های اصلی) در حال کار باشند.همچنین داده های اندازهگیری بایستی حتی الامکان سریعا و هم زمان برای تمام دستگاهها خوانده شود تا اینکه با یک نوسان بار شدید ناگهانی اشتباهی در نتایج رخ ندهد.
اندازه گیری به وسیله ثبات اکتیو و راکتیو:نتایج قابل قبول به وسیله دستگاه فوق حاصل می شود.این داده ها می توانند برای مدت زمان طولانی ثبت شوند.بدین طریق داده های پیک بدست می آید.
توان خازن طبق روال زیر محاسبه میشود.

                                                                                ( QC=QL-(P*TANQ2
توان خازن مورد نیاز:QC
توان راکتیو اندازه گیری شده:QL
توان موثر اندازه گیری شده: P
اندازه گیری از طریق خواندن کنتور:
کنتور توان اکتیو و راکتیو در ابتدای کار خوانده می شود.8 ساعت بعد هر دو کنتور مجددا خوانده میشوند. در صورتی که در این 8 ساعت توقفی در کار ایجاد شده باشد این مدت توقف باید به 8 ساعت اضافه شود.


                                     tanQ=RM2-RM1/AM2-AM1RM1

مقدار اولیه کنتور راکتیو: RM1 
مقدار نهایی کنتور راکتیو: RM2
مقدار اولیه کنتور اکتیو:AM1
مقدار نهایی کنتور اکتیو:AM2
با توجه به داشتن TANQ می توان COSQ و فاکتور F را از روی جدول بدست آورد
قدرت خازن از رابطه زیر بدست می آید:

                                        

QC=(AM2-AM1)*K*F/8                                                                 

  K:نسبت ترانس جریان کنتور است 

مثال:
مقادیر زیر با خواندن کنتور ثبت شده اند.
AM1:115.3
AM2:124.6
RM1:311.2
RM2:321.2
کنتور با ترانس جریان150به5 آمپر کار میکند .بنابراین ضریب تبدیل جریانK=30 باید در نظر گرفته شود.
ابتدا TANQ را بدست می آوریم
                                              Normal 0 false false false MicrosoftInternetExplorer4

TANQ=321.2-311.2/124.6-115.3=1.08               


برای رسیدن به ضریب توان 0.92 ضریب از جدول برابر 0.65 بدست می آید

پس مقدار خازن مورد نیاز میشود

Normal 0 false false false MicrosoftInternetExplorer4 QC=(124.6-115.3)*30*0.65/8=22.67KVAR

                                             

محاسبه از طریق فیش برق  

این روش نسبتا راحت است و با دقت خوبی می توان خازن را از صورت حساب ماهانه برق محاسبه کرد و در صورت نبودن تعطیلات کارخانه یا کارگاه در مدت محاسبه برق می توان از صورت حساب سالیانه و یا ماهانه استفاده نمود در صورت وقوع نوسانات فصلی مسلم است که باید از صورت حساب زمان پر باری کارخانه استفاده شود در صورت محاسبه جداگانه تعرفه های روز و شب برای محاسبه نهایی از اطلاعات روز استفاده می شود می توان چنین در نظر گرفت که توان خازن برای پوشش جریان راکتیو شب کافی است در موارد خاصی که با برق شب که دارای قیمت مناسب تری است کار میشود نباید از اطلاعات شب صرف نظر کنیم


تعرفه های قیمت انرژی

در محاسبه قیمت انرژی حداکثر مصرف و انرژی اکتیو و انرژی راکتیو بصورت مجزا در نظر گرفته می شوند

در بیشتر قراردادها حداکثر مصرف راکتیوبرابر %50 مصرف اکتیو در نظر گرفته می شود مصرف راکتیو در صورتی مشمول هزینه می گردد که بیش از %50مصرف اکتیو باشد که این مصرف متناظر ضریب توان 0.9 است توصیه می شود برای محاسبه عدد بالاتری مثل 0.92 در نظر گرفته شود تا توان رزرو خازنی داشته باشیم

مثال برای محاسبه

اطلاعات از صورت حساب برداشته شده بشرح زیر است

حداکثر مصرف=99کیلو وات

انرژی اکتیو مصرف شده=17820 کیلو وات

انرژی راکتیو مصرف شده=19840 کیلو وار ساعت


ابتدا تانژانت فی را بدست می آوریم

                                TANQ= اکتیو/راکتیو                  

TANQ=19840/17850=1.11
باتوجه به جدول ضریب 0.68 به دست می آید و توان خازنی مورد نیاز بصورت زیر محاسبه می شود
                                                       99KW*0.68=67.32KVAR     Normal 0 false false false MicrosoftInternetExplorer4
 
