גורם כוח הוא הגורם המשמעותי להערכת יעילות השימוש ב- כוח חשמלי ברשת מערכת חשמל. אם גורם הכוח טוב או גבוה (אחדות), אנו יכולים לומר שבאפקטיביות יותר משתמשים בכוח החשמלי במערכת חשמל. מכיוון שגורם ההספק גרוע או מצטמצם, יעילות השימוש בכוח החשמלי פוחתת במערכת החשמל. גורם הכוח הגרוע או הפחתת גורם ההספק נגרמים מסיבות שונות. לכן, לשיפור גורם הספק ישנן טכניקות שונות לתיקון גורמי הספק. תיקון מקדמי הספק באמצעות קבלים לתיקון מקדמי הספק הוא השיטה הטובה והיעילה ביותר בשיטות תיקון מקדמי הספק שונים. אך בעיקר עלינו לדעת מהו גורם הספק, חישוב מקדם הספק ותיקון מקדם הספק.
מה זה כוח פקטור?
ניתן לתאר גורם הספק במונחים שונים כגון, ניתן לכנותו כיחס בין הספק פעיל לכוח לכאורה, ניתן להגדיר אותו כקוסינוס הזווית בין מתח לזרם. הקוסינוס של הזווית בין מתח וזרם נחשב (לא זווית סינוסית או משיקית או זוויתית), מכיוון שנחשבת דיאגרמת הפאזור של מתח או זרם ממשולש הכוח.
חישוב פקטור כוח
דנו כי היעילות של מערכת החשמל תלויה בגורם ההספק ולשיפור השימוש היעיל של כוח במערכת חשמל יש לשפר את גורם הכוח. אבל לפני כן עלינו לדעת את גורם הכוח של מערכת ההספק, כלומר עלינו לדעת את חישוב גורם הכוח. ניתן לגזור את חישוב מקדם ההספק באמצעות הזווית שבין מתח האספקה לזרם העומס כפי שמוצג באיור.
זווית בין מתח אספקה לזרם עומס
גורם ההספק טמון תמיד במרווח סגור של -1 עד +1. חישוב גורם הכוח יכול להיעשות באמצעות משולש כוח, הקוסינוס של הזווית בין כוח פעיל לכוח לכאורה נחשב כגורם הספק וזהה לזווית שבין מתח אספקה וטען זרם.
זווית בין כוח פעיל לכוח לכאורה
לכן, אם הזווית בין מתח האספקה לזרם העומס או הזווית בין הספק פעיל לכאורה פוחתת, אז הקוסינוס של זווית זו גדל מה שהופך את גורם הכוח כמעט לאחדות. זה מצביע על יעילות השימוש בכוח החשמלי במערכת חשמל. למעשה, גורם כוח אחדות אינו אפשרי כמעט בגלל העומסים הקיבוליים וההשראות הגורמים להובלה או פיגור. לפיכך, לשיפור גורם הכוח על מנת להשתמש בו חשמל למעשה, ישנן טכניקות שונות לתיקון גורמי כוח.
מוקדם יותר במאמר זה, דנו כי ניתן לבצע חישוב מקדם הספק באמצעות הזווית שבין מתח האספקה לזרם העומס או זווית בין הספק פעיל לכוח לכאורה. אם ניקח בחשבון את משוואת הכוח, ניתן לבצע את חישוב מקדם ההספק באופן הבא.
במשוואות הבאות, כוח S- לכאורה, Q- תגובתי וכוח P פעיל. משולש הכוח שנוצר על ידי כוחות אלה מוצג באיור.
גורם כוח ומשולש כוח
הכוח האמיתי המשמש להזנת עומסים נקרא ככוח פעיל (P) וניתן כ
כוח פעיל
ההספק לכאורה (S) הוא גודל רכיב תנודתי מיידי שנמדד ב- VA או KVA והוא יכול לבוא לידי ביטוי כדלקמן
כוח לכאורה
הכוח התגובתי ו מאוחסנת אנרגיה במערכת החשמל הם פרופורציונליים זה לזה ונמדדים ב- VAR או KVAR. כעת, ניתן לבטא את חישוב מקדם הספק כ-
גורם כוח
גורם הספק (PF) נקרא גם גורם הספק תזוזה (DPF).
ניתן לתת חישוב מקדם הספק חד פאזי וחישוב מקדם הספק תלת פאזי כמוצג להלן המופחתים ממשוואות חישוב הספק חד פאזי ושלוש פאזות.
מקדם הספק חד פאזי ניתן כ-
חישוב פקטור כוח חד פעמי
היכן שהספק כוח-קילוואט, מתח-וולט ומגברי זרם.
שלושה מקדם הספק הנגזר מחישוב הספק תלת פאזי
חישוב גורמי כוח תלת פאזיים (מתח קו לקו)
היכן שהספק של קילוואט, קו וולט וולט וולט, ומגברי זרם.
חישוב גורמי כוח תלת פאזיים (קו למתח נייטרלי)
היכן שהספק של קילוואט, קו וולט וולט וולט, ומגברי זרם.
תיקון גורם כוח
לאחר חישוב מקדם הספק, אם הוא טוב, אומרים שהכוח החשמלי משמש יעיל במערכת החשמל. אך אם חישוב מקדם ההספק נותן גורם הספק גרוע, אז נדרש תיקון גורמי הספק לשיפור יעילות המערכת. ישנן סיבות שונות כגון עומסי אינדוקציה (מחוללי אינדוקציה, מנועי אינדוקציה, מנורות פריקה בעוצמה גבוהה וכן הלאה), שבגללם גורם ההספק מושפע.
לכן, תיקון גורמי הספק ישפר את רמות המתח במערכת החשמל, יפחית הפסדים שיגדילו את קיבולת המערכת, יבטל קנס של גורם הספק, יקטין את הביקוש לכוח פעיל בשיא ובכך יקטין את דמי השירות. ישנן שיטות שונות לתיקון גורמי הספק (הקטנת הזווית בין מתח האספקה לזרם העומס, ובכך להגדיל את ערך גורם ההספק לעבר אחדות) כגון תיקון גורמי הספק באמצעות קבלים לתיקון גורמי הספק, תיקון גורם הספק סינכרוני, פילטר ותגבור פעיל.
שיפור פקטור כוח באמצעות קבלים לתיקון פקטור פאוור
קבלים לתיקון כוח פקטור
ניתן לשפר את גורם ההספק באמצעות קבלים לתיקון גורמי הספק באמצעות המאפיין של הקבלים כלומר גורם הספק מוביל שיכול להפחית את ההשפעה על גורם הספק על ידי עומסים אינדוקטיביים. מכיוון שניתן לבטל את התגובה האינדוקטיבית של העומס ההשראי באמצעות התגובה הקיבולית של קבלים לתיקון גורמי הספק. ישנם סוגים שונים של קבלים לתיקון גורמי הספק כגון קבלים לתיקון גורמי הספק ABB, קבלים לתיקון גורמי הספק קבועים וקבלים אוטומטיים לתיקון גורמי הספק, המשמשים בדרך כלל לתיקון גורמי הספק.
במאמר זה עמדנו על חישוב מקדם הספק, אך האם אתה יודע כיצד לחשב התנגדות באמצעות קוד צבע נגד ? האם אתה מודע למחשבון הנגד המקוון ולמחשבון החוק של אוהם?