مثال:
اطلاعات یک گارگاه به صورت زیر میباشد قدرت خازن مورد نیاز را محاسبه نمایید

توان:220KW
ولتاژ:440v
فرکانس:50HZ
ضریب توان فعلی:0.7 
ضریب توان مطلوب:0.9   
                                
                Normal 0 false false false MicrosoftInternetExplorer4

cos Q1 = 0.7 tan Q1 = 1.02

cos Q2 = 0.9 tan Q2= 0.48

                                          Normal 0 false false false MicrosoftInternetExplorer4

QC = P (tan Q1 – tan Q2)

      Normal 0 false false false MicrosoftInternetExplorer4

220 · 1000 (1.02 – 0.48)=118.8KVAR

                          
ظرفیت خازن در حالت ستاره و مثلث را بدست آورید

در حالت ستاره داریم:
                                                                                                     
                                                                            VC=VL/1.73=440/1.73=254V
                                                                                                       CSTAR=QC/(VL)2*2*3.14*F    
CSTAR=118.8*1000/(440)2*2*3.14*50=1954        

در حالت مثلث داریم:
VC=VL=440V
CDELTA=QC/3*(VL)2 *2*3.14*F
CDELTA=118.8*1000/3*(440)2*2*3.14*50=651

قدرت ترانس را در دو حالت فوق در ضریب توانهای 0.7و0.9 محاسبه کنید:

در ضریب توان 0.7
S1=P/COSQ1
S1=220/0.7=314KVA

در ضریب توان 0.9
S2=P/COSQ2
S2=220/0.9=244KVA
همانطور که مشاهده میشود هرچه ضریب توان به یک نزدیکتر باشد قدرت ترانس پایین تر میآید

جریان خط در دو حالت فوق را محاسبه کنید:

I=220*1000/1.73*440*0.7=412A

I=220*1000/1.73*440*0.9=320A
و همچنین هرچه ضریب تو.ان به یک نزدیک تر باشد جریان خط کمتر میشود

مثال:

مشخصات پلاک موتور تکفازی به شرح زیر است:
1.4kw      220v       12A       COSQ=0.78    
این موتور باید تا 0.95 کمپانزه شود قدرت خازن را بدست آورید

P=U*I*COSQ=220*12*0.78=2.06
COSQ1=0.78               TANQ1=0.8026
COSQ2=0.95               TANQ2=0.3288
QC=P*(TANQ1-TANQ2)=2.06*(0.8026-0.3288)=0.976KVAR

مثال:

مشخصات یک موتور سه فاز به شرح زیر است:
22KW        220/380          78/45A          COSQ=0.84
این موتور باید تا COSQ=0.95کمپانزه شود مطلوب است ظرفیت خازنها در اتصال مثلث:

P=1.73*U*I*COSQ=1.73*380*45*0.84=24.9KW
COSQ1=0.84            TANQ1=0.646
COSQ2=0.95            TANQ2=0.3288
QC=P*(TANQ1-TANQ2)=24.9(0.646-0.3288)=7.9KVAR

CDELTA=QC/3*(VL)2*2*3.14*F=58

مثال:

خازن سه فاز با قدرت QC=200KVAR مفروض است.در صورتیکه ولتاژخازن UV=15KV باشد مطلوب است ظرفیت و جریان خازن:

CDELTA=200000/3*152*314=0.94

IL=200/15*1.73=7.7A

IC=IL/1.73=7.7/1.73=4.44A

مثال:

یک ترانسفور ماتور سه فاز به قدرت 75KVA  دارای ولتاژ ثانویه 500 ولت است و در COSQ=0.7 با بار کامل کار میکند. از آنجا که به توان بیشتری نیاز است باید برسی شود در صورتی که ضریب توان برابر یک شود چه مقدار دیگر توان اکتیو آزاد میشود و قدرت خازن چه مقدار است؟

P=PS*COSQ=75*0.7=52.5KW
توان اضافه شده در COSQ=1برابر میشود با:22.5=52.2 -75
COSQ=0.7            TANQ=1.02
Q=P*TANQ=52.5*1.02=53.5KVAR قدرت خازن